一、塑料涂裝用產品類型選擇
可用于涂裝的塑料品種很多,不同的塑料材料需要選擇適合的涂料產品,以下為市面上常見塑料及其涂裝用涂料品種選擇:
高結晶度的塑膠材料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)表面很難直接涂覆油漆,所以需要預先處理以及選用專用的氯化改性樹脂。
一些合金塑料如PPS(聚苯硫醚)、電木(酚醛塑料)則因為素材本身具備耐熱性,可以選擇高溫烘烤的涂料產品涂覆。
尼龍(PA)以及玻纖則大多使用雙組份的聚氨酯或者環氧聚酰胺體系涂裝。
PBT可以結合產品使用場合選擇聚氨酯或者氨基烤漆,而PET大多使用TPU體系以獲得良好的韌性和附著力。
電子產品以及日常生活中接觸最多的如ABS、PS、PC、HIPS、PVC、ACRYLIC、PMMA(有機玻璃)等則可使用熱塑性丙烯酸體系,依據具體情況調節即可。本文即以ABS/HIPS塑料為主要對象的塑膠漆涂料配方設計淺談心得。
二、配方原材料選擇: 1.樹脂的選擇 Tg:玻璃化溫度
Tg表示的是漆膜由塑性向剛性轉移的臨界溫度。熱塑性樹脂的Tg對于選擇樹脂有很大的指導意義。一般說來,高Tg的樹脂溶劑釋放快,可縮短沾塵時間,涂膜硬度相對較高,相對耐化性好,成膜后遇熱返黏性降低。另一方面,由于溶劑釋放過快,很有可能造成涂膜表干過快而封閉了漆膜,反而導致實干較慢。(我們在實驗中可以發現某些Tg超過105℃以上的熱塑性樹脂單獨使用反而硬度比不上100℃左右的樹脂),同時也會因為表干過快造成流平缺陷。所以我們一般選擇樹脂的Tg規則是:
底漆50-80℃ 漆膜實干快,流平好,比較容易施工,罩面漆后層間附著力好。
單層面漆:性能要求不高時選擇中等Tg樹脂比較好施工,性能要求較高時(如硬度、快干性、耐濕熱、耐摩擦、耐溶劑等等)則需選擇高Tg樹脂。
Tg值太高時需要調節漆膜的韌性,常用的有兩種做法:一種是外加增塑劑(如DOP DINP),亦稱外增塑,通過添加高沸點的增塑劑來降低漆膜的脆性,但是增塑劑會隨著時間的遷移慢慢揮發掉,導致失效。同時常規的增塑劑品種都已經無法通過ROHS指令,新型環保的增塑劑品種又因價格太高限制了使用。另一種方法是聘用韌性好的樹脂,取長補短,因此亦稱內增塑。酸值
樹脂的酸值大小也是選擇樹脂重要指標之一。一般來說,酸值大些,對底材的附著力要強,對顏料的潤濕分散性要好,理論上做色漆用樹脂可以選擇酸值稍微高些的丙烯酸樹脂。但是如果用于鋁粉漆,則要求樹脂酸值越低越好,特別是用到國產鋁粉,樹脂酸值低就可避免油漆在儲存過程中鋁粉和樹脂的酸反應,影響白度甚至膠化。所以鋁粉漆用樹脂酸值一般控制在2mgKOH/g以下。
固含
固含的高低直接影響到涂料產品的表觀效果。實色漆中我們希望樹脂固含越高越好,這樣可以獲得好的施工性,更高的光澤以及更好的遮蓋力。而在金屬漆中,我們則希望在保證性能的前提下要求固含相對低些,這樣顏基比相對更高,漆膜揮發成膜過程中的塌陷效應加劇,促使金屬顏料排列更加整齊,金屬閃爍效果得到提高。
粘度/分子量
樹脂粘度/分子量兩個指標基本上是互為唇齒的,分子量大相對粘度就會高。粘度高有利于金屬顏料排布,但會影響施工性。分子量太低時很多性能都會受到影響。因此需要依據實際使用情況選擇合適的樹脂。分子量一般在50000~90000。
2.氯醋聚合物的選擇
目前氯醋聚合物種類很多,懸浮聚合工藝的產品潤濕性好些,適用于有機顏料體系,含羧基的氯醋聚合物則對附著力會有很大提高,含羥基的氯醋聚合物則在體系中的相容性最佳。同時此類樹脂可以提供一定程度的韌性以此改進漆膜發脆。
3. 溶劑的選擇
很多塑料底材如HIPS對溶劑的侵蝕很敏感,所以在塑料涂料中很多溶劑的使用就受到了限制,經驗表明:醇醚類、醇類溶劑結合少量的高沸點強溶劑可以將溶劑對底材的侵蝕程度降到最低而不影響溶解力。部分帶支鏈的溶劑會在漆膜中殘留影響干燥性以及其它性能。