方 岸 ① 李梦杰 ②
（①清远雅克化工有限公司 ②广东誉测检测技术有限公司）
摘要：PP底材其结晶度高。耐溶剂腐蚀性强，表面能低，常用的底漆很难对其附着。本研究根据PP的特点，采用CPP（氯化聚丙烯）接枝丙烯酸树脂工艺，合成出一种PP保险杠底漆专用树脂。并通过对颜填料、分散剂、溶剂等的筛选，制备PP保险杠专用底漆，该底漆不仅能够很好的密着PP素材，还能与面漆有优异的层间附着力。
关键字：PP底材，CPP改性树脂，保险杠专用底漆， 附着力
前言
随着汽车轻量化的需求升温，塑料件已成汽车内外饰件的首选，而PP（聚丙烯）因其质轻，综合性能优异，原料来源广，价格便宜，已成功应用于很多汽车零部件中。汽车保险杠即为成功的案例之一。
PP能够很好的满足保险杠量轻，耐热，耐候， 耐冲击等要求，但是因其结晶性高，耐溶剂腐蚀性强，表面能低，通常的涂料难附着。为解决该问题，以往通常采用电晕，火焰等方法来活化素材表面，但这些方法安全性差，可施工时间短，长效附着力也不理想。
本文采用特殊的工艺，将与PP结构接近的CPP接枝到丙烯酸树脂中，通过配方筛选及工艺优化，合成了一支专用于PP保险杠的树脂，并且用该树脂，通过对颜填料，分散剂，助剂，溶剂的筛选，制备了一款PP保险杠专用底漆。该底漆能够直接附着于未经处理的PP保险杠底材，同时对1K及2K面漆有很好的层间附着力。
1、实验部分
1.1 树脂实验验原料及参考配方 （表一）
1.2 树脂合成工艺
在装有搅拌器，温度计，冷凝管的四口烧瓶中加入CPP，部分甲苯，开始升温到80-100度溶解，后维持90-100度，开始滴加提前配好的单体引发剂及剩余甲苯混合溶液，3小时滴完，恒温3 小时降温，过滤，出料备用 （树脂编号YT2702M）。
1.3 PP保险杠专用底漆材料及参考配方 （表二）
按表二配方制备底漆，研磨至细度15μm以下，过滤出料， 底漆编号 2702M底漆。
1.4 PP保险杠涂料施工工艺
素材用清洁干净→喷涂调整好粘度的2702M底漆→室温后低温烘干5-10分钟→喷涂与车身同色的1K底色漆→室温或低温烘干5-10分钟→喷涂罩光清漆，室温闪干5-10分钟后60-80度烘干30-60分钟。（或者2702M底漆闪干后直接喷涂2K实色漆）
1.5 PP保险杠底漆性能指标（表三）
由表三可知，该专用树脂制备保险杠底漆满足使用要求。
2、分析与讨论
2.1 PP保险杠底漆树脂的结构设计与分析
PP素材特点：结晶度高，表面能低，耐溶剂型强，极性低。
结合涂料与塑料附着理论：机械咬和，扩散理论，分子间作用力理论等都比较难实现。联系到结构相似则相容的溶解度参数理论，本研究选用结构与聚丙烯接近，又含有提供对主体丙烯酸主链结构相容及对面漆提供层间附着力的极性基团氯元素的中间体氯化聚丙烯（CPP）， 用氯化聚丙烯接枝改性丙烯酸树脂，通过对不同CPP，不同丙烯酸单体，引发剂，溶剂的筛选，最终确定配方，工艺，成功制备树脂YT2702M（样品一）。
2.1.1 红外光谱对比分析
由以上对比图可以看出：C-CL特征峰690左右，冷拼样品图明显，并且有重复CH2基团特征峰732明显，但是接枝样品IR图中，690 cm -1 , 732 cm -1消失，750cm -1明显，说明在接枝反应后，CPP完全接入聚丙烯酸树脂主链， C-CL，CH2重复结构单元排布收到影响，因此特征峰消失，形成新的接枝结构，也证明接枝成功。
2.1.2 DSC图对比分析
DSC分析：由以上DSC对比图可以看出未通过CPP接枝改性的同比例丙烯酸树脂（样品二）TG 36.19，而CPP接枝改性的丙烯酸树脂（样品一）TG 74.16 并且只有一个单峰，说明CPP已经完全接枝到丙烯酸主链，提高了整体结构的TG值。
2.1.3 GPC图对比分析
由以上接枝树脂样品一GPC图分析，产品分子量大，分布均匀，进一步说明接枝率高，接枝成功。
2.2 2702M树脂制备PP底漆制备与讨论
2.2.1 分散剂对PP底漆性能的影响
试验中我们选择了底漆常用的几类分散剂进行对比，得出高酸值分散剂所磨底漆存放时间长会出现胶化现象，低分子量聚醚氨稳定性均较好，但对耐水性的影响比较大，选择聚氨酯类分散剂综合性能最好。
2.2.2 溶剂对PP底漆性能的影响
因CPP属于低极性聚合物，截止到中低极性聚丙酸树脂中，体系整体极性偏低，按照相似相溶理论，我们实验对比了甲苯，二甲苯，醋酸丁酯溶剂对色漆稳定性及施工性的影响，试验证明全部用甲苯，溶解性，施工性好，但是干燥太快，漆膜易发白，流平也不太理想，全部用二甲苯溶解性，施工性会要差，但是漆膜流平较好，全部用丁酯溶解性不理想，同时因丁酯对PP底材的溶胀能力比苯内弱，附着力也会差些。通过不同搭配试验，选则甲苯：二甲苯= 7:3做溶剂磨浆，稀释效果最佳。
2.2.3 颜填料及颜基比对PP底漆性能的影响
不同的颜料因其结构，吸油量，比重等的不同，对油漆粘度，附着力，防沉降也个不相同。本试验我们选则了钛白粉，3000目滑石粉，高岭土，硫酸钡 对比做实验，得出颜基比相同时，钛白粉，硫酸钡，高领土对底对面的附着力影响不大。
滑石粉对底的附着力较好，但是对面的层间附着力影响很大。
硫酸钡容易沉降，高岭土虽对初期附着力无太大影响，但是吸水性强，水煮后容器漆痱子。因此最终选定用钛白粉做填料，颜基比分别做到2:1，1.5:1， 1:1对比，发现2:1时层间附着力不理想，1.5:1，1:1均较好，因此根据素材好坏，颜基比小于等于1.5:1 即可。
3、PP保险杠复合涂层的性能指标
选用以上介绍的PP保险杠底漆，选择YZ-H169制备1K银粉漆，选用 YZ-H730制备罩光清漆，按照3C1B 工艺制备复合涂层，烘干后放置3天，测试性能如下：
4、结语
结合PP材料的结构特点及塑胶涂料附着力原理，采用CPP改性丙烯酸工艺，合成一种PP保险杠底漆专用树脂2702M，用该树脂通过油漆配方调整制备PP底漆（表二方），该底漆能直接喷涂在未处理的PP汽车保险杠上，不仅对素材有优异的附着力，还能兼顾面漆的层间附着力，搭配我公司 YZ-H169 底色漆，YZ-H730罩光清漆，按照目前原装保险杠件涂装线常用3C1B工艺，能很好的满足车用保险杠涂料的性能要求。是PP保险杠涂料的不错选择！
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