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。實驗結果表明，室溫溫度越高，產品越易表現流掛的趨勢；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，但過大加入會造成產品觸變性下降，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 文獻標識碼 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、熱穩定劑、增強劑、顏料、填料按一定比例混合而成的一種穩定的塑溶膠。目前，我國家用車市場發展迅速，而車用PVC防石擊涂料具有現場施工方便，價格較低，且具有良好抗石擊性，密封性，防腐減震等優勢，而被越來越多的汽車廠采用。在汽車生產線上，PVC防石擊涂料通過高壓無氣泵經管道輸送至各端口，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，且在濕膜狀態下或烘烤中不能出現明顯流掛掉落現象，否則會嚴重影響汽車外觀和抗石擊涂料的保護性能。本文從PVC抗石擊涂料的原料和使用環境溫度出發，探討了幾種主要的影響流掛因素，通過條件的控制，使產品能滿足使用的要求。

1實驗部分

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，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，恒溫30min，待樣品溫度穩定后利用NDJ-79粘度計，1號轉子，750轉/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，在材料下沿標記初始位置刻度線。在室溫下，將試板垂直放置20min，標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品流掛性能的表現。由圖1可見，隨著室溫溫度的升高，產品常溫流掛和熱流掛均有愈趨嚴重的現象。其中，在5℃環境溫度下產品流掛性能最好，常溫及熱流掛幾乎為0mm。根據圖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熱運動降低，不易互相擺脫，分子間相互作用力增強，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狀結構，使體系擁有較高的粘度，阻礙了PVC涂料內部發生流動，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。可見，隨著納米碳酸鈣含量的提升，實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度和斷裂伸長率的損失，這就需要找到一個平衡點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狀結構，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，二氧化硅氫鍵網絡又再次形成，體系的粘度又恢復到最初的狀態，可防止涂層流動。

3結論

根據試驗研究，室溫溫度越高，越不利于材料抗流掛。活性納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象。可根據種類的不同，適當提高活性納米碳酸鈣的含量也能增強抗流掛性，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部形成網狀結構，少量的加入即能提高涂料的抗流掛性能。endprint