汽車保護用新型聚氯乙烯涂料的制備

高明明　王剛鋒　高蒲

摘 要：該文介紹了一種新型聚氯乙烯涂料的配方設(shè)計，性能的檢測以及在施工和應(yīng)用過程中的情況。該涂料與常規(guī)聚氯乙烯涂料相比有較高的老化溫度，溶劑揮發(fā)點較高，施工性能良好，能有效的降低施工過程中因溶劑揮發(fā)所帶來的影響，且能與相應(yīng)的新型“濕碰濕”工藝配套。

關(guān)鍵詞：聚氯乙烯涂料 DINP 汽車涂料 濕碰濕

中圖分類號：TQ639 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0095-02

伴隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對與之相關(guān)的汽車配套產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，尤其是對與之配套的汽車材料產(chǎn)業(yè)提出了新的發(fā)展方向。對于汽車車底保護涂料，不僅要滿足汽車減震，降噪，密封和防石擊要求，更要求應(yīng)當(dāng)減少汽車廠商的設(shè)備投資，操作流程，能源使用和對環(huán)境的保護。筆者研制的新型聚氯乙烯涂料可在有效保護汽車底部的同時，減少揮發(fā)物的產(chǎn)生并且與汽車底涂與中涂有良好的配伍性，因此在環(huán)境保護與汽車“濕碰濕”工藝改進方面有一定的優(yōu)勢。

1 原理

“濕碰濕”工藝源于工業(yè)烤漆的涂裝。由原來之兩噴一磨兩烤（噴—烤—磨—噴—烤）改為兩噴一干。何時“碰”上去最好？關(guān)鍵是讓第一道濕膜的溶劑在當(dāng)時環(huán)境條件下、在適當(dāng)?shù)膶娱g間隔時間內(nèi)最大限度地揮發(fā)掉，以“碰”上去的第二道漆膜在固化過程中沒有針孔、氣泡、流掛為準(zhǔn)。因此嚴(yán)格控制配方中的溶劑比例，減小易揮發(fā)溶劑的組分就成為了解決“濕碰濕”工藝的首要問題。

DINP與DOP相比，分子量更大一點，碳鏈更長一點。所以擁有更好的抗老化性能，抗遷移性能，抗萃取性能，更高的耐高溫性能。一般認為，DINP比DOP更環(huán)保。

2 配方設(shè)計

產(chǎn)品配方詳見表1。

2.1 原材料及實驗儀器

聚氯乙烯樹脂、增塑劑、溶劑、納米碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、增粘劑、三硝基硫酸鉛（以上均為工業(yè)級）粘度計、細度儀、三輥機、天平等。

2.2 配方及工藝

稱取計算后的增塑劑及溶劑到試樣燒杯中，邊攪拌邊加入碳酸鈣等填料，攪拌均勻后加入聚氯乙烯樹脂，經(jīng)攪拌均勻后放置熟化10～15 h，測試樣品粘度適當(dāng)加入增塑劑或溶劑調(diào)整粘度。調(diào)整至合適粘度后置入真空攪拌器中脫氣30～45 min，經(jīng)過濾后即得成品。

3 結(jié)果與討論

由PVC塑溶膠體中各原料的性能特點和作用，對配方中各種主要原料進一步分析。液體料：溶劑，主要為煤油或脂肪烴。增塑劑，主要為鄰苯二甲酸脂（鄰苯二甲酸二辛脂和鄰苯二甲酸二異壬酯）及其他高表面張力增塑劑，如環(huán)氧大豆油等。功能性粉體材料：聚氯乙烯樹脂粉末。觸變劑：納米級碳酸鈣。填料：重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。穩(wěn)定劑：主要為熱穩(wěn)定劑和其他穩(wěn)定劑。

對以上材料的量化考察主要以成品的強度、附著力、耐腐蝕性、耐沖擊性以及對現(xiàn)場的施工和環(huán)保等要求來考慮。

3.1 溶劑

根據(jù)對溶劑的揮發(fā)性能和施工時操作工人對溶劑氣味的環(huán)保要求，經(jīng)過煤油和D80試驗對比，D80的氣味較為溫和，在配方中使用4%～6%比較合適，試驗結(jié)果如表2。

3.2 增塑劑

增塑劑是工業(yè)上被廣泛使用的高分子材料助劑，在聚氯乙烯樹脂加工中添加這種物質(zhì)，可以使其柔韌性增強。面對聚氯乙烯樹脂配套使用的增塑劑主要有合成脂肪酸脂、脂類聚合物和磷酸酯等。增塑劑在聚氯乙烯樹脂的塑化過程中主要起到減低聚合物分子間的分子間作用力（即范德華力），增加分子鏈的移動性，提高聚合物的可塑性，進而提高成品的拉伸、斷裂、撓曲等機械性能，降低材料的硬度、軟化溫度、脆化溫度等。

增塑劑篩選試驗結(jié)果見表3。

通過以上試驗可以看出，選擇江蘇送樣的DINP作為主增塑劑，根據(jù)聚氯乙烯樹脂的含量和施工工藝要求，添加量定為25%～30%。

3.3 聚氯乙烯樹脂

聚氯乙烯樹脂是汽車用防石擊涂料最主要的功能性原料，其決定了產(chǎn)品在施工時的噴涂性能和成型后的機械性能，防腐性能和在電泳板上的附著性能。

通過大量試驗，并根據(jù)不同樹脂的不同性能特征，確定在配方中使用摻混/糊樹脂，其中摻混樹脂確定為SB-100，糊樹脂確定為PB-1302。通過對不同比例的配比試驗得出最佳配比應(yīng)為SB-100∶PB-1302=2∶14并從中得出最佳的工藝及施工參數(shù)。

3.4 填料

對現(xiàn)有的兩種填料做出篩選和對比，由于成型工藝的不同，使得輕質(zhì)碳酸鈣與重質(zhì)碳酸鈣在粒徑、細度以及白度上有一定的區(qū)別，進而影響到其具體的性能。

從表4可以看出輕質(zhì)碳酸鈣與重質(zhì)碳酸鈣相比，對成品涂料的影響主要體現(xiàn)在細度和拉伸強上。通過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，輕質(zhì)碳酸鈣時如果使用不慎，容易造成嚴(yán)重的后增稠效應(yīng)，嚴(yán)重的使涂料結(jié)塊。且輕質(zhì)碳酸鈣吸油量比重質(zhì)碳酸鈣大很多，堿性也比較高。對維持整個體系的酸堿平衡和溶劑溶質(zhì)平衡有較大的影響，故采用重質(zhì)碳酸鈣作為主要填料使用。

3.5 其他材料

在整個膠體體系中還需要其他的材料對整個體系產(chǎn)生增補作用。（1）補增塑劑方面使用環(huán)氧大豆油提高成品的表面張力，對涂料表面有改性作用，提高“濕碰濕”性能。（2）增強劑，經(jīng)過性能與價格對比使用無錫巴士特種膠黏劑，有效滿足試驗中對粘度和補強作用的要求。（3）體系中可加入一定量的氧化鈣來解決成品因含水在烘干中起泡的問題。（4）熱穩(wěn)定劑，選擇加入少量的三硝基硫酸鉛來提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)的聚氯乙烯車用防護涂料相比，新型聚氯乙烯車用防護涂料在老化溫度、防護強度、適用范圍以及環(huán)境保護上都有了很大的提高，可以面向更廣泛的用戶市場，在汽車涂裝市場中具有一定的競爭優(yōu)勢。

參考文獻

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