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摘要：随着经济的发展，人们对塑料制品的使用性能，保护性能，装饰性能的要求越来越高。涂料能赋予塑料优良的保护性能，掩饰其加工成型带来的缺陷，提高制品的装饰性和附加价值。本文以玩具用塑料为切入点，介绍其适合的涂料。
关键字：PE,PS,ABS,PVC,附着，涂料
正文
一， 前言
作为涂装的底材，与钢铁和木材不同，塑料是高分子化合物，它的表面能低的多，不利于涂料的附着。而且由于塑料的分子结构不同，改性和加工方法不同其表面性质差别极大，对于具有结晶性的塑料来说，其表面结晶性对附着的影响很大。因此，对塑料制品的涂装而言，对它们的表面性质的认识及表面处理占有突出重要的位置。塑料制品由于用途和材质不同
其机械强度由接近钢铁的工程塑料至橡胶弹性体，以至包装用的塑料薄膜，这就要求涂料的漆膜的弹性模量在很大的范围内具有相应的可匹配性，同时不同的塑料岁溶解度参数不同的溶剂具有一定的溶解性，这对涂料的溶剂体系的选择及对涂料附着的影响关系很大。这也是与钢铁底材的重要区别之一。此外，大多数塑料制品的热变形温度较低（80——140摄氏度），因此，一般不宜采用加热固化的方式完成涂料的交联固化，这又对涂料的选择和涂装工艺提出更高的要求。由此可见，塑料用的涂料必须适应多样化的底材并与其表面特性，机械性能，热膨胀性能及变形特征等匹配，同时赋予其相应的保护，装饰及功能性的要求。因此，它们属于具有特殊要求的一大类涂料。
二， 正文
二次世界大战以前制作玩具的塑料只要是纤维素，酚醛和脲醛树脂。战后，PVC以其安全，难燃，并可改性制作从硬塑料至橡胶状的制品，一度成为玩具用塑料的主流。以后由于汽车，飞机，船只等要求精密成型的高档玩具出现，开始采用PP，PE，PS，ABS，以至环氧GFRP等塑料。玩具属于高附加值产品，对其安全性和装饰性的要求较高，因此一般都要求涂装适当的涂料。
与其他底材用的涂料相同，塑料用的涂料由成膜物树脂，溶剂，颜料和填料及助剂四大成分组成：
1成膜物质又称涂料的基料树脂。它的功能是将颜料，填料与树脂结合在一起，在底材上形成均一致密的涂膜，经固化后形成涂层。成膜物树脂是涂料的基础，它决定了涂料对底材的附着力，涂层的物理化学及机械性能。
涂料是一个复杂的多相分散体系，绝大多数涂料是固液分散系，粉末涂料是固固和气固分散体系。因此涂料树脂必须能够溶解在溶剂中形成具有良好流动性的液体或分散在液体介质中形成稳定的乳液。它们再与颜料，填料和助剂充分混合形成均一的稳定的分散体系。作为成膜物分散介质的主要是有机溶剂，水，活性稀释剂或不用溶剂。
2 溶剂。原则上讲，溶剂的主要作用是将成膜物溶解或分散成均一稳定的液体分散体系，便于涂料制备，施工成膜，然后挥发到大气环境中去。此外，在溶剂型涂料中为了调节涂料的流变性，干燥速度及降低成本等目的，往往使用树脂的优良溶剂同时还用一些不良溶剂，他们称之为稀释剂。
3颜料和填料。颜料和填料是色漆的主要成分之一，它们是不与溶剂和树脂混溶的固体粉末。颜料的基本功能是赋予涂层遮盖力和所要求的颜色，增强其机械和物理性能，达到保护和装饰效果。
填料又叫做体质颜料，它们的着色力，色相，遮盖力等不如着色颜料。但是，加入填料可以改进涂料的流变性能，封闭性能，耐温性能，机械性能，施工性能并可以大幅度降低涂料的成本。因此也是涂料中的重要组成部分。常用的有沉淀硫酸钡，重质和轻质碳酸钙，滑石粉，高岭土，超细硅酸铝，云母粉，白碳黑，碳酸镁等等。既有天然的也有合成的填料产品。进年来填料产品的品种不断增加，不同细度和粒度，不同吸油度和表面改性，不同密度的系列产品满足涂料产品技术升级的需求。
4 助剂。自行车，汽车，家电，玩具等行业的塑料制品要求的都是高质量的涂料。仅仅依靠成膜物，颜料，填料和溶剂进行配方和组合，往往得不到技术性能，储存性能和施工性能优良的涂料。因此必须使用不同种类的添加剂，即助剂以调整和改进涂料和涂层的综合性能。阻击的加入量一般不多，但也成为现代涂料中不可缺少的组成部分，尤其是水性涂料，高固分涂料用的较多。助剂的种类繁多，而且新型助剂还不断面世。它们分别在涂料生产过程，储存期间，涂装工艺过程及成膜的不同阶段起作样。
一）PE，PP属于聚烯烃。聚烯烃的特征在于其晶度高，耐溶剂性强，表面极性和表面能低，涂膜难以附着。因此采用适当的表面前处理进行表面改造是必要的。再采用底漆和面漆配套方案，或者采用底面合一的涂装方案进行涂装。
作为底漆应满足与底材有相似的分子结构，近似的溶解度参数，从而与底材附着好的前提，同时它们还应与面漆有良好的层间附着力。近年来适用于PP和PE的底漆开发十分活跃，其主要的成膜体系有以下几类：
（1） 氯化聚烯烃。具有不同氯化程度的氯化PP，氯化PE，它们单独或混合使用作为底漆或膜物，其中氯化度低的对底材附着力好，氯化度高的对面漆的附着力好。
（2） 接枝改性的氯化聚烯烃。丙烯酸单体与氯化聚烯烃接枝聚合植被的改性氯化聚烯烃有不同的官能团，它们既可作为PP或PE的底漆，也可作为面漆的成膜物。
（3） 接枝改性的聚烯烃。二元或三元，四元共聚烯烃可以用马来酸酐。丙烯酸单体进行接枝改性而引入极性基团。
（4） 表面蒸汽沉积镀膜用的底漆。表面镀膜用的底漆要求较好的耐热性，高光泽性，高硬度。一般可采用紫外光固化的涂料，为提高对PP的附着力，可用氯化聚烯烃进行改性。
（5） PP专用水性底漆。水是所有溶剂中表面张力最大的一种，而聚烯烃是塑料中表面张力最低的，所以水性涂料对聚烯烃底材的润湿是最突出的问题。通常要求经过预处理后，再经精心配方尽可能降低水性涂料表面张力。做为成膜物，目前主要选择氯化聚烯烃，同时加入一定量的有机溶剂。
二）聚苯乙烯（PS）为非结晶，无色透明的塑料，具有极性，与涂层附着力好，但必要的涂装前处理还是需要的。一般采用醇类溶剂或加入防静电剂进行擦洗以除去底材上的灰尘，脱膜剂等。也可采用碱洗后用清水冲洗，干燥的程序。
适用于PS制品的涂料种类较多，耕具不同的涂装要求和目的，施工方法及涂装成本等可以选用不同的涂料品种。其中主要的有以下几类：
（1） 通用型的热塑性丙烯酸鸷酯漆。一般由甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，丙烯酸等单体经溶液自由基聚合制备的。这些树脂可制备清漆，罩光期等。
（2） 丙烯酸酯多元醇与异氰酸酯预聚物制备的聚氨酯高装饰涂料。其可以制备金属闪光，朱光，绒面效果的各种装饰涂层。
（3） 聚乙烯醇缩丁醛涂料。主要以丁醇，乙醇为溶剂，对PS的底材很安全。溶剂挥***，属于快干型。
（4） 丙烯酸改性醇酸树脂。主要以200#汽油和二甲苯为溶剂。涂膜高光泽，耐候性好，是一种经济型的高装饰材料。
（5） 醇酸树脂改性的聚苯乙烯涂料。PS易溶于二甲苯中，用醇酸树脂改性加入氯化石蜡增塑剂，以及少量环氧树脂增粘剂等可制备廉价的，可满足一般需求的涂料。
（6） 水性涂料的溶剂为水，它对PS，ABS底材不存在浸蚀作用，但反过来对漆膜附着不利。在水性涂料中加入适量的成膜助剂，有助于对底材的浸蚀而促进附着。苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，纯丙烯酸乳液，丁苯乳液等可用于平光或亚光PS，ABS涂料。丙烯酸改性醇酸乳液可用于制备有光乳胶漆。
三 ）ABS是丁二烯-丙烯晴-苯乙烯的三元共聚物，其临界表面张力比PS高。因此ABS制品的涂装比PS更容易。一般适用PS的涂料和喜事剂也可以用于ABS的涂装。
四）聚氯乙烯是产量很大的通用型塑料，具有优异的耐水性，耐候性。选择适用于PVC涂料关键在于考虑PVC所用的增塑剂的种类，用量以及迁移速度。对于涂料用的成膜物树脂既要求它们与增塑剂没有相溶性，不被增塑剂溶胀并具有良好的封闭性。而对于溶剂和稀释剂的基本要求是对增塑剂没有溶解和萃取能力。
近年来丙烯酸乳胶漆应用于PVC制品涂装发展很快。丙烯酸乳胶漆不使用对增塑剂有萃取作用的有机溶剂。乳胶聚合物比溶液聚合物的产物分子量大的多，具有更佳的耐增塑剂性能及封闭性。。
聚乙烯醇缩丁醛及其改性涂料主要使用醇类溶剂，树脂本身对增塑剂的相溶性差，同时这类涂料大多为快干型，也适合于PVC制品的涂装。
三， 结论
PE 聚烯烃的涂料可选择的品种较多，主要根据使用要求和经济上的考虑和涂装要求，可选用热塑性丙烯酸清漆，丙烯酸改性醇酸快干漆，以及聚氨酯涂料等。
PS 涂料选择和涂装时主要关注其耐溶剂性低的问题。涂料本身的溶剂体系选择和稀释剂的配比十分重要。其次是它们的热变形温度较低，涂装后只能采用小于60摄氏度的强制干燥温度，或者自然干燥，因此必须选用相应的涂料品种。
ABS 一般适用于PS，HIPS的涂料和稀释剂也可以用于ABS涂装。
PVC 适用于PVC涂装的涂料首选是常温固化或低于50到60摄氏度的强制加热固化的热固性涂料。对于装饰性和耐侯性要求较高的最好采用丙烯酸多元醇与多异氰酸酯预聚体配制的双组分聚氨酯涂料进行涂装。而一般用的硬质PVC制品，大多采用丙烯酸酯涂料等，但在配方中必须注意减少增塑剂对成膜物的溶胀以及成膜物树脂和溶剂对增塑剂萃取，从而抑制增塑剂的迁移和析出。
四， 参考文献
仓理主编 精细化工工艺有机篇 北京：化学工业出版社 1998
陈士杰主编 涂料工艺第一分册增订本 北京：化学工业出版社 1994
虞兆年主编 涂料工艺第二分册增订本 北京：化学工业出版社 1994
王树强主编 涂料工艺第三分册增订本 北京：化学工业出版社 1994
郁仁贻编译 涂装技术手册 第一版 台北：复文书局 1991
刘登梁 塑料橡胶涂料与涂装技术 北京： 化学工业出版社 2000. |
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楼主
发表于 2005-3-22 13:55 · 广东
