聚丙烯专用型塑料涂料的研究

data-full-width-responsive="true"> 聚丙烯是继聚氯乙烯、聚乙烯之后发展速度最快的通用塑料,作为三大通用塑料,产量越来越大,特别是近年来,人们对聚丙烯的结晶改性研究,使聚丙烯由通用塑料向功能塑料和工程塑料迅速发展,实现了通用塑料的功能化和高性能化,被广泛地应用于建筑、汽车、电子电汽、机械等行业。由于聚丙烯极性小或无极性,且具有结晶性表面光滑等特点,用一般的涂料或油漆难以附着于表面,影响了聚丙烯制品的装璜应用。但是,随着塑料工业的飞速发展,出现了各种不同的聚丙烯塑料制品,对塑料制品的表面装璜提出了更高的要求。如,表面色彩的多样化、涂层的附着稳定性等。1研究过程11涂料设计的原理就塑料用涂料来说,必须考虑塑料的热变性温度。由于塑料制品热变性温度较低,若采用烤漆工艺显然不符合要求,因此,配成挥发型涂料能较好地满足装璜工艺的要求。挥发性涂料可分为:不挥发分,即主要成膜物(主、辅树脂)、次成膜物、辅助成膜物;挥发分即溶剂、稀释剂等[1]。本研究从以下两方面进行了考虑,一是涂料用原料的选择与配方的试验;二是涂料制备工艺的确定。111配制塑料涂料用主黏连剂(主树脂)的确定塑料制品装璜中存在着的一个关键问题是涂层的附着稳定性问题,所以,需要从极性相似原理、结构相近理论来选择与确定具有良好附着作用的黏连剂(或树脂)。据国外资料报道,氯化聚丙烯除可增强聚丙烯塑料的印刷效果外,作为聚丙烯材料的底涂料还有着优异的黏结性。据有关文献报道[2],可以用新的聚烯烃底涂料修饰泡沫聚丙烯家具,并详细介绍了将氯化聚丙烯底涂料用在聚丙烯家具上的方法,但不是所有的氯化聚丙烯都具有好的印刷性,氯化聚丙烯的规格型号不同,所表现出的胶黏性也有所不同。我们经多年的探索性试验,综合国外有关报导,确定了把CR1型氯化聚丙烯作为主树脂来配制塑料涂料,其主要技术指标见表1。表1 CR1型氯化聚丙烯有关技术指标112辅树脂主树脂已确定,辅树脂的选择依赖于主树脂的性能。实验结果显示:CR1型氯化聚丙烯对底材附着力强,耐化学性好,但不足之处是涂膜光泽度低、硬度小。由于215号树脂与氯化聚丙烯的相混性好,光泽度高,成本低,且不与氯化聚丙烯起反应,将其作为辅助树脂,能很好地解决涂膜的光泽度问题。113次成膜物次成膜物是为了使涂膜具有不同色彩而加入的颜料(或体质颜料)。作为颜料应与主成膜物共同形成涂膜,所以,颜料本身的性质就必须适合主成膜物的特点,以便最大程度地分散于主成膜物中,提高涂膜的光亮度与色度。从性能、成本、来源上综合考虑,采用有机颜料为主料,并匹配部分无机颜料,既可很好地分散在树脂中,又能提高涂层的遮盖力,成本也低。114辅助成膜物为了改进涂料的某些性能,必须加入各种助剂,协助次成膜物一起构成涂膜,尽管助剂在涂料中所占的比例很少,却能有效地提高和改进涂料的性能,如,加入适量的光滑剂与增塑剂,可增进颜料与树脂之间的亲和力,提高涂层的光亮度和涂膜的附着力。经试验,我们采用了二辛酯、二丁酯等各种不同的助剂,与主成膜物的比例为2∶7较为适宜。115挥发分挥发分包括溶剂和稀释剂。对溶剂的选择既要考虑到能充分溶解树脂,又要考虑到对塑料制品的溶解性极小,否则表面易变形,会影响表面装璜质量。同时,还要有良好的干燥性,干燥太快,涂膜表面粗糙;干燥太慢,易流挂。通常我们使用的二甲苯、酯类等混合溶剂,可获得良好的效果,而稀释剂主要是在涂料施工中为调节黏度而加入的,一般用量很少。12设备及仪器1)05m3反应釜;2)小型高速分散机;3)小型砂磨机;4)旋转黏度计、细度计等测试仪器。13原料及工艺原料及工艺见表2。表2 CR1型氯化聚丙烯塑料涂料性能测试表涂料的质量除了配方占重要地位外,研磨加工工艺的影响也较大,在涂料生产中特别要注意溶解、分散与研磨3个环节,以保证产品的质量。工艺流程如下:树脂过滤高速分散检测成品。首先,将选择好的主辅树脂按配比在混合溶剂中充分溶解,一般需要3 h,将此树脂液与各种助剂加入到高速分散机中,以低、高、低的转速进行分散约30 min,再将浆料打入研磨机中,进一步分散,达到研磨时间后,加入溶剂以调整黏度,测试涂料的黏度与细度,达到技术要求后,作为产品。此工艺过程,一是要求树脂要充分溶解,达到溶液透明、稳定的目的,否则将直接影响到涂层的光亮度和涂料贮藏的稳定性;二是要注意对高速分散中转速的控制,以免影响到颜料的分散程度,最终影响到涂料的细度、流动性、涂膜的光泽度;三是在研磨中不要随意加入溶剂,以免影响研磨效果。2涂料的性能与应用情况21涂料的性能涂料的性能见表3。表3 CR1型氯化聚丙烯塑料涂料性能测试表注:耐酸性、耐碱性、耐水性、耐醇性指标参照过氯乙烯涂料的有关标准,从表中可以看出,此工艺制备的塑料涂料,其主要指标附着力达到100%(方格法),彻底解决了聚丙烯塑料表面装璜存在的附着力差的技术关键问题。另外,涂料施工时,被装璜的表面不需要进行任何处理,其附着力便可满足装璜要求,此涂料采用喷涂和涂刷,均能达到理想效果。不同形状的制品可采用调节涂料的黏度和干燥速度来进行装璜。22应用情况此种涂料经山西省无线电厂等多家用户使用,完全适合于电视机、各种塑料水箱、汽车仪表、塑料配件等的装璜中。其表面的光亮度、附着力、色彩等均能满足用户的要求,本项目是山西省重点科技攻关项目,曾获太原市科技进步三等奖。3结束语以CR1型氯化聚丙烯为主树脂配制的塑料涂料,可满足聚丙烯塑料制品表面的装璜,为我国塑料装璜行业提供了一个新的涂料品种,对提高塑料装璜的档次,推动塑料包装行业的发展具有重要的意义。