淺談塑料制品水性涂料的應用

劉蕓

摘 要：與傳統材料相比，水性涂料安全性高、施工簡單、實現途徑多，受到了科研人員的關注，將水性涂料應用在塑料制品中可以有效提升塑料制品的表面性能。塑料水性涂料的類型非常多樣，本文主要以普通水性涂料、UV固化水性涂料、雙組分水性聚氨酯涂料、抗靜電水性塑料涂料在塑料制品中的應用進行分析。

關鍵詞：塑料制品；水性涂料；應用

在科技水平的發展下，塑料制品已經在汽車、家電、電子通訊等行業中得到了廣泛的應用，是國民經濟發展中不可或缺的重要內容，但是，塑料本身的耐腐蝕性不佳，在成型后容易出現表面缺陷，因此，需要對塑料制品進行再一次加工，水性材料就是常用的加工材料。

一、普通水性涂料在塑料制品中的應用

要達到理想的效果，水性涂料的應用必須要有良好的附著力，但是又不能過度的溶蝕材料表面。不同材料的性能與結構不同，適宜的水性涂料類型也有所差異，其中，PVC塑料與ABS塑料極性大，與多種水性涂料都具有親和性，常見的聚氨酯漆、醇酯改性丙烯酸漆、硝基漆等等；對于PE、PP等非極性塑料，可以選擇樹脂基料。一些材料在成型過程中，內應力較高，在選擇涂料時，需要考慮到涂料的氫鍵值與溶劑參數，在不影響附著力的條件下，盡量增加塑料與涂料基料溶劑的溶解度參數。

目前，普通水性材料的應用是非常廣泛的，以常見的聚氨酯涂料為例，該種材料是目前水性涂料份額中占比最高的。聚氨酯涂膜的耐腐蝕性、耐磨性、硬度、彈性非常理想，在汽車領域有著廣泛的使用。根據用途、部位來看，汽車涂料可以分為電泳涂料、塑料件涂料、修補涂料幾種，目前，業界開始將水性聚氨酯涂料應用在汽車塑料件中，滿足了汽車的抗沖擊性能要求。此外，還可以利用PU制作罩光漆，有效改善了汽車的環保性能。

二、UV固化水性涂料在塑料制品中的應用

關于UV固化水性涂料，最早可以追溯到上世紀80年代，這種涂料融合了水性涂料與傳統UV固化涂料的優勢，可以利用傳統的流變助劑和增稠劑調節材料的流變性能與粘性，解決了臭味和刺激性味道的問題，能夠避免采用活性稀釋劑的收縮問題，改善了材料的附著力，降低了生產成本。目前，一些國家已經研發出光固化水性涂料，主要應用在罩光清漆、塑料清漆、絲印油墨等領域中。

UV固化水性涂料主要由光引發劑、水性低聚物組成，其中，水性低聚物有大量的不飽和官能團，借助光引發劑，可以實現自由基聚合。根據化學結構的類型，可以將其分為聚氨酯丙烯酸酯、不飽和聚酯、聚丙烯酸酯，這些涂料都可以溶于水，其中，聚氨酯丙烯酸酯的性能是最為好的，柔韌度與手感也非常高，是目前研發的熱點。

三、雙組分水性聚氨酯涂料在塑料制品中的應用

異氰酸酯固化劑是在上世紀90年代研發成功，有著硬度高、耐磨性能好、耐候性佳的優勢，該種材料有-NCO與水反應，在涂膜時容易出現氣泡，為了解決氣泡問題，可以利用其與-OH與-NCO反應速率的差異選擇固化劑與水性多元醇發生化學反應，形成雙組分水性聚氨酯，該種材料的硬度、光澤度、耐化學性能非常理想。為了得到質量均勻的成品，雙組分水性聚氨酯涂料的應用還需要滿足兩個條件：第一，多元醇需要具備一定的乳化能力，可以輕易將固化劑乳化，減小分散體粒徑，促進這些物質的擴散與混合；第二，盡量減少固化劑的黏度，控制好有機溶劑用量。為了進一步提升材料的性能，研究人員開始針對雙組分水性聚氨酯涂料的合成工藝、助劑、優化復合性能、交聯技術進行研究，得到了環氧樹脂改性體系、納米材料復合體系等新的衍生物。

四、抗靜電水性塑料涂料在塑料制品中的應用

塑料等非金屬制件表面受氣流及液體的摩擦或撞擊時很容易產生和積累靜電。靜電積累達到一定程度就會引起靜電放電，引起各種精密儀器、精密電子元器件擊穿而報廢，甚至引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的惡性事故。另外，積累在塑料制品表面的靜電，由于吸塵嚴重而難于凈化，從而影響制品的外觀和在超凈環境（如手術室、計算機室、精密儀器等）中的應用。而涂裝防靜電涂料就是可以避免靜電產生的一種措施。雖然有些合成樹脂如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等能導電，但其物理機械性能、溶劑溶解性、涂料施工性能均不能滿足要求。目前大多處于試驗階段，尚未工業化。

近年來，涂料工業在朝著高固體分涂料、水性涂料的方向發展，水性涂料是其中的代表，將水性涂料應用在塑料制品中可以有效提升塑料制品的表面性能。塑料水性涂料的類型非常多樣，我國需要與世界實現接軌，在水性涂料無污染、低成本方面加強研發，不斷改善涂料的性能，滿足各類塑料制品的施工要求。

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