摘要：介紹了塑料制品涂料應具備的性能和推廣應用前景。

　　關鍵詞：塑料；配件；涂料；涂層；涂層保護；應用

　　文章編號：1673-9647（2010）12-0037-05中圖分類號：TQ63文獻標識碼：A

　　隨著塑料制品行業(yè)的快速發(fā)展，塑料涂料的發(fā)展勢頭迅猛，尤其在汽車工業(yè)、家用電器等領域增長明顯。2007年，我國的塑料制品需求量達3500萬t，所用的塑料涂料消費量超過12萬t，年均增長速度為10%~15%。目前，我國塑料涂料的用量在涂料工業(yè)中位居前列，其消費量僅排在建筑涂料、汽車涂料和木器涂料之后，市場前景看好。

　　1·塑料制品涂料應具備的性質

　　塑料制品環(huán)保型涂料必須符合以下要求：原料和生產工藝應對操作人員的身體健康、對環(huán)境沒有影響；涂裝施工時對操作人員的身體健康和環(huán)境沒有影響；涂層的物理、化學性能和安全性符合有關國家和國際法規(guī)。

　　目前，塑料制品的應用日趨廣泛，由于塑料制品的耐熱變形溫度低，對溶劑敏感等一些特點，用于塑料制品的涂料應具備以下性質：涂料對塑料底材必須有良好的結合力，且不能過分溶蝕塑料表面；涂料應具一定的硬度和韌性，以克服制品的日常磨損；施工方便，常溫自干，干燥速率要適宜，且可掩蓋塑料制品成型過程中所產生的小缺陷，在其表面形成性能各異、色彩鮮艷、豐滿光亮、耐候性強的涂膜。直接影響塑料制品涂料環(huán)保指標的要素有：重金屬含量、鄰苯二甲酸酯類增塑劑、禁用溶劑、主要成膜材料中殘留單體、助劑中有害物和生產環(huán)境的交叉污染。間接影響塑料制品涂料環(huán)保指標的要素有：塑料中重金屬含量超標、塑料中鄰苯二甲酸酯類增塑劑超標、塑料中殘留單體超標、塑料中有禁用的含溴阻燃劑、塑料不正確的表面處理方法和涂裝環(huán)境的交叉污染。應對重金屬含量超標，要求塑料制品拒絕使用含有以下有害物的塑料：硬酯酸鉛、鎘熱穩(wěn)定劑、三氧化銻、砷、鋇、鉻、汞、硒超標的助劑，嚴格控制顏料的質量。涂層中重金屬含量超標的主要來源是無機顏料，選用合適的顏料、用有機顏料替代某些重金屬含量高的無機顏料是非常必要的?；谝陨弦?，塑料制品涂料一般選用熱塑性丙烯酸樹脂作為基料。熱塑性丙烯酸樹脂具有色澤淺，透明度好，耐光、耐候性好，保光、保色性好，耐腐蝕性好，耐熱性能好等優(yōu)點。選擇合適比例的丙烯酸單體合成熱塑性丙烯酸樹脂，以制備滿足要求且耐醇性優(yōu)良的丙烯酸涂料用于ABS塑料的涂裝。

　　2·車用塑料涂料需求擴大

　　目前，發(fā)達國家汽車塑料的用量占塑料總消費量的8%~10%，汽車平均用塑料量（100~130）kg／輛，占整車整備質量的10%左右。據統計，1994—2004年間，我國汽車塑料需求增幅高達27.8%，2009年車塑料用量達到50萬t，平均每年增速為18%。由于國內產量難以滿足需求，今后我國還將進口汽車塑料。2004年我國汽車塑料進口量為48萬t，2009年已達到95萬t。

　　從單一品種的市場來看，今后，汽車配件應用領域是塑料涂料最大的市場，約占全部塑料涂料市場的42%。

　　汽車塑料涂料與其他金屬部件用涂料相似，也分為底漆、底色漆、清漆或面漆（面漆用來代替底色漆／清漆體系）。底漆可直接涂在經表面處理過的塑料底材表面上，一般要求膜厚30μm左右，以完全覆蓋部件表面的流痕和缺陷。環(huán)氧-聚酰胺雙組分塑料底漆主要用于汽車前后保險杠上，因保險杠一般是聚丙烯的，該底漆中還加入了少量氯化聚丙烯作為基料以提高底漆的附著力。另外，還有溶劑型單／雙組分聚氨酯底漆用于汽車保險杠和其他塑料部件上。底色漆一般多采用與金屬部件用底色漆組分相同的體系，膜厚一般為（10～15）μm。清漆主要是溶劑型雙組分聚氨酯體系，即將聚丙烯酸酯及聚酯類與多異氰酸酯結合，其漆膜能達到所需的柔韌度，還具有高耐化學品性和良好的機械性能。清漆膜度一般要求約35μm，以提供色飽和度，并能達到與車身一致的光澤。塑料單色面漆也是采用雙組分聚氨酯體系來達到與車身一致的外觀和性能要求。各種汽車塑料涂料的烘烤溫度均在80℃左右。

　　3·塑料構件涂裝涂料的品種、結構不斷增多

　　近年來，我國的塑料涂料從一般裝飾性到特殊功能性，從溶劑型到水劑型都發(fā)展較快。目前已研發(fā)并生產了可用于涂裝ABS、HIPS、PS和PP等底材的塑料涂料，主要品種有：熱塑性丙烯酸酯樹脂涂料、熱固性丙烯酸酯-聚氨酯樹脂改性涂料、氯化聚烯烴改性涂料，改性聚氨酯涂料等品種，其中丙烯酸類涂料應用最為廣泛。塑料涂料所應用的領域多為高科技、高附加值的產品，涂料行業(yè)的許多高科技涂料產品也不斷應用在塑料涂料中，如隨角異色涂料、珠光涂料、陶瓷涂料、智能涂料、特殊功能涂料等。

　　常用塑料用涂料組成中包含成膜物質、顏料、溶劑、助劑等4個組分。非轉化型成膜物質有天然樹脂（如松香蟲膠）和合成的熱塑性樹脂（如過氯乙烯樹脂熱塑性丙烯酸樹脂）。轉化型成膜物質的品種有干性油、半性油等具有一定數量官能團的低分子化合物。顏料使涂膜呈現色彩，并使涂膜有一定的遮蓋力，發(fā)揮其裝飾和保護作用，還能增強涂膜的機械性能和耐久性能，以及提供某引起特殊功能。填料又稱為體質顏料，主要作用是用來增加涂料的不揮發(fā)份，還可改善涂料的施工性，提高顏料的懸浮性，防流掛的性能及提高漆膜的耐水性、耐磨性、耐濕性，并能降低涂料的成本，有利于提高涂膜對塑料的附著力（常用填料有輕質碳酸鈣滑石粉、硫酸鋇碳酸鎂）。溶劑是用來溶解和分散成膜物質，形成便于施工的液體并在涂膜形成過程中揮發(fā)掉的液體。還有一種既能溶解或分散成膜物質，又能在涂料成膜過程中，和成膜物質發(fā)生化學反應形成不揮發(fā)組分而留在涂膜中的化合物，稱為反應性溶劑或活性稀釋劑（如苯乙烯或丙烯酸酯單體）。塑料用涂料與金屬及木材用涂料的主要區(qū)別在于：塑料用涂料的被涂基材為高分子材料及塑料；塑料的一些性質如熱變形溫度表面能耐溶劑等性能，直接影響著塑料用涂料的選擇配方設計、施工方法等。

　　4·塑料構件的涂裝涂料用途更加廣泛

　　塑料涂飾的目的為：掩蓋其加工成型中的缺陷及劃傷；改善外觀裝飾性（如光澤、耐劃傷、印刷文字或圖案）；賦予優(yōu)良質感（如金屬或木質感）及特殊性能（如耐候性、耐光性、阻燃性、耐溶劑性、耐藥品性、防靜電、導電等）；降低成本（如色母粒著色加工成本太高、同一部件要求不同顏色等）等。

　　同時對塑料制品進行表面涂飾，提高了其附加值。被許多行業(yè)稱為“塑料二次加工”的塑料表面涂裝，是塑料二次加工中應用最為普遍，用量最大的一種加工方式。

　　塑料的用途正在不斷發(fā)展，隨著電子電器、摩托、汽車、飛機、鐵道車輛、建筑、包裝器具、辦公用品等的現代化，以及人們對這些行業(yè)的塑料部件表面裝飾與保護功能的新的要求，加上塑料工業(yè)和涂料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料用涂料朝著高功能化、新感覺化、低成本化三方面發(fā)展。高功能化要求塑料用涂料提高涂料表面的抗劃傷性和硬度，使其具有電氣特性功能，如防靜電和屏蔽電磁波，及其他特殊功能。

　　抗劃傷性塑料涂料用在家電行業(yè)上，通過使用涂料一方面可遮掩塑料注塑成型過程中出現的弊病及滿足裝飾要求，另一方面可保護塑料。例如，電視機塑料外殼表面，為使看電視時不受涂料反光刺激眼睛，而使用亞光涂料，但亞光涂料一般都是加入消光粉或填料消光，使得涂料抗劃傷性降低，為克服這個缺點：一是采用懸浮法制丙烯酸樹脂，并加入抗劃傷蠟粉制成涂料，二是制造彈性樹脂增加涂料的韌性，使劃傷很快恢復。

　　應用市場對塑料涂料的要求以及所用塑料的品質決定了塑料涂料的發(fā)展方向。例如，手機用塑料涂料要求有金屬色、高硬度以及防電磁波輻射；汽車內用塑料部件對其涂料的要求是高觸感性等；玩具用塑料涂料應無毒、外觀新穎、富于時代氣息等。

　　一種UV固化的塑料用涂料的質量組成為：六官能聚氨酯丙烯酸樹脂25%~50%，三官能聚氨酯丙烯酸樹脂10%~20%，丙烯酸樹脂10%~20%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯10%~20%，N-甲基二乙醇胺2%~5%，紫外線吸收劑2%~5%，助劑0.4%~13%，混合溶劑10%~30%。該涂料在使用時，將所述組分按所述比例混合均勻后，噴涂于塑料工件上，然后用UV光固化機固化。該涂料可用于ABS、PC塑料的涂飾，具有硬度高、耐磨性好、耐硬物劃傷，光澤度高，不污染環(huán)境等特點。

　　5·塑料涂裝特殊功能涂料

　　5.1高硬度涂料

　　塑料用高硬度涂料有有機硅樹脂涂料、輻射固化涂料、有機-無機復合反應涂料。

　　5.1.1有機硅樹脂涂料

　　有機硅樹脂涂料需在80~130℃下加熱固化（1~5）h，生產效率低。

　　5.1.2輻射固化涂料

　　主要包括紫外光固化（即UV固化）、電子束固化和可見光固化三類涂料。其中，UV固化涂料已在國內推廣應用，電子束和可見光固化涂料是更為新型的品種。

　?。?）紫外光固化涂料。其優(yōu)點是節(jié)約能源和溶劑，不污染環(huán)境，可用各種方法進行施工，在進行30~60s預干后，用紫外線照射固化，生產效率很高，尤其在塑料的真空鍍膜上風行一時。

　?。?）電子束固化涂料。比UV固化涂料更為節(jié)能，固化速度也更快，尤其便于實施自動化操作。如福特汽車、鈴木汽車工業(yè)公司、Volkswagen公司都報道使用過該項技術。

　?。?）有機-無機復合反應涂料。

　　主要由丙烯酸樹脂為基體、以烷基化硅烷醇為固化劑雙組分涂料，對各種塑料和金屬有優(yōu)良附著力，適合于塑料和金屬共同涂裝，且有優(yōu)良的耐候性、耐老化性以及適合各種涂裝方法，是很有前途的涂料品種。

　　（1）塑料中摻入具有導電性的填料，如導電性的炭黑。此法對塑料的物理性能和加工性均有不利之處，且成本高，通常不用。

　?。?）涂靜電防止劑的水溶液，其應用面有所限制。

　?。?）涂一層防靜電涂料，上面再涂面漆。這對于原用涂料無甚影響，而對于象PP、PU-RIM、PET等塑料底材可解決附著力和防靜電兩個問題。效果明顯。

　　5.3除臭涂料

　　由丙烯酸樹脂里加入一種吸附力極強、開發(fā)陶瓷用的礦物海滄石和活性炭微粒的除臭劑制成，能消除塑料本身添加劑里揮發(fā)性物質及周圍的怪味，制造一個良好的環(huán)境。

　　5.4其他特殊功能涂料

　　如無電解電鍍涂料、激光加工用涂料、真空鍍金屬用涂料、模內粉末涂料等；新感覺化涂料是指與傳統形式的涂料不一樣，給人在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感覺方面新的追求，提高舒適性。

　?。?）聽覺美涂料：隨著防震、隔音要求嚴格，一些減震和減小噪音的先進技術正被應用，如汽車擋泥板、儀表盤的防震層，采用了鋼板和樹脂“夾心式”的多層復合技術。

　　（2）絨面涂料：是由彈性的雙組分聚氨酯樹脂為基料，加上絨毛粉，及其他填料、助劑、溶劑組成。涂面具有絨面感外，還具有耐劃傷、高強度、防眩目、防音和紅外吸收等性能，以應用在汽車的儀表操作板、防震器裝飾面、車頂天窗、座椅靠背、駕駛盤等內部裝飾上，以及電視機外殼、音響、筆桿上等。

　　（3）砂面涂料：有粒面涂料、沙粒涂料、珠面涂料等，都是由熱塑性丙烯酸襯脂或雙組分聚氨酯為基料，加上具有圓珠狀的砂粒狀的有微細的凹凸模樣的高分子微粒，以及其他顏色填料、助劑、溶劑等組成。目前主要應用在汽車保險杠及后視鏡殼上。

　　（4）皮面涂料：具有真皮狀，富有彈性，是由雙組分柔軟的聚氨酯樹脂和專用的消光劑作填料組成，已在家電、建材、辦公用品上有應用。

　　6·塑料涂裝涂料業(yè)的發(fā)展趨勢

　　我國塑膠涂料的年消費量在10萬t以上，并且今后將以年均10%~15%速度遞增。隨著我國塑料和橡膠工業(yè)的飛速發(fā)展，家電行業(yè)、汽車行業(yè)、玩具行業(yè)紛紛從國外引進生產線，與其配套的塑料零部件所用的涂料及涂裝線已逐步在我國推廣和使用?？傮w看來，國內現有塑膠涂料的品種、質量與先進國家的差距較大；技術性能和外觀要求極高的高裝飾性塑膠涂料還有待于進一步開發(fā)。

　　國內塑膠涂料的高檔品種主要集中在外資企業(yè)，國內企業(yè)大多以生產中低檔產品為主，塑料玩具涂料的生產企業(yè)主要集中在浙江地區(qū)。今后涂料發(fā)展的總體趨勢是專用漆的比重進一步增加，產品向環(huán)保、低毒型方向發(fā)展，塑膠涂料也不例外。

　　以水為稀釋劑的塑膠涂料，對ABS、HTPS、PS塑料有良好的附著力，各項性能優(yōu)異，抗菌效果達90%以上，可涂裝于家電產品、手機、電腦、汽車內飾塑膠機殼配件，以達到外型美觀及保護功能效果。

　　在高性能與環(huán)境友好兩者的相結合的競爭中，聚氨酯涂料成為涂料工業(yè)的原材料供應商首選產品之一。如今世界上的所有頂級涂料公司都在一定程度上使用基于聚氨酯的產品來服務他們多樣化的市場和客戶。聚氨酯在耐腐蝕性、耐候性、耐刮擦性等方面性能優(yōu)異，同時具有環(huán)境友好這一特性。盡管聚氨酯涂料在我國只占整個涂料領域的4%，然而水性涂料正以大于8%的平均增長速率增長。水性聚氨酯涂料是傳統涂料材料的有效替換品，因為水性聚氨酯涂料具有無毒、不燃、無環(huán)境污染、無VOC，并且節(jié)約能源。水性聚氨酯作為一種合成高分子材料，綜合性能優(yōu)異，符合當前涂料的發(fā)展方向。水性聚氨酯涂料的柔韌性、機械強度、耐磨性、耐化學藥品、不可燃性及耐久性等性能使得在歐洲、美國和日本市場這些國家和地區(qū)將其視為高性能的現代涂料品種大力研究開發(fā)。我國政府對環(huán)保型和低VOC釋放量的產品出臺了嚴格的法律法規(guī)，因此水性或高固含的聚氨酯涂料產品尤其令我國涂料行業(yè)關注。目前，我國用于涂料工業(yè)的聚氨酯技術（不包括建筑涂料）所占的比例超過25%。聚氨酯技術在防腐涂料、塑料涂料和汽車原廠漆方面的應用也越來越大，占10%的市場份額。水性聚氨酯涂料受重視的程度在提高，水性聚氨酯涂料將成為未來涂料產業(yè)的發(fā)展趨勢，也將為聚醚的應用帶來新的需求。

　　目前，我國塑料涂料高端市場被國外大公司控制，主要有荷蘭阿克蘇諾貝爾公司，美國杜邦公司和PPG公司，日本的武藏涂料公司等。阿克蘇諾貝爾在天津開發(fā)區(qū)的新工廠以及在廣東東莞，浙江嘉善的工廠主要生產用于木器、卷材及特種塑料產品的涂料，其在蘇州的工廠生產汽車塑料件用涂料；2007年9月，美國PPG工業(yè)集團投資1000萬美元在天津建立新工廠，用于消費類電子產品涂料及工業(yè)涂料的生產，產能達到7萬t／a；日本武藏涂料公司在天津廠區(qū)投入塑料涂料的商業(yè)生產，其產品主要包括用于手機表面用涂料，電子儀器和家電用涂料等。國內企業(yè)大多以生產中低檔的塑料涂料產品為主，工廠主要集中在廣東，浙江及江蘇一帶。

　　在全球范圍內，塑料涂料的應用領域不盡相同；在歐洲，汽車零部件（包括改性PP、RMP）用塑料涂料的市場份額約占50%，而我國的塑料涂料市場份額的比例大約為：汽車20.2%，手機29%，計算機及相關產品18.6%，玩具10.9%，家用電器9.2%，其它（包括鞋類）12.1%。在我國，塑料涂料的市場價格是有差別的。應用領域不同，塑料涂料的產品價格也有明顯差別，進口品牌與國內品牌的價格相差也比較大。

　　汽車“輕量化”、以塑代鋼已成為今后的發(fā)展趨勢；PVC保護涂料將是一個發(fā)展方向，塑料制品用防火涂料的需求也將繼續(xù)增長；家庭中大量對個性化和裝飾性產品需求的增長也進一步拓展了塑料涂料的需求領域。UV塑料涂料主要用于手機、電腦、照相機、家用電器以及化妝品包裝等領域。在亞洲地區(qū)，這些應用領域對塑料涂料的需求已達每年18000t，并以每年15%~20%的增長率遞增。目前國內的塑料涂料以溶劑型涂料為主，污染重，能耗大，今后也將和其它涂料一樣，朝著水性化，輻射固化和無溶劑化方向發(fā)展。