聚氨酯在汽车保险杠涂料的应用进展
汽车保险杠是吸收和减缓外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。在汽车保险杠应用领域,聚烯烃塑料占有非常重要的地位。随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用,聚烯烃塑料成为保险杠的一种重要基材,其不仅具有保护功能,还以塑料本身轻质的特点促进汽车行业的轻量化发展。由于聚烯烃本身具有强度、刚性/韧性的良好平衡,从安全角度上看,汽车发生碰撞事故时能起到非常重要的缓冲作用,保护前后车体,从外观上看,涂装好的聚烯烃塑料可以很自然地与车体结合在一起,具有很好的装饰性,成为装饰汽车外型的重要部件。
众所周知,由于聚烯烃材料本身非极性,而且具有非常低的表面张力,一般的涂料均无法附着于其表面,要达到良好的附着能力,则需要特殊的预处理或者选用特殊的涂料。当涂装聚烯烃基材时,涂料的配制以及施工技术必须与基材相匹配,因此,聚烯烃基材的预处理、涂料配方设计和原料的选用都非常重要。
1 保险杠涂料涂装工艺的现状
塑料表面在制成工艺过程中常被脱模剂、油污或脏物污染,涂装前必须进行清洁处理,例如在强力洗涤装置中采用酸性或碱性介质进行清洗,如图1所示。
图1塑料表面强力洗涤过程示意
聚烯烃材料(如PP基材)的表面预处理/活化可采用火焰、电晕、等离子或者氟化。最为常见的火焰预处理是使火焰短暂地扫过部件表面,通过氧化使PP表面生成极性基团,以使后续涂装的涂料容易附着。以上的表面活化方法都需要特定的设备来完成。除此之外,还可以采用基于氯化聚烯烃的底漆或附着力促进剂,这些经改性过的物质可以确保涂料在非极性的聚丙烯基材上获得良好的附着力。然而有机含卤素化合物的应用已成为人们争议的话题。在德国,大部分的涂装工艺是采用双组分聚氨酯底漆结合活化预处理的方式来提高PP保险杠的涂装总体的可靠性。同时,德国保险杠用的涂装工艺紧随汽车OEM涂装的进展,在底漆和色漆层已大部分采用水性涂料涂装。其工艺流程如图2所示。
图2德国保险杠涂装工艺示意图
在日本,保险杠采用的涂装工艺,底漆大部分采用氯化聚烯烃(简称CPO)或无氯聚烯烃(PO)来提高附着力。其工艺流程如图3所示。
图3日本保险杠涂装工艺示意图
随着CPO和PO技术的发展,逐渐出现水性CPO和水性PO的底漆,可降低VOC的排放,其工艺流程如图4所示。
图4日本保险杠水性CPO涂装工艺示意图
在中国,目前大部分的保险杠涂装工艺还是以传统的溶剂型涂料为主。其工艺流程如图5所示。
图5中国保险杠涂装工艺示意图
近年来,随着国内环保法规的日益严格,以及民众环保意识普遍提高,传统的溶剂型正快速向环保涂料体系转变,尤其转向水性涂料的方向。此外,汽车OEM主机厂也逐渐提出塑料部件水性化的要求,使得汽车塑料用的底漆和色漆向水性化的转变越来越迫切。
2 保险杠用低VOC涂料涂装体系示例
2.1保险杠用底漆
底漆通常有浅灰色和深灰色,也有采用与色漆颜色类似或相同的颜色。底漆的主要功能在于有效覆盖塑料底材缺陷,并能提高基材附着力。对于....
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