中国涂料发表的论文（PP塑料漆）

摘 要

本文是对微型车前、后保险杠的涂装进行工艺简化，优化保险杠面漆质量。从底漆、面漆（金属底色漆）、罩光清漆“三喷一烘”，使得PP聚丙烯塑料的施工工序简化，节约生产成本及能源损耗，保证涂装效果及三包质量。并对底漆、面漆（金属底色漆）、罩光清漆配方、喷涂技术及问题的处理作了介绍。

- 1 -

微型汽车改性聚丙烯（PP）塑料保险杠的涂料技术及涂料工艺

广州实创化工有限公司 莫纯良 林伟文 广州石油化工有限公司 温庆文 广东东莞美之杰建材化工有限公司 万卓均

1、前言

保险杠是汽车上较大的覆盖件之一，作为一个独立的总成在本汽车上安装，它对车辆的安全保护、造型效果等有着较大的影响。汽车保险杠分为前杠和后保险杠，其主体一般由骨架、面罩和横梁三层结构组成。为了降低成本和油耗，汽车轻量化要求越来越高，密度较小、防腐性能更好的塑料材料在汽车保险杠的用量正在逐年递增。

在众多的塑料材料中，改性PP塑料由于其价格低廉、易加工成型和优良的柔韧性面更受保险杠制造厂商的青睐。通常改性是在PP塑料中添加乙烯一烯一丙烯三元共聚物及其它改性塑料；主要是改善材料的柔韧性，提高耐冲击性，使其是耐低温冲击性；同时对涂料的附着力有改善。进入90年代以来，随着人们的审美意识的变化，对汽车外观的要求越来苛刻。兼保险杠喷漆后可与车身同色且有光泽，使汽车在外观上更加具有整体感，还可掩盖塑料表面的花纹或划伤等缺陷，并提高了表面硬度，而且在耐紫外光曝晒性、耐久性、耐化学性、防尘性等方面能得更好的效果。因此如何对PP塑料保险杠进行涂装的课题提到议事日程上来了。

2、涂装材料系

2.1涂装前处理

聚丙烯本身是一种低极性的高聚物，表面张力低，用三元共聚物改性后虽在涂装中抗溶剂性得到改善，但其低极性。加工成塑料制品时又引入向表迁移化学添加剂，以及无机颜填料，运输过程中产生的沾污等都会对PP改性汽车保险杠的涂装有不良影响，因此在喷涂前必须对基材进行适当的前处理。

- 2 -

提高PP改性塑料附着性的表面改前处理方法可分为化学方法和物理方法两大类。化学方法包括：化学浸蚀、化学氧化、表面枝反应辐射及应及等离子体聚合反应。物理方法：火焰法、电晕法、等离子体、离子束、紫外线、激光及X射 线法。国外PP涂装前处理用得比较多的方法有火焰、等离子、电晕法或二苯甲酮/紫外光法。经过不同的前处理后（酸洗除外），PP材料表面的C-C或C-键发生气化。产生C-O、C=O和COO官能团。

火焰法是应用较为普通的一种方法，它用火焰的气化焰部分与PP材料表面接触至使表面光滑时为止，以使其表面氧化增加极性，但易老化性差，大约1年后粘合强度下降，往往有火焰处理不到的部位产生，因此寻找一种无需火焰处理的底漆，就成了保险杠涂装的发展方向。

2.2底材涂装的预处理：

在改性PP底材漆装以前，国外过去先用低固体分氯化聚烯烃（CPO）的溶液喷涂一层2~3cm厚的薄薄的过度层，是改进其表面极性行之有效的办法。见图1。

底材 Cpo喷涂和干燥

Cpo 底材 喷涂底漆和干燥 底漆 有Cpo底材 面漆 底漆 有Cpo底材 图1用氧化聚烯烃（CPO）溶液处理PP底材

这种用附着力促进剂改进塑料表面极性的经典方法用于处理改性PP尚有如下不足之处： ①理液固体份低；一般只能溶成5~6%溶液。

②增加额外施工步骤，增加成本，由于CPO为透明液体，在整体上容易有厚薄不均匀现

- 3 -

象，难以遮盖毛坯带来的缺陷。

3、涂料的开发

3.1特点：

①附着力极佳，简化施工工艺；

②涂料可覆盖整个底材，无薄弱部位及遮盖磨痕几毛坯带来的缺陷； ③固体份高，施工粘度下固体份约为20%；

④这种无需火焰处理的底漆洒膜厚度应要求约5~10cm。见图2。

PP底材 喷涂底漆和干燥

底漆 底材 喷涂面漆和干燥 面漆 底漆 底材 图2用无火焰处理底漆的PP底材 3.2涂料的选材及开发

在汽车保险杠涂料材料体系上，我们研发的PP底漆、金属闪光漆及罩光清漆（或实色漆）都有一个共同点，即环境保护是涂料发展动力。其重点是降低在施工和漆膜形成过程中溶剂的挥发量。表1列举了改性PP保险杠常用的涂料体系。

涂装体系 PP底漆 颜色要求 浅灰色 光 泽 低 烘 烤 自干/低温 低 温 涂料类型 单组份改性丙烯酸树脂 实色漆：双组份丙烯酸漆 金属闪光漆：改性聚酯漆/改性丙烯酸漆 实色漆：双组份丙烯酸漆 低 温 罩光漆：双组份丙烯酸漆 金属闪光漆：低 二涂层（实色漆/与车身同色 金属闪光漆） 实色漆：高 实色漆：高 三涂层（实色漆/与车身同色 罩光清漆） 罩光清漆：高

- 4 -

表2以下为开发的PP底漆、金属闪光漆、罩光清漆配方

44`3（PP改性丙烯酸漆）白色浆 603 BAC XY 10?nton38 141 50%Reybo57 R930 40`3白色浆 603 XY BAC CAC 5`3黑色浆 300 VE-507 5060 XY PX-01 20êB/4800分散蜡混合物 P201防沉蜡 MS1 1%催干剂 5070 MS1 1%催干剂 PX-02 3390 BAC XY 40 5 5.5 3 0.3 1.2 44 PP底漆（灰色） 55 20 4 7.4 3.4 5 0.2 5 金属闪光漆 7 7 40 30 2 13 1 罩光清漆 65 20 1 14 HNA固化剂 60 25 15 BAYER 上海高点化工丙烯酸树脂 混合溶剂 催化剂 专用高固含丙烯酸树脂 TOYO(Japan) 丙烯酸树脂 Eastman/香港劲辉化工公司 Dechem 混合溶剂 催化剂 专用改性丙烯酸树脂白色浆 专用改性丙烯酸树脂 TEGO 美国助剂 专用改性丙烯酸树脂 膨润土 BYK 美国瑞宝分散剂/香港劲辉化工公司 石原金红石钛白粉

- 5 -

3.3改性PP汽车保险杠涂装材料体系的化学组成的选择可做如下考虑：

第一，改性PP塑料是一种高分子材料，相对于金属车身底材其表面极性和表面张力都非常低，为了保证与底材良好的附着性，底漆用树脂应选择具有一定量的极性基团，有利于附着力的提高。如上述将氯化聚烯烃引入底漆中，设计成无需火焰处理的底漆。

第二，汽车是户外用品，在时间和地域上跨度较大，还要经受酸雨、雪天、民路上盐水等的浸蚀。在注重面漆的装饰性的同时还必须考虑其防护效果。长期的户外使用要求保光保色性好，还必须具备与车身高温漆同等的耐湿热、耐盐雾、耐紫外线、耐化学溶剂性和耐划伤等性能，同时还应具备优良的的柔韧性。故可选择耐候性及综合性能较好的双组分丙烯酸聚酯漆。

4、产品技术性能及涂装要求

在具体提供合适的改性PP保险杠涂装材料体系中，还必须考虑汽车厂所采用的技术标准和工艺流程。漆膜性能技术标准见表3 检测项目 技术指标 平整光滑、符合标板 ≥90 0 外观无异常 外观无异常 ≥0.6~0.8 目测 GB9754 GB9286，2mm 40℃温水，240h 50℃，湿度95%，240h KD-123-23 检测方法 漆膜外观及颜色 光泽度（200） 附着力（划格法） 耐水二次附着 耐湿二次附着 鲜映性 耐酸性0.05MH2SO4（25℃） 24h不起泡、不发糊、无斑点，允许轻微色相GB1763-79 变化 耐碱性0.1MHaOH（25℃） 24h不起泡、不发糊、无斑点，允许轻微色相GB1763 变化 耐水性25℃温水 耐汽油性RQ-70号汽油 耐溶剂性 耐老化（600h） 10个循环不起泡，允许轻微变化 24h 擦痕轻微 BG/1733 GB/T1734-93(甲法) 二甲苯擦拭，反复8次 颜色轻微变化，色差△E≯3，失光率≯15% GB1865-80 注：以上性能指复合涂层，即底漆+着色漆+清漆 上述漆膜性能的检测必须在烘烤出炉48h后进行

5．涂装工艺

- 6 -

5．1塑料保险杠涂装线具体工艺流程如下：（“三喷一烘”“湿碰湿”施工工艺） 毛 坯

——→

PP处理液脱脂 上线 ——→

2-4mm 闪蒸、凉干 ——→ 闪光金属底漆 ——→ 凉干、流平 流平3-5min

5.2施工工艺参数 喷涂方式 喷枪 施工粘度，涂4#杯 底 漆：13~14s/23±2℃；罩光漆：18~19s/23±2℃。 喷涂压力 喷漆道数 喷漆室温度 推荐干膜厚度 PP底漆 闪光金属漆 罩光清漆/实色漆 干燥条件 强制性干燥 75±5℃ /25~30min 0.3~0.4MPa 湿碰湿两（实色漆）/三（闪光漆）道；；每道喷涂工序前蒸3~5min 冬天/18±2℃；夏天/25±2℃ 10~15um，跟个别颜色（如红色）允许达到25um 专用释溶剂 专用释溶剂，按10：1加入HNA固化剂 专用释溶剂，按3：1/4：1加入HNA固化剂 自然干燥 144小时 喷嘴：1.4mm 实色漆：18~21s/23±2℃；闪光漆：13~14s/23±2℃； 罩光清漆 3-5min

——→ 闪蒸、流平

烘 烤 擦净吹干 ——→

PP底漆（灰色） 手 工 6、保险杠涂装漆膜弊病及解决方法：

漆膜弊病的产生设计生产设备、施工环境及人员和油漆等几大因素，但经常出现的弊病无疑有其内在规律，改性PP汽车保险杠漆膜弊病有其本身特殊性，也有很多地方可以借鉴高温烤漆的经验，见表4。

- 7 -

表4涂装中可能出现的漆膜弊病及解决方法

漆膜弊病 影响因素 着色漆溶剂溶解性强 咬底 底漆未干透 底面漆之间配套性差 底 漆 硬度低 附着力差 调整溶剂组成 调整底漆溶剂组成，适当增加闪蒸时间 用同一供应商底面漆 解决方法 PP底漆配方不合理，底漆膜厚不够 改进底漆的配方，底漆膜厚保证在5-8um 压缩空气含油、水等物 操作者手上有油污 烘烤温度低 漆膜过厚 双组分漆固化剂加量少 喷漆室温过高 定期排放分离器中的油和水 使用专用手套 温度控制在75±5℃，选择硬度较高清漆 降低施工粘度或出漆量 正确调配漆 降温 降低喷涂压力、增大枪距、减少扇弧 均匀喷漆，遮盖好 均匀遮盖 改正打磨手法，湿磨，圆磨 添加慢挥发溶剂 变换溶剂，配好清漆最好在2小时内用完 增加着色漆闪蒸时间 改变溶剂配方或添加防流挂树脂 正确喷涂，增大喷枪扇弧及减少输漆量 清理空气干燥器 擦拭干净 调整清漆流平性能 着色漆 斑点 吐漆压力过高造成铝粉突变 喷得过薄造成铝粉定位不好 透印 漆膜太薄 打磨手法不对，特别是浅色漆时 溶剂挥发太快 雾状物 溶解力差，放置时间太长 罩光时着色漆未干透 溶剂挥发慢 流挂 湿膜涂喷太厚 清漆喷涂太厚，有油污 缩孔 设备中的润滑油或机油 金属闪光漆与清漆表面张力不配套 清 漆

- 8 -

结 束 语

经研制的一系列从PP底漆，底色漆（金属闪光漆）、罩光漆，已经得到大型微型车生产厂家的应用，2002年6月27日，将这一套油漆在五菱微型车二配厂小试，获得良好的效果，比前火焰法的施工更加方便。比其它厂家竞争产品有更好质量（附着力），并于2002年7月9日开始使用，7月15日大批量使用。

作者简介：

林伟文 研究生 广州市实创化工有限公司总工程师，十三年漆料研究开发，对汽车原厂漆（OEM）、修补漆有丰富的经验。

莫纯良 大学 广州市实创化工有限公司技术服务主管、柳州市鹏兴化工有限公司生产技术副总经理、广东东莞美之杰建材化工有限公司工程师，有十多年的涂料开发及施工经验，对汽车原厂漆（OEM）的施工经验丰富。

- 9 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vhpx.html