Page 19 - 《涂层与防护》2019年第7期

徐杰，等：水性汽车保险杠底漆的研制及性能研究

涂覆一层底漆，在底漆中添加附着力促进剂（AP），然 (3) 选用市场上已经实际应用的溶剂型汽车保险
后再涂覆面漆和罩光清漆。 在汽车保险杠的附着力促 杠面漆及清漆。 用空气喷枪喷涂面漆，在室温下闪干
进剂中，氯化聚丙烯（CPP）最早被投入到实际生产， 15 min 后喷涂清漆， 在 60 ℃烘箱中保养 48 h 后制得
但 CPP 极性较小，和许多树脂相容性不够好，与其他 汽车保险杠复合涂层样板，要求面漆及清漆厚度约为
涂层的层间附着力也有待提高。 随后，研究者们对附 30 μm。
着力促进剂进行了改进，向聚丙烯引入其他高极性的
1.4 测试及表征
官能团，此类无氯附着力促进剂（NCPP）逐渐被广泛
使用。 (1)使用 X 射线衍射仪测量不同附着力促进剂的
本课题的目的在于研究 AP 的种类及添加量对底 结晶度。
漆性能的影响，结合对 AP 的表征，探索 AP 对底漆帮 (2)使用接触角测定仪测量不同附着力促进剂对
助最大的关键特性，并设计出能够通过大众外部塑料 水的接触角。
件油漆涂层要求标准 TL211 的水性汽车保险杠底漆。 (3)TL211 中与底漆有关的性能指标见表 2。
表 2 汽车保险杠底漆涂料性能测试方法
1 实验部分 测试项目 测试标准 指标

附着力 ISO 2409 ≤1
1.1 试验材料
煮沸 TL211-2016 涂层无明显变化
附着力促进剂（EA-8）：工业品，日本制纸。附着力 耐水 TL211-2016 涂层无明显变化
促进剂（DK-1）、附着力促进剂（DK-2）、附着力促进剂 耐湿热 TL211-2016 涂层无明显变化
（DK-3）：工业品，日本东洋纺；润湿剂、增稠剂：工业
品，美国空气化学有限公司；色浆：自制。 2 研究方案

1.2 配方设计及制漆工艺 2.1 AP 的结构与性质分析

1.2.1 底漆基础配方 表 3 对比了两款 CPP 和 NCPP 的部分性能参数。

底漆基础配方如表 1 所示。 EA-8、DK-1 与 DK-2、DK-3 的水性化方式不同，EA-
表 1 水性汽车保险杠底漆基础配方 8 和 DK-1 是通过外加乳化剂的方式乳化的；DK-2 和
材料 质量份/份 DK-3 因为属于 NCPP，接枝了高极性的亲水基团马来
色浆+附着力促进剂 100.0 酸酐，因此可以采用自乳化的方式乳化。 接枝官能团
润湿剂 6.0 的种类和含量决定了 AP 的结构与性能，由于在 PP 上
增稠剂 0.5 接枝高极性基团较为困难，接枝率较低，因此 NCPP 的
[2]
接枝官能团含量通常较低 。
1.2.2 底漆制备工艺
2.1.1 AP 的 X 衍射谱
按设计的配方依次将色浆、附着力促进剂、润湿
剂和增稠剂加入分散容器中，原材料添加过程中搅拌 用 WXRD 法 表 征 EA-8、DK-1、DK-2 及 DK-3，
速度控制在 1 000 r/min，分散 20 min，制得各组份分 图 1 对比了四款 AP 的 X 衍射谱。 PP 的结晶可分为
散均匀的水性汽车保险杠底漆。 α、β、γ 等晶型， 其中 α 晶型是最常见和最稳定的一
种 。 α 晶 型 的 特 征 是 在 X 射 线 衍 射 图 谱 上 的 2θ=
1.3 样板制备
14.2°、17.1°、18.6°、21.2°等处呈现多个尖锐的衍射峰，
(1)选用 150 mm×100 cm×3 mm 的聚丙烯底材，用 分别对应于聚丙烯 α 晶的(110), (040), (130)与(131)等
[3]
无水乙醇擦拭后待用。 晶面 。结合图 1 可知，EA-8、DK-1、DK-2 及 DK-3 吸
(2)调整涂料黏度，用空气喷枪喷涂底漆涂料，要 收峰的位置与 α 晶型吻合，说明接枝官能团后并没有
求干膜厚度约为 10 μm， 在室温下闪干 20 min 后在 改变 PP 的晶型。 而衍射峰的峰强较弱是因为对 PP 接
60 ℃烘箱中保养 48 h，制得汽车保险杠底漆样板。 枝官能团后破坏了分子链的规整性，使聚合物的聚集

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涂层技术 COATING TECHNOLOGY