汽車(chē)保護(hù)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(jì)，性能的檢測(cè)以及在施工和應(yīng)用過(guò)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(diǎn)較高，施工性能良好，能有效的降低施工過(guò)程中因溶劑揮發(fā)所帶來(lái)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(chē)涂料 濕碰濕

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ639 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0095-02

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

1 原理

“濕碰濕”工藝源于工業(yè)烤漆的涂裝。由原來(lái)之兩噴一磨兩烤（噴—烤—磨—噴—烤）改為兩噴一干。何時(shí)“碰”上去最好？關(guān)鍵是讓第一道濕膜的溶劑在當(dāng)時(shí)環(huán)境條件下、在適當(dāng)?shù)膶娱g間隔時(shí)間內(nèi)最大限度地?fù)]發(fā)掉，以“碰”上去的第二道漆膜在固化過(guò)程中沒(méi)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(wèn)題。

DINP與DOP相比，分子量更大一點(diǎn)，碳鏈更長(zhǎng)一點(diǎn)。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(rèn)為，DINP比DOP更環(huán)保。

2 配方設(shè)計(jì)

產(chǎn)品配方詳見(jiàn)表1。

2.1 原材料及實(shí)驗(yàn)儀器

聚氯乙烯樹(shù)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(jí)）粘度計(jì)、細(xì)度儀、三輥機(jī)、天平等。

2.2 配方及工藝

稱(chēng)取計(jì)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(shù)脂，經(jīng)攪拌均勻后放置熟化10～15 h，測(cè)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(guò)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(diǎn)和作用，對(duì)配方中各種主要原料進(jìn)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(shù)脂粉末。觸變劑：納米級(jí)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(duì)以上材料的量化考察主要以成品的強(qiáng)度、附著力、耐腐蝕性、耐沖擊性以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工和環(huán)保等要求來(lái)考慮。

3.1 溶劑

根據(jù)對(duì)溶劑的揮發(fā)性能和施工時(shí)操作工人對(duì)溶劑氣味的環(huán)保要求，經(jīng)過(guò)煤油和D80試驗(yàn)對(duì)比，D80的氣味較為溫和，在配方中使用4%～6%比較合適，試驗(yàn)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(shù)脂加工中添加這種物質(zhì)，可以使其柔韌性增強(qiáng)。面對(duì)聚氯乙烯樹(shù)脂配套使用的增塑劑主要有合成脂肪酸脂、脂類(lèi)聚合物和磷酸酯等。增塑劑在聚氯乙烯樹(shù)脂的塑化過(guò)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(dòng)性，提高聚合物的可塑性，進(jìn)而提高成品的拉伸、斷裂、撓曲等機(jī)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(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

通過(guò)以上試驗(yàn)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(shù)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(shù)脂

聚氯乙烯樹(shù)脂是汽車(chē)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(shí)的噴涂性能和成型后的機(jī)械性能，防腐性能和在電泳板上的附著性能。

通過(guò)大量試驗(yàn)，并根據(jù)不同樹(shù)脂的不同性能特征，確定在配方中使用摻混/糊樹(shù)脂，其中摻混樹(shù)脂確定為SB-100，糊樹(shù)脂確定為PB-1302。通過(guò)對(duì)不同比例的配比試驗(yàn)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(duì)現(xiàn)有的兩種填料做出篩選和對(duì)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(xì)度以及白度上有一定的區(qū)別，進(jìn)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(duì)成品涂料的影響主要體現(xiàn)在細(xì)度和拉伸強(qiáng)上。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輕質(zhì)碳酸鈣時(shí)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(duì)維持整個(gè)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(gè)膠體體系中還需要其他的材料對(duì)整個(gè)體系產(chǎn)生增補(bǔ)作用。（1）補(bǔ)增塑劑方面使用環(huán)氧大豆油提高成品的表面張力，對(duì)涂料表面有改性作用，提高“濕碰濕”性能。（2）增強(qiáng)劑，經(jīng)過(guò)性能與價(jià)格對(duì)比使用無(wú)錫巴士特種膠黏劑，有效滿(mǎn)足試驗(yàn)中對(duì)粘度和補(bǔ)強(qiáng)作用的要求。（3）體系中可加入一定量的氧化鈣來(lái)解決成品因含水在烘干中起泡的問(wèn)題。（4）熱穩(wěn)定劑，選擇加入少量的三硝基硫酸鉛來(lái)提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)的聚氯乙烯車(chē)用防護(hù)涂料相比，新型聚氯乙烯車(chē)用防護(hù)涂料在老化溫度、防護(hù)強(qiáng)度、適用范圍以及環(huán)境保護(hù)上都有了很大的提高，可以面向更廣泛的用戶(hù)市場(chǎng)，在汽車(chē)涂裝市場(chǎng)中具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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