有用在塑料上面耐高溫的涂料嗎
懸賞分：20|
塑料由于質(zhì)輕、易加工、耐腐蝕、資源豐富等特點(diǎn)，已廣泛替代了傳統(tǒng)的材料，如金屬、木材、皮革等，普遍出現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ钪?。但塑料制品成型加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生顏色不均、色澤單調(diào)、花斑疵點(diǎn)等缺陷，且易產(chǎn)生老化變脆、劃痕、沾污、靜電等問題。涂裝涂料可以避免上述缺陷和問題，研發(fā)塑料涂料已受到涂料工作者的廣泛關(guān)注。但由于塑料是低表面能物質(zhì)，其表面涂裝要比鋼鐵、木器、建筑等表面涂裝困難得多，附著力成為制約塑料涂料發(fā)展的一個(gè)重大障礙。需要根據(jù)不同的塑料底材選擇不同配方的涂料，這樣才能產(chǎn)生更好的附著力。隨著人民生活水平的提高和環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，塑料涂料也像其它涂料一樣，正向著功能化和環(huán)?；较虬l(fā)展。
1塑料表面粘附理論
塑料表面自由能低、極性小。其表面自由能低于10-5J/cm2，所以表面難以附著。就涂料在塑料底材上的附著曾提出多種理論：擴(kuò)散理論、溶解度參數(shù)理論、靜電理論、化學(xué)鍵合理論、吸附和機(jī)械咬合理論等。其中擴(kuò)散理論已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，該理論認(rèn)為涂層附著力的大小與涂料擴(kuò)散到塑料底材內(nèi)部能力的大小密切相關(guān)。其實(shí)各種理論并不矛盾，涂料一旦滲透到塑料底材中，滲透物與塑料底材間存在的靜電和機(jī)械咬合現(xiàn)象會(huì)明顯增強(qiáng)二者之間的附著力。要想涂料滲透到塑料底材當(dāng)中，首先要使它能很好地潤(rùn)濕底材，可以通過調(diào)配涂料中各組分的比例，使之在底材上鋪展開來。此時(shí)涂層和塑料底材之間通過化學(xué)作用力而結(jié)合到一起。如果成膜樹脂與塑料基材的溶解度參數(shù)選擇適當(dāng)，就能使漆膜與塑料表面形成一個(gè)互混層，這時(shí)涂料與塑料之間的靜電和機(jī)械咬合力就會(huì)起作用?；セ鞂与m有助于附著，但是要靠涂料中的溶劑對(duì)塑料的輕微溶解來實(shí)現(xiàn)，如果把握不當(dāng)使涂料過分溶蝕塑料底材表面，將會(huì)使塑料底材表面凹凸不平，漆膜起皺，流平性不好，影響外觀。因此所用溶劑的溶解度參數(shù)要盡量與塑料的溶解度相差遠(yuǎn)一些。由于塑料和涂料均是較為復(fù)雜的體系，存在著物理、化學(xué)等方面的不均一性，因此存在著內(nèi)應(yīng)力，如收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力和變形應(yīng)力等，這些應(yīng)力均會(huì)對(duì)涂料的附著力造成不利影響，因而需要添加合適的助劑及選擇適當(dāng)?shù)耐苛象w系來加以消除。不同的塑料底材也要根據(jù)結(jié)構(gòu)相似、極性相近原理選擇合適的涂料體系。
2不同塑料底材用涂料的研究進(jìn)展
目前塑料的種類主要有聚烯烴、PS、ABS、PC、PMMA、聚酰胺和聚醚塑料等。其中，聚烯烴、ABS和PS塑料的應(yīng)用最為廣泛。由于不同塑料底材的結(jié)構(gòu)、極性有很大差別，因此不同的塑料底材要選用不同的涂料體系，見表1。
表1不同的塑料底材根據(jù)其結(jié)構(gòu)、極性的不同選用不同的涂料體系
表1
2.1聚烯烴塑料涂料
聚烯烴類塑料主要有聚丙烯塑料（PP）、聚乙烯塑料（PE）。聚烯烴類塑料基材的結(jié)晶度高，耐溶劑性強(qiáng)，表面極性和表面能低，除應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)耐苛象w系外，還需進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼Ｅc該塑料基材有相似的分子結(jié)構(gòu)和溶解度參數(shù)的氯化聚烯烴類涂料、氟碳樹脂涂料等可提供良好的附著力，是該類塑料用涂料的首選，也可使用環(huán)氧、聚氨酯、雙組分丙烯酸類涂料。聚烯烴類塑料用涂料包括兩類：一類是含氯化聚烯烴類（CPO）的涂料，CPO在聚烯烴中引入了極性基團(tuán)“氯”，能夠與一些涂料用樹脂互混，能夠潤(rùn)濕塑料表面，提高附著力。。另一類是不含CPO的涂料，要想提高涂層與底材之間的附著力，需引入一些特殊的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。
2.2ABS塑料涂料
ABS是由丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styvene）3種單體共聚而成的聚合物。改變3種組分的比例和采用不同的組合方式，以及聚合物相對(duì)分子質(zhì)量不同，可以制造出性能范圍廣泛的不同規(guī)格、型號(hào)的ABS樹脂，目前單體含量的范圍為：A占20%~30%；B占6%~30%；S占45%~70%?？梢钥闯觯篈BS與PS具有同宗性。但由于它剛性強(qiáng)、硬度大、韌性好、表面性好、成型性好等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PS。但相對(duì)來講它的成本要比PS高，這制約了它的發(fā)展。由于ABS含苯乙烯單體，適合PS類塑料涂裝的涂料也適合ABS的涂裝。又由于ABS含有極性單體丙烯腈，具有較高的表面張力，較其它的塑料制品更容易涂裝。其可選擇的涂料范圍比較寬，可選擇揮發(fā)性涂料，如丙烯酸酯涂料、環(huán)氧醇酸硝基涂料、氨酯油涂料，也可選雙組分轉(zhuǎn)化型涂料，如丙烯酸聚氨酯涂料。根據(jù)需要可以把這些涂料制成有光、半光、各色金屬質(zhì)感以及橡膠軟質(zhì)感的涂料。研制出熱塑性丙烯酸酯樹脂用做ABS塑料用涂料的基料，配成相應(yīng)的清漆與白漆，各項(xiàng)物理性能良好。采用低羥基丙烯酸樹脂和混醚化三聚氰胺甲醛樹脂在酸催化下，低溫交聯(lián)固化形成附著力較強(qiáng)的單組分快干高光澤塑料涂料。以丙烯酸樹脂作為基料，同硝酸纖維素配合制得室溫干燥的金屬閃光漆，同丙烯酸氨基閃光漆相比，不需高溫烘烤成膜，施工非常方便。則用熱塑性丙烯酸樹脂、醋酸-丁酸纖維素（CAB），不同助劑等原料配制出ABS塑料用表面涂料，也具有金屬質(zhì)感。日本最近也研制出一種塑料涂裝用仿金屬水性涂料，該涂料由聚合物水分散體樹脂、金屬顏料、著色顏料、成膜助劑、水性涂料用助劑和水組成?？捎糜诟鞣N塑料表面的涂裝，特別適用于ABS、PS。
2.3PS塑料涂料
由于成型性能好、外觀漂亮、綜合力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)，PS與由它改性而來的ABS二者主宰了電器塑料外殼市場(chǎng)。出于成本考慮，PS比ABS更容易被廠家接受。但單純的PS因其脆性大、易碎裂、耐熱性差等缺點(diǎn)，應(yīng)用受到了限制。用橡膠類聚合物改性聚苯乙烯得到HIPS，即高抗沖擊聚苯乙烯，由于解決了上述缺點(diǎn)而在家電外殼得以廣泛應(yīng)用，并越來越多地代替了ABS。HIPS為非結(jié)晶、無色透明的塑料，該類塑料分子具有極性，與涂層附著力較好。適宜的體系有環(huán)氧涂料、熱塑性丙烯酸酯樹脂涂料、熱固性丙烯酸酯－聚氨酯樹脂涂料、丙烯酸改性醇酸樹脂涂料、醇酸樹脂改性聚苯乙烯涂料、改性纖維素類涂料等。梁增田研究出一種以丙烯酸酯樹脂為基料用于HIPS的塑料漆，并用硝基纖維素對(duì)丙烯酸酯樹脂漆進(jìn)行改性，且引進(jìn)一些極性基團(tuán)，如羧基、氰基等提高涂膜附著力，取得了很好的效果；方秀敏等人則以丙烯酸樹脂對(duì)硝基纖維素涂料進(jìn)行改性，制備出性能優(yōu)良的丙烯酸改性硝基涂料，也能用于HIPS塑料的表面涂裝。由于國(guó)內(nèi)彩電業(yè)由低端彩電發(fā)展為高端彩電，其涂料也從單層熱塑性涂料發(fā)展成高光涂料。楊國(guó)君等人則在這種情形下研制出一種電視機(jī)殼HIPS塑料用高光涂料。該涂料由熱塑性丙烯酸底漆和聚氨酯罩光清面漆組成，采取2C2B工藝制備而成。出于環(huán)保的要求，水性涂料、UV輻射固化涂料得以開發(fā)。崔錦峰等人開發(fā)了一種UV固化塑料用涂料梳型聚酰胺預(yù)聚物，該預(yù)聚物由低相對(duì)分子質(zhì)量的聚酰胺樹脂和丙烯酸乙酯氨基甲酸酯基一異氰酸酯通過加成反應(yīng)制得，以聚酰胺為主鏈、丙烯酸乙酯二氨基甲酸酯為側(cè)鏈，能滿足HIPS塑料的應(yīng)用要求。Igami，Kiyotaka等人研制出一種塑料耐光涂料用聚合物組合物。該組合物由UV吸收基的聚酯多元醇制得UV吸收聚合物和丙烯酸聚合物或聚氨酯組成。涂裝在HIPS底材上，干燥后可提高附著力，在潤(rùn)濕條件下耐光性好。
3塑料用涂料的發(fā)展趨勢(shì)
隨著家用電器、手機(jī)和汽車等行業(yè)的飛速發(fā)展，加之人們對(duì)外觀表面裝飾與保護(hù)功能的新的要求，塑料用涂料正朝著多功能化、環(huán)?；较虬l(fā)展。
3.1功能性塑料涂料的研究進(jìn)展
3.1.1防火塑料涂料
防火涂料又稱阻燃涂料，塑料本身為高分子材料，屬易燃物質(zhì)，通過在塑料和涂料中添加有效的阻燃劑就可以達(dá)到防火的目的。AlbertoFina等人在PP里添加一些含鋁的異丁基倍半硅氧烷（Al-POSS）作為阻燃劑，與沒加Al-POSS的PP燃燒后比較，具有明顯的阻燃效果。王華進(jìn)等人以改性高氯化聚乙烯樹脂為成膜物，多季戊四醇為成炭劑，聚磷酸銨為成炭催化劑研制了一種防火性能優(yōu)異、適用于塑料制品表面的超薄型防火涂料。王敏等人在樹脂中加入酰胺和胍類成分，研究開發(fā)了一種防火涂料，受熱時(shí)酰胺和胍類成分分解產(chǎn)生大量NH3、CO2等不燃性氣體，這些氣體將上述熔解體吹鼓成膨脹泡沫層，這個(gè)膨脹層具有很強(qiáng)的隔離作用（隔熱、隔空氣），保護(hù)基材，使其難以達(dá)到燃燒條件，故能有效防火。中國(guó)專利1060859A也介紹了一種由甲醛、尿素、氫氧化鈉、三聚氰胺、雙氰胺、季戊四醇、磷酸、三乙醇胺、鹽酸為主要原料制得的聚氨酯塑料防火涂料。
3.1.2導(dǎo)電塑料涂料
導(dǎo)電涂料是在20世紀(jì)50年代末產(chǎn)生的一種新型涂料，與其它涂料的區(qū)別主要是加入了導(dǎo)電填料。隨著家用電器、手機(jī)等的廣泛使用，其外殼上涂覆導(dǎo)電涂料可以防止電磁干擾、射頻干擾，無線電噪聲干擾和電暈干擾等。一部分導(dǎo)電涂料還可以起防靜電作用，因此導(dǎo)電涂料日益受到人們的重視。GE塑料公司開發(fā)出一種適合于粉末涂料基材的導(dǎo)電性樹脂NorilGTX674PC，該樹脂由聚酰胺與改性聚苯醚制得，含有導(dǎo)電性填充劑，可以起導(dǎo)電作用。日本神東涂料公司最近開發(fā)成功電磁干擾（EMI）屏蔽用水性導(dǎo)電涂料，該導(dǎo)電涂料主要用于涂覆塑料殼體內(nèi)表面。阿克斯布里奇的Trimite有限公司最新推出2種新型電磁波屏蔽涂料J190及J191，可滿足抗EMI（電磁干擾）的要求。這兩種涂料具有優(yōu)異的遮蓋力，用于ABS、PVC、改性聚苯醚及其他混合型基材，具有很高的附著力及導(dǎo)電率，可大大降低成本，提高應(yīng)用效率。
3.1.3防靜電塑料涂料
塑料等非金屬制件表面受氣流及液體的摩擦或撞擊時(shí)很容易產(chǎn)生和積累靜電。靜電積累達(dá)到一定程度，就會(huì)放電，致使各種精密儀器、精密電子元器件擊穿而報(bào)廢，甚至引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。另外，積累在塑料制品表面的靜電，由于吸塵嚴(yán)重而難于凈化，從而影響制品的外觀和在超凈環(huán)境（如手術(shù)室、計(jì)算機(jī)室、精密儀器等）中的應(yīng)用。為了避免塑料表面產(chǎn)生和積累靜電，目前外部處理的方法就是在塑料表面涂裝防靜電涂料。陳戰(zhàn)利等人以丙烯酸酯為基料，加入一些導(dǎo)電材料如石墨等，使漆膜體積電阻率在104~109Ω·cm。但通過這種添加導(dǎo)電材料的方法所制得的防靜電涂料大多附著力、耐油性差，且顏色難看，成本普遍較高。由于一些導(dǎo)電涂料可用于防靜電，因此也可以直接涂上導(dǎo)電涂料形成防靜電層起防靜電作用，如導(dǎo)電性聚苯胺復(fù)合納米材料直接噴涂或刷涂于塑料基材上，不僅起到防靜電作用，而且附著力高、成本低。還可以在塑料表面噴涂靜電防止劑溶液，如德國(guó)Dressler等人在模塑塑料部件表面噴涂表面活性劑溶液（含≥20％有機(jī)溶液），具有防靜電效果。
3.1.4耐磨耗和耐劃傷塑料涂料
塑料制品，如手機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)等殼體由于經(jīng)常跟人手接觸，其涂膜容易磨損，這就要求提高涂料的耐磨損和耐劃傷性能。早在1940年，杜邦公司就進(jìn)行過相關(guān)研究。最初，是改良現(xiàn)有的涂料品種，但效果不顯著，后來利用“聚碳酸酯MR-5000”、“TuffakCM-2”等有機(jī)聚硅氧烷系達(dá)到了提高涂膜耐磨性的效果，后人在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量工作，使有機(jī)硅涂料成為耐磨耗和耐劃傷涂料的主流。隨后對(duì)氟碳樹脂也有所研究，其硬涂層具有優(yōu)異的耐劃傷性、耐磨性等性能，近年來，其與有機(jī)硅樹脂一起在塑料制品的涂裝中得到廣泛應(yīng)用。上海有機(jī)化學(xué)研究所研制出一種含四氟乙烯、乙烯三元共聚物的氟塑料涂料，具有很好的耐磨性。與此同時(shí)，塑料用UV固化涂料也在開發(fā)，與硅烷系相比，其固化速度快、作業(yè)方便、成本低且不污染環(huán)境。美國(guó)專利5385964介紹了一種UV輻射固化塑料用涂料，可用于PC塑料表面涂裝。近年來，人們又探索出一種新型涂料，即有機(jī)－無機(jī)復(fù)合涂料，主要是在涂料中加入無機(jī)二氧化硅。張克杰等人采用核殼乳液聚合工藝和功能單體對(duì)乳液進(jìn)行改性，制備了具有核/殼結(jié)構(gòu)的苯丙乳液，再與納米二氧化硅復(fù)合，得到高性能水性納米復(fù)合塑料涂料，其涂膜硬度達(dá)到3H以上，抗劃傷性與耐磨性得到很大的提高。Nakaya，Hidekazu等人采用溶膠-凝膠技術(shù)將硅氧烷低聚物和含苯基的烷氧基硅烷反應(yīng)制得聚硅氧烷基料和均勻分散在該基料中的含苯基有機(jī)聚合物，也開發(fā)出了塑料底材用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合硬涂料，具有很好的抗劃傷性。
3.1.5其它功能性塑料涂料
對(duì)其它特殊功能塑料涂料，如防腐涂料、防結(jié)露涂料等近年來都有研究。如美國(guó)、德國(guó)都有聚苯胺防腐塑料涂料的相關(guān)報(bào)道，其還能適用于多數(shù)的金屬器材上，具有防腐功能并使材料的壽命延長(zhǎng)10倍。Lu，PangChia等人研究了一種防結(jié)露塑料用涂料，涂覆干燥后可在聚合物薄膜上形成不溶性可熱封的防結(jié)露涂層。
3.2水性塑料涂料的發(fā)展
出于對(duì)環(huán)保和資源的要求，在近10年來，人們紛紛要求限制高VOC含量和有毒涂料的使用，歐共體更是制定標(biāo)準(zhǔn)，在2004年全面禁止有機(jī)溶劑的生產(chǎn)、銷售和使用。促進(jìn)了涂料工業(yè)向以水性涂料、高固體分涂料、光固化涂料和粉末涂料等為代表的低毒、環(huán)保涂料方向發(fā)展，其中最重要的是水性涂料。我國(guó)要與世界接軌，也必須在塑料涂料的水性化、無污染化、低成本化上下功夫。早在20世紀(jì)80年代末、90年代初，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就已開展了水性塑料涂料的研究和開發(fā)工作，迄今已擁有大量的專利。我國(guó)水性涂料的研究開發(fā)起步較晚，關(guān)于水性塑料用涂料的相關(guān)研究報(bào)道很少。張景林研制了一種塑料用水性丙烯酸樹脂，并配成相應(yīng)的銀白色、酞菁藍(lán)、鐵紅色涂料，性能達(dá)到各方面標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所高分子化學(xué)研究發(fā)展中心對(duì)水性塑料涂料的關(guān)鍵技術(shù)——高分子微粒子的理論基礎(chǔ)研究和水性塑料的預(yù)研進(jìn)行了大量工作，在國(guó)內(nèi)率先完成了無皂乳液聚合技術(shù)制備聚合物納米水分散體的研制工作，制備出的聚合物納米粒子的粒徑達(dá)到30~80nm，分布均勻。成都科恩精細(xì)化工有限公司采用獨(dú)有的新型高分子納米材料合成技術(shù)制備水性高分子納米分散樹脂，配以相應(yīng)的填料、助劑，開發(fā)的“綠色環(huán)保納米級(jí)水性塑料涂料”項(xiàng)目進(jìn)入中試及產(chǎn)業(yè)化階段。主要性能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品及制備技術(shù)居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，目前已開始與長(zhǎng)虹集團(tuán)電器股份公司合作，研制開發(fā)長(zhǎng)虹電視機(jī)外殼涂料。
4結(jié)語
近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，開發(fā)水性塑料涂料勢(shì)必將會(huì)更符合時(shí)代要求，最終取代溶劑型涂料。然而目前水性塑料涂料對(duì)塑料的附著很差，遠(yuǎn)不及溶劑型涂料，這制約了它的發(fā)展，如何解決這個(gè)問題將是涂料研究者的首要任務(wù)，為了解決這個(gè)問題，許多研究者開始探索新的合成工藝和制備改性復(fù)合水性樹脂來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合成工藝和單個(gè)的樹脂。
1塑料表面粘附理論
塑料表面自由能低、極性小。其表面自由能低于10-5J/cm2，所以表面難以附著。就涂料在塑料底材上的附著曾提出多種理論：擴(kuò)散理論、溶解度參數(shù)理論、靜電理論、化學(xué)鍵合理論、吸附和機(jī)械咬合理論等。其中擴(kuò)散理論已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，該理論認(rèn)為涂層附著力的大小與涂料擴(kuò)散到塑料底材內(nèi)部能力的大小密切相關(guān)。其實(shí)各種理論并不矛盾，涂料一旦滲透到塑料底材中，滲透物與塑料底材間存在的靜電和機(jī)械咬合現(xiàn)象會(huì)明顯增強(qiáng)二者之間的附著力。要想涂料滲透到塑料底材當(dāng)中，首先要使它能很好地潤(rùn)濕底材，可以通過調(diào)配涂料中各組分的比例，使之在底材上鋪展開來。此時(shí)涂層和塑料底材之間通過化學(xué)作用力而結(jié)合到一起。如果成膜樹脂與塑料基材的溶解度參數(shù)選擇適當(dāng)，就能使漆膜與塑料表面形成一個(gè)互混層，這時(shí)涂料與塑料之間的靜電和機(jī)械咬合力就會(huì)起作用?；セ鞂与m有助于附著，但是要靠涂料中的溶劑對(duì)塑料的輕微溶解來實(shí)現(xiàn)，如果把握不當(dāng)使涂料過分溶蝕塑料底材表面，將會(huì)使塑料底材表面凹凸不平，漆膜起皺，流平性不好，影響外觀。因此所用溶劑的溶解度參數(shù)要盡量與塑料的溶解度相差遠(yuǎn)一些。由于塑料和涂料均是較為復(fù)雜的體系，存在著物理、化學(xué)等方面的不均一性，因此存在著內(nèi)應(yīng)力，如收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力和變形應(yīng)力等，這些應(yīng)力均會(huì)對(duì)涂料的附著力造成不利影響，因而需要添加合適的助劑及選擇適當(dāng)?shù)耐苛象w系來加以消除。不同的塑料底材也要根據(jù)結(jié)構(gòu)相似、極性相近原理選擇合適的涂料體系。
2不同塑料底材用涂料的研究進(jìn)展
目前塑料的種類主要有聚烯烴、PS、ABS、PC、PMMA、聚酰胺和聚醚塑料等。其中，聚烯烴、ABS和PS塑料的應(yīng)用最為廣泛。由于不同塑料底材的結(jié)構(gòu)、極性有很大差別，因此不同的塑料底材要選用不同的涂料體系，見表1。
表1不同的塑料底材根據(jù)其結(jié)構(gòu)、極性的不同選用不同的涂料體系
表1
2.1聚烯烴塑料涂料
聚烯烴類塑料主要有聚丙烯塑料（PP）、聚乙烯塑料（PE）。聚烯烴類塑料基材的結(jié)晶度高，耐溶劑性強(qiáng)，表面極性和表面能低，除應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)耐苛象w系外，還需進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼Ｅc該塑料基材有相似的分子結(jié)構(gòu)和溶解度參數(shù)的氯化聚烯烴類涂料、氟碳樹脂涂料等可提供良好的附著力，是該類塑料用涂料的首選，也可使用環(huán)氧、聚氨酯、雙組分丙烯酸類涂料。聚烯烴類塑料用涂料包括兩類：一類是含氯化聚烯烴類（CPO）的涂料，CPO在聚烯烴中引入了極性基團(tuán)“氯”，能夠與一些涂料用樹脂互混，能夠潤(rùn)濕塑料表面，提高附著力。。另一類是不含CPO的涂料，要想提高涂層與底材之間的附著力，需引入一些特殊的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。
2.2ABS塑料涂料
ABS是由丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styvene）3種單體共聚而成的聚合物。改變3種組分的比例和采用不同的組合方式，以及聚合物相對(duì)分子質(zhì)量不同，可以制造出性能范圍廣泛的不同規(guī)格、型號(hào)的ABS樹脂，目前單體含量的范圍為：A占20%~30%；B占6%~30%；S占45%~70%?？梢钥闯觯篈BS與PS具有同宗性。但由于它剛性強(qiáng)、硬度大、韌性好、表面性好、成型性好等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PS。但相對(duì)來講它的成本要比PS高，這制約了它的發(fā)展。由于ABS含苯乙烯單體，適合PS類塑料涂裝的涂料也適合ABS的涂裝。又由于ABS含有極性單體丙烯腈，具有較高的表面張力，較其它的塑料制品更容易涂裝。其可選擇的涂料范圍比較寬，可選擇揮發(fā)性涂料，如丙烯酸酯涂料、環(huán)氧醇酸硝基涂料、氨酯油涂料，也可選雙組分轉(zhuǎn)化型涂料，如丙烯酸聚氨酯涂料。根據(jù)需要可以把這些涂料制成有光、半光、各色金屬質(zhì)感以及橡膠軟質(zhì)感的涂料。研制出熱塑性丙烯酸酯樹脂用做ABS塑料用涂料的基料，配成相應(yīng)的清漆與白漆，各項(xiàng)物理性能良好。采用低羥基丙烯酸樹脂和混醚化三聚氰胺甲醛樹脂在酸催化下，低溫交聯(lián)固化形成附著力較強(qiáng)的單組分快干高光澤塑料涂料。以丙烯酸樹脂作為基料，同硝酸纖維素配合制得室溫干燥的金屬閃光漆，同丙烯酸氨基閃光漆相比，不需高溫烘烤成膜，施工非常方便。則用熱塑性丙烯酸樹脂、醋酸-丁酸纖維素（CAB），不同助劑等原料配制出ABS塑料用表面涂料，也具有金屬質(zhì)感。日本最近也研制出一種塑料涂裝用仿金屬水性涂料，該涂料由聚合物水分散體樹脂、金屬顏料、著色顏料、成膜助劑、水性涂料用助劑和水組成?？捎糜诟鞣N塑料表面的涂裝，特別適用于ABS、PS。
2.3PS塑料涂料
由于成型性能好、外觀漂亮、綜合力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)，PS與由它改性而來的ABS二者主宰了電器塑料外殼市場(chǎng)。出于成本考慮，PS比ABS更容易被廠家接受。但單純的PS因其脆性大、易碎裂、耐熱性差等缺點(diǎn)，應(yīng)用受到了限制。用橡膠類聚合物改性聚苯乙烯得到HIPS，即高抗沖擊聚苯乙烯，由于解決了上述缺點(diǎn)而在家電外殼得以廣泛應(yīng)用，并越來越多地代替了ABS。HIPS為非結(jié)晶、無色透明的塑料，該類塑料分子具有極性，與涂層附著力較好。適宜的體系有環(huán)氧涂料、熱塑性丙烯酸酯樹脂涂料、熱固性丙烯酸酯－聚氨酯樹脂涂料、丙烯酸改性醇酸樹脂涂料、醇酸樹脂改性聚苯乙烯涂料、改性纖維素類涂料等。梁增田研究出一種以丙烯酸酯樹脂為基料用于HIPS的塑料漆，并用硝基纖維素對(duì)丙烯酸酯樹脂漆進(jìn)行改性，且引進(jìn)一些極性基團(tuán)，如羧基、氰基等提高涂膜附著力，取得了很好的效果；方秀敏等人則以丙烯酸樹脂對(duì)硝基纖維素涂料進(jìn)行改性，制備出性能優(yōu)良的丙烯酸改性硝基涂料，也能用于HIPS塑料的表面涂裝。由于國(guó)內(nèi)彩電業(yè)由低端彩電發(fā)展為高端彩電，其涂料也從單層熱塑性涂料發(fā)展成高光涂料。楊國(guó)君等人則在這種情形下研制出一種電視機(jī)殼HIPS塑料用高光涂料。該涂料由熱塑性丙烯酸底漆和聚氨酯罩光清面漆組成，采取2C2B工藝制備而成。出于環(huán)保的要求，水性涂料、UV輻射固化涂料得以開發(fā)。崔錦峰等人開發(fā)了一種UV固化塑料用涂料梳型聚酰胺預(yù)聚物，該預(yù)聚物由低相對(duì)分子質(zhì)量的聚酰胺樹脂和丙烯酸乙酯氨基甲酸酯基一異氰酸酯通過加成反應(yīng)制得，以聚酰胺為主鏈、丙烯酸乙酯二氨基甲酸酯為側(cè)鏈，能滿足HIPS塑料的應(yīng)用要求。Igami，Kiyotaka等人研制出一種塑料耐光涂料用聚合物組合物。該組合物由UV吸收基的聚酯多元醇制得UV吸收聚合物和丙烯酸聚合物或聚氨酯組成。涂裝在HIPS底材上，干燥后可提高附著力，在潤(rùn)濕條件下耐光性好。
3塑料用涂料的發(fā)展趨勢(shì)
隨著家用電器、手機(jī)和汽車等行業(yè)的飛速發(fā)展，加之人們對(duì)外觀表面裝飾與保護(hù)功能的新的要求，塑料用涂料正朝著多功能化、環(huán)?；较虬l(fā)展。
3.1功能性塑料涂料的研究進(jìn)展
3.1.1防火塑料涂料
防火涂料又稱阻燃涂料，塑料本身為高分子材料，屬易燃物質(zhì)，通過在塑料和涂料中添加有效的阻燃劑就可以達(dá)到防火的目的。AlbertoFina等人在PP里添加一些含鋁的異丁基倍半硅氧烷（Al-POSS）作為阻燃劑，與沒加Al-POSS的PP燃燒后比較，具有明顯的阻燃效果。王華進(jìn)等人以改性高氯化聚乙烯樹脂為成膜物，多季戊四醇為成炭劑，聚磷酸銨為成炭催化劑研制了一種防火性能優(yōu)異、適用于塑料制品表面的超薄型防火涂料。王敏等人在樹脂中加入酰胺和胍類成分，研究開發(fā)了一種防火涂料，受熱時(shí)酰胺和胍類成分分解產(chǎn)生大量NH3、CO2等不燃性氣體，這些氣體將上述熔解體吹鼓成膨脹泡沫層，這個(gè)膨脹層具有很強(qiáng)的隔離作用（隔熱、隔空氣），保護(hù)基材，使其難以達(dá)到燃燒條件，故能有效防火。中國(guó)專利1060859A也介紹了一種由甲醛、尿素、氫氧化鈉、三聚氰胺、雙氰胺、季戊四醇、磷酸、三乙醇胺、鹽酸為主要原料制得的聚氨酯塑料防火涂料。
3.1.2導(dǎo)電塑料涂料
導(dǎo)電涂料是在20世紀(jì)50年代末產(chǎn)生的一種新型涂料，與其它涂料的區(qū)別主要是加入了導(dǎo)電填料。隨著家用電器、手機(jī)等的廣泛使用，其外殼上涂覆導(dǎo)電涂料可以防止電磁干擾、射頻干擾，無線電噪聲干擾和電暈干擾等。一部分導(dǎo)電涂料還可以起防靜電作用，因此導(dǎo)電涂料日益受到人們的重視。GE塑料公司開發(fā)出一種適合于粉末涂料基材的導(dǎo)電性樹脂NorilGTX674PC，該樹脂由聚酰胺與改性聚苯醚制得，含有導(dǎo)電性填充劑，可以起導(dǎo)電作用。日本神東涂料公司最近開發(fā)成功電磁干擾（EMI）屏蔽用水性導(dǎo)電涂料，該導(dǎo)電涂料主要用于涂覆塑料殼體內(nèi)表面。阿克斯布里奇的Trimite有限公司最新推出2種新型電磁波屏蔽涂料J190及J191，可滿足抗EMI（電磁干擾）的要求。這兩種涂料具有優(yōu)異的遮蓋力，用于ABS、PVC、改性聚苯醚及其他混合型基材，具有很高的附著力及導(dǎo)電率，可大大降低成本，提高應(yīng)用效率。
3.1.3防靜電塑料涂料
塑料等非金屬制件表面受氣流及液體的摩擦或撞擊時(shí)很容易產(chǎn)生和積累靜電。靜電積累達(dá)到一定程度，就會(huì)放電，致使各種精密儀器、精密電子元器件擊穿而報(bào)廢，甚至引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。另外，積累在塑料制品表面的靜電，由于吸塵嚴(yán)重而難于凈化，從而影響制品的外觀和在超凈環(huán)境（如手術(shù)室、計(jì)算機(jī)室、精密儀器等）中的應(yīng)用。為了避免塑料表面產(chǎn)生和積累靜電，目前外部處理的方法就是在塑料表面涂裝防靜電涂料。陳戰(zhàn)利等人以丙烯酸酯為基料，加入一些導(dǎo)電材料如石墨等，使漆膜體積電阻率在104~109Ω·cm。但通過這種添加導(dǎo)電材料的方法所制得的防靜電涂料大多附著力、耐油性差，且顏色難看，成本普遍較高。由于一些導(dǎo)電涂料可用于防靜電，因此也可以直接涂上導(dǎo)電涂料形成防靜電層起防靜電作用，如導(dǎo)電性聚苯胺復(fù)合納米材料直接噴涂或刷涂于塑料基材上，不僅起到防靜電作用，而且附著力高、成本低。還可以在塑料表面噴涂靜電防止劑溶液，如德國(guó)Dressler等人在模塑塑料部件表面噴涂表面活性劑溶液（含≥20％有機(jī)溶液），具有防靜電效果。
3.1.4耐磨耗和耐劃傷塑料涂料
塑料制品，如手機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)等殼體由于經(jīng)常跟人手接觸，其涂膜容易磨損，這就要求提高涂料的耐磨損和耐劃傷性能。早在1940年，杜邦公司就進(jìn)行過相關(guān)研究。最初，是改良現(xiàn)有的涂料品種，但效果不顯著，后來利用“聚碳酸酯MR-5000”、“TuffakCM-2”等有機(jī)聚硅氧烷系達(dá)到了提高涂膜耐磨性的效果，后人在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量工作，使有機(jī)硅涂料成為耐磨耗和耐劃傷涂料的主流。隨后對(duì)氟碳樹脂也有所研究，其硬涂層具有優(yōu)異的耐劃傷性、耐磨性等性能，近年來，其與有機(jī)硅樹脂一起在塑料制品的涂裝中得到廣泛應(yīng)用。上海有機(jī)化學(xué)研究所研制出一種含四氟乙烯、乙烯三元共聚物的氟塑料涂料，具有很好的耐磨性。與此同時(shí)，塑料用UV固化涂料也在開發(fā)，與硅烷系相比，其固化速度快、作業(yè)方便、成本低且不污染環(huán)境。美國(guó)專利5385964介紹了一種UV輻射固化塑料用涂料，可用于PC塑料表面涂裝。近年來，人們又探索出一種新型涂料，即有機(jī)－無機(jī)復(fù)合涂料，主要是在涂料中加入無機(jī)二氧化硅。張克杰等人采用核殼乳液聚合工藝和功能單體對(duì)乳液進(jìn)行改性，制備了具有核/殼結(jié)構(gòu)的苯丙乳液，再與納米二氧化硅復(fù)合，得到高性能水性納米復(fù)合塑料涂料，其涂膜硬度達(dá)到3H以上，抗劃傷性與耐磨性得到很大的提高。Nakaya，Hidekazu等人采用溶膠-凝膠技術(shù)將硅氧烷低聚物和含苯基的烷氧基硅烷反應(yīng)制得聚硅氧烷基料和均勻分散在該基料中的含苯基有機(jī)聚合物，也開發(fā)出了塑料底材用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合硬涂料，具有很好的抗劃傷性。
3.1.5其它功能性塑料涂料
對(duì)其它特殊功能塑料涂料，如防腐涂料、防結(jié)露涂料等近年來都有研究。如美國(guó)、德國(guó)都有聚苯胺防腐塑料涂料的相關(guān)報(bào)道，其還能適用于多數(shù)的金屬器材上，具有防腐功能并使材料的壽命延長(zhǎng)10倍。Lu，PangChia等人研究了一種防結(jié)露塑料用涂料，涂覆干燥后可在聚合物薄膜上形成不溶性可熱封的防結(jié)露涂層。
3.2水性塑料涂料的發(fā)展
出于對(duì)環(huán)保和資源的要求，在近10年來，人們紛紛要求限制高VOC含量和有毒涂料的使用，歐共體更是制定標(biāo)準(zhǔn)，在2004年全面禁止有機(jī)溶劑的生產(chǎn)、銷售和使用。促進(jìn)了涂料工業(yè)向以水性涂料、高固體分涂料、光固化涂料和粉末涂料等為代表的低毒、環(huán)保涂料方向發(fā)展，其中最重要的是水性涂料。我國(guó)要與世界接軌，也必須在塑料涂料的水性化、無污染化、低成本化上下功夫。早在20世紀(jì)80年代末、90年代初，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就已開展了水性塑料涂料的研究和開發(fā)工作，迄今已擁有大量的專利。我國(guó)水性涂料的研究開發(fā)起步較晚，關(guān)于水性塑料用涂料的相關(guān)研究報(bào)道很少。張景林研制了一種塑料用水性丙烯酸樹脂，并配成相應(yīng)的銀白色、酞菁藍(lán)、鐵紅色涂料，性能達(dá)到各方面標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所高分子化學(xué)研究發(fā)展中心對(duì)水性塑料涂料的關(guān)鍵技術(shù)——高分子微粒子的理論基礎(chǔ)研究和水性塑料的預(yù)研進(jìn)行了大量工作，在國(guó)內(nèi)率先完成了無皂乳液聚合技術(shù)制備聚合物納米水分散體的研制工作，制備出的聚合物納米粒子的粒徑達(dá)到30~80nm，分布均勻。成都科恩精細(xì)化工有限公司采用獨(dú)有的新型高分子納米材料合成技術(shù)制備水性高分子納米分散樹脂，配以相應(yīng)的填料、助劑，開發(fā)的“綠色環(huán)保納米級(jí)水性塑料涂料”項(xiàng)目進(jìn)入中試及產(chǎn)業(yè)化階段。主要性能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品及制備技術(shù)居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，目前已開始與長(zhǎng)虹集團(tuán)電器股份公司合作，研制開發(fā)長(zhǎng)虹電視機(jī)外殼涂料。
4結(jié)語
近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，開發(fā)水性塑料涂料勢(shì)必將會(huì)更符合時(shí)代要求，最終取代溶劑型涂料。然而目前水性塑料涂料對(duì)塑料的附著很差，遠(yuǎn)不及溶劑型涂料，這制約了它的發(fā)展，如何解決這個(gè)問題將是涂料研究者的首要任務(wù)，為了解決這個(gè)問題，許多研究者開始探索新的合成工藝和制備改性復(fù)合水性樹脂來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合成工藝和單個(gè)的樹脂。
好
不好其 他 回 答共2條
1樓
可以試試電鍍
我來回答這個(gè)問題
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