PVC防石擊涂料抗流掛性能影響因素的研究

高蒲　王剛鋒　高明明

摘要 研究了PVC防石擊涂料的抗流掛性能的影響因素，主要探討了溫度，不同性能的活性納米碳酸鈣及添加量，氣相二氧化硅對常溫及熱流掛性能的影響。實(shí)驗結(jié)果表明，室溫溫度越高，產(chǎn)品越易表現(xiàn)流掛的趨勢；活性的納米碳酸鈣糊粘度越高，觸變性越好越有利于抗流掛，且隨著加入量的增大抗流掛性增強(qiáng)，但過大加入會造成產(chǎn)品觸變性下降，粘度升高不利于施工；相較活性碳酸鈣，氣相二氧化硅的加入更能有效改善材料的流掛性能。

關(guān)鍵詞 PVC防石擊涂料；抗流掛性；溫度；活性納米碳酸鈣；氣相二氧化硅

中圖分類號 TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）12—0068—02

PVC防石擊涂料是以聚氯乙烯糊樹脂作為基料，與增塑劑、觸變劑、熱穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、顏料、填料按一定比例混合而成的一種穩(wěn)定的塑溶膠。目前，我國家用車市場發(fā)展迅速，而車用PVC防石擊涂料具有現(xiàn)場施工方便，價格較低，且具有良好抗石擊性，密封性，防腐減震等優(yōu)勢，而被越來越多的汽車廠采用。在汽車生產(chǎn)線上，PVC防石擊涂料通過高壓無氣泵經(jīng)管道輸送至各端口，噴涂至汽車底盤上，再通過145℃烘烤定型。這就要求其必須具有適宜的粘度以滿足噴涂所要求的連續(xù)性和一定的噴幅面積。并且，能粘附在車底電泳漆板上并形成一定厚度的濕膜，且在濕膜狀態(tài)下或烘烤中不能出現(xiàn)明顯流掛掉落現(xiàn)象，否則會嚴(yán)重影響汽車外觀和抗石擊涂料的保護(hù)性能。本文從PVC抗石擊涂料的原料和使用環(huán)境溫度出發(fā)，探討了幾種主要的影響流掛因素，通過條件的控制，使產(chǎn)品能滿足使用的要求。

1實(shí)驗部分

1.1主要原材料

DINP，山東齊魯石化；PVC糊樹脂P440，上海氯堿化工股份有限公司；PB1000摻混樹脂，天津勃天化工有限責(zé)任公司；活性納米碳酸鈣：常州納米碳酸鈣，蕪湖卓越納米碳酸鈣，山西新泰恒信納米碳酸鈣，湖州新威華納米碳酸鈣；增粘劑，無錫盛意合成材料有限公司；氣相二氧化硅，德國瓦克；顏料，降粘劑D80，鈣鋅熱穩(wěn)定劑均為市售。

1.2試樣的制備

PVC抗石擊涂料（增塑糊）的制備：依照一定的比例，將增塑劑加入混合器內(nèi)，隨后邊攪拌邊依次加入增粘劑，PVC糊樹脂，摻混樹脂，攪拌成糊后，再依次加入碳酸鈣，降粘劑，熱穩(wěn)定劑，顏料，攪拌完后研磨，抽真空熟化靜置待測。

1.3樣品測試

PVC涂料糊粘度測試：即將配制好的PVC涂料放入溫度為（30±1）℃的恒溫水浴鍋內(nèi)，恒溫30min，待樣品溫度穩(wěn)定后利用NDJ-79粘度計，1號轉(zhuǎn)子，750轉(zhuǎn)/分下測量。

PVC防石擊涂料流掛性能測試：將試料均勻地涂至潔凈的電泳漆試片上，面積25mm×50mm，涂層厚度為3mm，在材料下沿標(biāo)記初始位置刻度線。在室溫下，將試板垂直放置20min，標(biāo)記涂層下沿所在位置，測量相對初始刻度線的常溫流掛距離。隨后，將涂敷試樣的電泳漆板放置于恒溫烘箱中，在145℃下烘烤30min后取出自然冷卻至室溫，按同樣的方法測量相對初始流掛距離。

2結(jié)果與討論

2.1室溫溫度對抗流掛性能的影響

研究了不同室溫下產(chǎn)品流掛性能的表現(xiàn)。由圖1可見，隨著室溫溫度的升高，產(chǎn)品常溫流掛和熱流掛均有愈趨嚴(yán)重的現(xiàn)象。其中，在5℃環(huán)境溫度下產(chǎn)品流掛性能最好，常溫及熱流掛幾乎為0mm。根據(jù)圖2粘度曲線圖分析，可能是在低溫下，增塑劑粘度升高，且材料表面活性基團(tuán)熱運(yùn)動降低，不易互相擺脫，分子間相互作用力增強(qiáng)，使得材料不易流動，減輕了流掛。而隨著溫度的升高，試樣粘度降低，且增塑劑更易從粉料顆粒表面脫附，造成增塑劑析出于試樣和電泳漆板界面間，減小增粘劑與電泳板的接觸面，加重了流掛程度，從圖1可看出30℃下常溫和熱流掛性最差。

2.2活性納米碳酸鈣種類及加入量對抗流掛性能的影響

試驗分別采用了山西新泰碳酸鈣，蕪湖卓越碳酸鈣，常州碳酸鈣，新威華碳酸鈣共4種觸變活性的碳酸鈣，按一定的配方比例制備了樣品1-4，并在30℃條件下測量各個試樣的常溫流掛。表1表示分別用4種活性納米碳酸鈣所制備的糊樣品5-8在不同剪切力下的糊粘度，其糊樣品DINP：活性納米碳酸鈣=175：100。由圖3可知，隨著試樣所含的納米碳酸鈣糊粘度的升高，涂料抗流掛性能逐漸提高。原因是采用糊粘度較高的活性納米碳酸鈣，其具有較高的觸變比，不僅在高剪切下具有切力變稀的性質(zhì)以利于施工噴涂，而且在低剪切下顆粒間形成了不易破壞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使體系擁有較高的粘度，阻礙了PVC涂料內(nèi)部發(fā)生流動，有利與改善流掛。

圖4研究了采用低糊粘度的山西新泰納米碳酸鈣所制備的樣品9，在30℃室溫下，其抗流掛性能隨碳酸鈣的加入量的變化趨勢?？梢?，隨著納米碳酸鈣含量的提升，實(shí)驗樣抗流掛性能逐漸變好。也就是說，相較于高糊粘度，高觸變性的納米活性碳酸鈣，觸變性較低的碳酸鈣可通過提高加入量來達(dá)到相同的抗流掛效果，但過多的加入不僅會造成粘度劇烈升高，觸變性變差如表2，開始觸變比隨著納米鈣含量增加而增加，但當(dāng)添加量超過30%后粘度突升明顯，35%時粘度已升至8100cp，且觸變比下降，即納米鈣含量過大使得顆粒之間堆積緊密，在高剪切力下不易分散開，顆粒相互摩擦，粘度增大，雖能提高抗流掛性，但不利于噴涂，同時也會造成在性能上如拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的損失，這就需要找到一個平衡點(diǎn)以滿足各個方面的要求。

2.3氣相二氧化硅對抗流掛性能的影響

圖5表示配方中納米碳酸鈣含量為20%時，添加1%的氣相二氧化硅時，30℃室溫條件下，PVC涂料的抗流掛性能。

由對比可知，加入少量的氣相二氧化硅可明顯提升抗流掛性能。這是因為其具有較高的觸變比，在材料中能形成具有氫鍵的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在高剪切力作用下氫鍵斷裂，材料易于流動便于施工噴涂；而在PVC防石擊涂料涂敷在電泳漆板上后，剪切力消失，二氧化硅氫鍵網(wǎng)絡(luò)又再次形成，體系的粘度又恢復(fù)到最初的狀態(tài)，可防止涂層流動。

3結(jié)論

根據(jù)試驗研究，室溫溫度越高，越不利于材料抗流掛?；钚约{米碳酸鈣的種類對流掛有很大的影響，通常觸變比越高的活性納米碳酸鈣將更有利于防止流掛現(xiàn)象?？筛鶕?jù)種類的不同，適當(dāng)提高活性納米碳酸鈣的含量也能增強(qiáng)抗流掛性，但是不宜過大，否則粘度上升明顯，觸變比和切力變稀性能下降，反而不利于噴涂施工。氣相二氧化硅的加入有助于涂料內(nèi)部形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，少量的加入即能提高涂料的抗流掛性能。endprint