PP塑料表面涂料的研制车载电源

PP 塑 料 表 面 涂 料 的 研 制

PP 塑 料 表 面 涂 料 的 研 制郭志光 顾卡丽（武汉材料保护研究所，湖北武汉.430030 ）摘要：用氯化聚丙烯CPP，附着力促进剂C以及热塑性丙烯酸树脂BS，聚氨酯等原料制出PP塑料用涂料，并对所用的溶剂，反应过程，操作条件和结果作了较为详细的叙述。关键词：氯化聚丙烯 热塑性丙烯酸树脂 附着力促进剂C PP塑料涂料。[中图分类号]：TQ630.6 [文献表识码]：AThe synthetic technical of surface coating of PP plastic Guo Zhiguang Gu kali（Wuhan Research Institute of Materials Protection 430030) Abstract: The surface coating of PP plastic has been compounded by using chlorinatedpolypropylene, adhesion accelerating agent C, thermopplasticity acrylic resin, ployurethance and so on, and depicted its dissolvers, course of reaction, conditions of operation and results of reaction in detail.Keywords: chlorinatedpolypropylene, thermoplasticity acrylic resin, adhesion accelerating agent C, the surface of coating PP plastic. 1引 言近十几年我国塑料工业迅速发展，国内应用较广泛的工程塑料有 ABS、PG、PA、POM，通用塑料有PS、PC、PP、PVC等，塑料制品质轻、理化性能优异、易批量生产已成为国民经济，人民生活不可缺少的材料[1]okmart.com。PP是无定形聚合物，它具有良好的综合性能，而且可对PP制品进行二次加工，因此在家电、食品、玩具、医疗等产品上得到广泛的应用。为了增加PP塑料件的花色品种，提高外观质量，延长PP塑料件的使用寿命，以提高其在市场上的竞争力,研究新型的塑料涂料和塑料专用涂料已显得举足轻重了。PP塑料用涂料已进入了一个新的快速发展阶段。所以本实验是根据市场要求而开发的专用性PP塑料表面涂料。并对其原理及合成工艺作了详细叙述。 2 试 验 部 分2.1原材料及试剂氯化聚丙烯（CPP，国产），附着力促进剂C（进口），（甲基）丙烯酸酯单体（化学纯），丙烯酸改性醇酸树脂DFA1580，DFR133（进口），热塑性丙烯酸树脂BS108，BS105，BS1201，（三木公司），颜料耐晒黄（进口），甲苯，二甲苯，丁酯，乙酯，二乙二醇单丁醚，乙二醇单丁醚，丙酮，乙醇，丁醇（均为化学纯），助剂（BYK）。2.2 产品测量仪器及方法涂膜硬度：铅笔测量法 GB 6739-86[2]；涂膜附着力：画格法 GB 5210-85[3]；涂膜表面干燥时间：小玻璃球法 GB 6753.2-86[4]；涂膜光泽度：武汉黄冠涂料公司测定；粘度：涂—4杯 25℃；高速分散机； 卧式砂磨机。2.3 配方 PP塑料表面涂料的参考配方如下： 底 漆 的 参 考 配 方原材料CPP甲苯丁酯二甲苯附着力促进剂C质量百分比（%）6~1035~386~1840~431~3面 漆 的 参 考 配 方 原材料耐晒黄DFA1580BS1201DFR133润湿分散剂流平剂消泡剂稀释剂质量百分比（%）12~1625~3040~4810~16适量适量适量10~14注：树脂的固含量都为50% 2.4生产工艺向耐晒黄中加入适量润湿分散剂，混和均匀；加入部分BS1201，DFA1580，DFR133进行分散，用卧式砂磨机进行色轧制色浆，要求其细度在25um以下。再按其配方补加树脂，各种助剂和稀释剂，最后高速分散。3 结果讨论3.1 PP塑料涂层附着机理涂层能在PP塑料上附着，是由于有两种作用的存在[5]。一种是物理机械作用，PP塑料制品表面具有均匀的微观粗糙结构，涂料喷涂到这种微观粗糙表面后，在液体状态时就能侵入微观粗糙的“孔”中，干燥后涂料发生交联，漆膜就象钉子一样钉在PP塑料制品上，这就是机械锚合锁扣效应。另一种就是化学键作用，经实验证明，PP分子中含有一定的极性基团，由于受涂料中溶剂的侵蚀，这些极性基团被激活，与涂料中的一些极性基团发生化学键的结合，随着涂料的固化，二者发生交联。同时，涂料中的溶剂的侵蚀也使PP塑料表面产生凹坑，从而也为机械锚合锁扣效应创造了条件。由此表明涂层在PP塑料上附着是物理和化学两种效应共同作用的结果，附着力是由涂层与PP塑料间物理机械结合及极性基团间的化学键产生的。3.2 PP塑料底漆树脂的选择用于塑料表面的涂料首先应具备两个基本的性质1：涂料对塑料必须具有良好的附着力。润湿是涂料附着的前提[6]，任何金属表面都有较强的极性和较大的表面张力，这为涂料的润湿创造了良好的条件，但是PP塑料表面张力相对较低，涂料要在PP塑料上达到良好的附着，应使PP塑料表面产生良好的润湿，根据物理学公式：rs=rsL+rL.cosθ,可以通过改变溶剂的成分来使PP塑料表面适当的溶蚀以使其产生良好的润湿。2：涂料的结构应尽量与PP相似。PP分子中含有极性基团，根据“相似相容”原理，我们应选择含有一定极性基团的涂料。因此对于非极性的PP塑料，应选择与其结构相似的氯化聚烯烃来配制底漆，所以应选择CPP作 表1：溶 剂 对 CPP 溶 解 的 现 象 及 结 果溶剂品种及用量（g）Cpp用量（g）溶 解 方 法 及 现 象甲苯955加热溶解，加热温度T=70℃。得一淡黄色透明液体，几天后不浑浊不分层二甲苯955加热溶解，加热温度T=70℃。得一淡黄色透明液体，几天后不浑浊不分层丁酯955混合时浑浊，加热温度T=70℃。得一淡黄色透明液体，两天后有微量白色浑浊乙酯955混合时浑浊，加热温度T=70℃。得一淡黄色透明液体，两天后有微量白色浑浊甚至分层丁酮955混合时浑浊，cpp被溶涨，加热后得一淡黄色透明液体，一天后有微量白色浑浊甚至分层乙二醇丁醚955混合后静置半天，cpp完全没有被溶涨二甲苯/丁酯=1/1 955加入丁酯后，有浑浊，加热溶解后得一淡黄色透明液体，几天后不分层 为底漆的树脂。先将CPP和溶剂混合，CPP和溶剂的比例是5/95（wt）,静置半天以上，待CPP能为某些溶剂充分溶涨，再加热令混合物溶解成一溶液。从中选出最好的一组作为CPP的溶剂。3.3底漆膜层的性能测试把CPP配成10%，15%，20%，30%，40%不同浓度的溶液，分别与5%的附着力促进剂C进行配比，在PP板上进行涂层测试，结果见表2： 由表2可知：用甲苯/丁酯=1/1来溶解CPP；用二甲苯溶解附着力促进剂C。但如果将CPP和附着力促进剂C混合则采用二甲苯/甲苯/丁酯=2/1/1（wt）的混合溶剂体系。对底漆，考虑到性能和成本，则用CPP/附着力促进剂=6/1（wt）来配制。 表2：底 漆 膜 层 的 性 能 测 试序号组成外观附着力（划格法）备注110g 5%CPP溶液10g 5%促进剂C淡 黄 色 清 澈透 明 的 膜 层附着力均为0级1：CPP用丁酯/甲苯=1/1溶解。在加入丁酯时，有浑浊产生。2：附着力促进剂C由二甲苯溶解210g 10%CPP溶液，10g 5%促进剂C310g 20%CPP溶液，10g5%促进剂C410g 30%CPP溶液，10g5%促进剂C510g 10%CPP溶液1级 3.4 面漆膜层的性能测试在进行面漆的配方试验过程中，使用的实验方法是正交实验法。所有的配方中如果不加附着力促进剂C，涂层的附着力均只能达到2~3级,，达不到预期所要求的标准，在添加附着力促进剂C后，附着力如表3所示,均到达工业产品的要求。试验的树脂如果单选用热塑性丙烯酸树脂，则涂层的柔韧性较差，在放置15天左右，涂层容易脆化脱落，并且涂层的重复性较差。所以在树脂的选择上，本试验用进口的DFA1580和三木公司的热塑性丙烯酸树脂进行混合，涂层的柔韧性大大提高。综合涂层的性能和考虑到开发此产品的成本，正交实验分析得出6号配方较好。 表3：正 交 试 验 方 案 设 计 表 及 测 试 结 果A (DFA1580)B (BS1201)C (DFR133)空白涂 层 性 能 测 试1234附着力（级）表干时间硬度11 （10）1 （15）1 （2.5）115minHB21 2 （20） 2 （5.0）20~15minHB31 3 （25）3 （7.5）30~13minHB42 （15）12308min2H52 23117minH62 31215minHB73 （20）1320~115minHB83223112minH9331117minH注：上表的数值单位是g，所有涂层的细度都在20~25um。它们硬度，附着力都是在7天后进行测量的。所有的配方都添加附着力促进剂C和助剂。 3.5 塑料涂料的稀释剂在涂料的研制开发中，溶剂的选择是很重要的。溶剂对成膜物质的溶解力决定了所形成的树脂溶液的均匀性，漆膜的黏度和漆液的稳定性。在漆膜干燥过程中，溶剂的挥发又极大的影响了涂膜的干燥速度，涂膜的结构和涂膜外观的完美性，以及溶剂的安全性，对人体的毒性都是要考虑的问题[6]。下面是PP塑胶表面涂料稀释剂的配方： 名称环己酮乙二醇单丁醚正丁醇丁酯二乙二醇单丁醚二甲苯百分比（%）20251510525 用此稀释剂对PP塑胶涂料进行稀释达到的效果很好，不会出现雾光，光泽均达到80~90，附着力均在0~1极，涂层的溜平性很好，不会出现缩孔和严重咬底现象，表干时间在8min左右。 3.6 助剂在相同黏度条件下，考察了助剂用量对漆膜状况的影响，见表4 。 表4： 助 剂 用 量 对 漆 膜 状 况 的 影 响消泡剂用量（%）漆膜状况流平剂用量（%）漆膜状况0.10有泡0.20流挂0.15有微量泡0.30桔皮0.20光滑平整0.40光滑平整0.25有轻微缩孔0.50缩孔 由表4可见，消泡剂用量小于0.20%，难以使漆膜消泡，起不到消泡的效果，用量大于0.20%会出现缩孔，而且还影响漆膜的光泽。流平剂用量小于0.40%，会出现流挂和桔皮现象，大于0.40%会出现缩孔，而且影响漆膜的附着力。试验发现，消泡剂用量为0.20%，流平剂用量为0.40%时，漆膜的性能和外观最佳。4：结论1：用热塑性丙烯酸树脂研制成了PP塑胶表面涂料，并对涂层的硬度，附着力，干燥时间等性<

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