汽车用塑料涂料的研究

汽车用塑料涂料的研究随着汽车工业的发展，汽车轻量化趋势使得汽车对塑料零部件的需求越来越大，但单纯的塑料件还不能达到汽车对耐候性，装饰性等的严格要求。因此塑料涂装也就自然的成为塑料件应用过程中的重要一环。塑料漆不仅改善了塑料件自身的缺陷，增长了使用寿命，而且赋予它丰富的色彩和亮丽的外观。汽车用塑料1.1汽车用塑料的品种汽车用塑料的品种较多:（1）根据成分来分：简单热塑型塑料、混合热塑型塑料、交联系统(刚质体)(duromer)、与填充料混合的塑料(玻璃纤维、滑石、木材)；（2）根据热稳定性和耐物理性来分：低热稳定性塑料、高热稳定性塑料、强化型、非强化型、复合原料型/高性能复合原料型；（3）根据制作工艺来分：注模法、反应成模、泡沫成模、吹模法等等；（4）根据其他的性质来分：可循环的/不可循环的、可涂装的/不可涂装的、可溶的/不可溶的、易燃的/不易燃的；（5）按成分分类：PVC、PP、PU、ABS、PP/EPDM、PC、PA、PF、UP、PPO、PBT等。因为塑料其本身的的重要性质，如工业材料、相对密度低、能塑造成各种形状、在各种环境下均非常稳定、能塑造成任意强度和弹性的物体，所以这些工程塑料可加工成各种汽车零部件，大到汽车仪表板、小到一个螺丝。目前，在汽车结构中广泛采用的塑料有聚氨基甲酸酯、多聚乙烯氯化物、聚丙烯、ABC共聚物、聚乙烯等10余种。聚氨基甲酸酯一般被用来制造座椅头、扶手、转向盘等，它不仅可以减轻汽车质量并提高舒适性，而且在碰撞的情况下可以减少人身伤亡事故；而这种塑料还被用来制造车门、发动机罩、行李箱盖、散热器挡隔板等；今后还将使用它来制造车轮罩、阻流板、车身壁板、内饰件、绝热件、空心零件和防腐零件等。多聚乙烯氯化物主要被用来制造驾驶室中的内饰件，如侧板、顶篷和座椅的蒙皮、地毯、挡风玻璃密封条和窗框等。聚丙烯主要被用来制造大型的汽车零件，如保险杠、金属保险杠的盖板、车门袋、车轮罩、通风系统管道、整流罩转向柱饰面、驾驶室侧柱等；除此之外，聚丙烯还被大量用来制造壳体零件，如风扇、齿轮传动和带轮传动装置的外罩、蓄电池底板等。塑料玻璃(聚酪胶片)主要被用来制造车身板和散热器带窗孔的前板，今后在承重零件的生产中(载重车的悬挂、底盘、车架、钢板弹簧)也将会大量采用塑料玻璃。ABC共聚物是汽车工业中应用最广泛的塑料之一，其优点是外观好、力学性能好，但价格较贵；这种材料被广泛用来制造仪表板及其元件、转向柱外套、扶手、照明设备、测量仪外罩、抗冲击板、车门等。汽车用塑料1.2现代轿车内装塑料制品目前，汽车制造商在汽车内饰方面追求的是进一步提高车内部空间的舒适性、安全性和装饰性，并向高级化方向发展。这种高级化体现在采用多种性能各异的材料，使车内所有表面软饰化（纤维织物、真皮革、植毛）并力求美化（花纹深粗、木纹、颜色匹配）。聚丙烯由于价格低而迅速在美国汽车上得到广泛应用。当然，由于ABS强度高、刚性好、耐高温、易于将装饰材料和软质表面粘结在一起，因而仍是主要的内饰材料之一。（1）塑料仪表板：PPO制造的仪表面板具有低成本、较好的振动阻尼和易于再生利用的优点，使PPO成为未来汽车仪表面板的首选材料。（2）车内顶棚：目前轿车顶棚一般为玻璃纤维+发泡聚氨酯+表面装饰织物等多种材料复合加工而成，货车一般采用表面附有人造革或纤维织物的泡沫片材粘贴型顶棚。（3）门立柱装饰板：常用材料PP和PPO。（4）其他汽车用塑料内外装件1.3现代轿车外装塑料制品对于汽车外装件，常见的塑料制品从材料角度来看大致分为三大类，即热塑性塑料注射成形制品、复合塑料模压制品、聚氨酯反应注射模(RIM)成形制品。（1）保险杠：保险杠材料多采用耐冲击性、耐候性、涂装性好并可注射成形的三元乙丙橡胶(EPDM)改性PP。当前国内外的轿车保险杠多采用热塑性工程塑料如聚氨酯弹性体材料。（2）散热器格栅：散热器格栅是表现整车性格的重要装饰件，因此选材时要着重考虑它的成形性和装饰性。一般，前脸、前挡泥板、车门、下翼子板、侧门框装饰等是使用被称作“HPA”，即ABS树脂/聚碳酸酯的共混物，外加少量的第三种组分。（3）风挡玻璃：目前，中间夹塑料膜的复合玻璃普遍被用于高级车上。在美国，在风档玻璃的三层安全玻璃的里面又进一步贴附了20mm厚的聚氨酯膜，这是为了保护乘员在车受到冲撞时不至于被玻璃碎片毁面而设计的。此外，美国绝大部分客车均采用了丙烯酸树脂板。（4）车身：车身塑化的进展还得益于塑料成形加工技术的不断进步。1.4塑料在功能零部件上的应用高分子材料的未来除了高性能化外，高功能化也是一个重要的发展方向，今后这方面的开发利用将会十分活跃。（1）塑料电池：在聚乙炔等导电性聚合物上包覆金属箔层，浸入电解液，引出导线，即可制得二次电池。（2）光导纤维：光电元件的开发领域很广阔，但在汽车上使用时输送距离不成问题，信息量也不多，因此，对输送损失和输送速度方面的要求并不严格，完全可以选用便宜的塑料光导纤维。在汽车上采用塑料光导纤维能够带来明显的轻量化和成本下降的效果。塑料磁铁：在汽车上，它主要被用于刮水器电机的磁场带、蓄电池液面传感器上。汽车塑料件涂料2.1汽车塑料用涂料的选择塑料用涂料的选择应遵循以下 基本原则 信息分类和编码的基本原则与方法民事诉讼法的基本原则无菌技术的基本原则建筑设计的基本原则临床抗菌药物合理应用的基本原则 如下：根据被涂塑料的性质来选择涂料：良好的附着力、涂料的溶蚀性；根据塑料制品对涂膜性能要求来选择涂料：内用、外用；参考施工工艺要求选择涂料上面表1列出了常见塑料件涂装用涂料，PP与PE塑料件在涂装时，要经过前处理或预涂特定的底漆，再配套其他涂料。有的尼龙在涂装前也要进行磷化处理，然后再进行涂装。2.2汽车塑料用涂料的目的（1）提高塑料件的装饰性，降低制品的制作成本―－塑料制品的着色过去传统的做法是借助色母粒，色母粒的成本因颜料成本高而普遍较高。在市场竞争如此激烈的今天，毫无疑问，涂料着色从成本上具有优势，而赋予涂层功能化所需的成本亦低于成型加工过程中添加功能性材料所需的成本；与此同时，涂料着色可以掩盖制品在成型加工过程中产生的表面缺陷，从而制品的外装饰性得以提高。（2）提高塑料件的使用寿命――塑料制品一般对光及水等较敏感，而通过选择高耐候的涂层可以显著提高塑料制品的使用寿命。2.3塑料表面粘附理论塑料表面自由能低、极性小。其表面自由能低于10-5J/cm2，所以表面难以附着。就涂料在塑料底材上的附着曾提出多种理论：扩散理论、溶解度参数理论、静电理论、化学键合理论、吸附和机械咬合理论等。其中扩散理论已经得到广泛的认可，该理论认为涂层附着力的大小与涂料扩散到塑料底材内部能力的大小密切相关。其实各种理论并不矛盾，涂料一旦渗透到塑料底材中，渗透物与塑料底材间存在的静电和机械咬合现象会明显增强二者之间的附着力。要想涂料渗透到塑料底材当中，首先要使它能很好地润湿底材，可以通过调配涂料中各组分的比例，使之在底材上铺展开来。此时涂层和塑料底材之间通过化学作用力而结合到一起。如果成膜树脂与塑料基材的溶解度参数选择适当，就能使漆膜与塑料表面形成一个互混层，这时涂料与塑料之间的静电和机械咬合力就会起作用。互混层虽有助于附着，但是要靠涂料中的溶剂对塑料的轻微溶解来实现，如果把握不当使涂料过分溶蚀塑料底材表面，将会使塑料底材表面凹凸不平，漆膜起皱，流平性不好，影响外观。因此所用溶剂的溶解度参数要尽量与塑料的溶解度相差远一些。由于塑料和涂料均是较为复杂的体系，存在着物理、化学等方面的不均一性，因此存在着内应力，如收缩应力、热应力和变形应力等，这些应力均会对涂料的附着力造成不利影响，因而需要添加合适的助剂及选择适当的涂料体系来加以消除。不同的塑料底材也要根据结构相似、极性相近原理选择合适的涂料体系。2.4塑料底材用涂料的研究进展目前塑料的种类主要有聚烯烃、PS、ABS、PC、PMMA、聚酰胺和聚醚塑料等。其中，聚烯烃、ABS和PS塑料的应用最为广泛。由于不同塑料底材的结构、极性有很大差别，因此不同的塑料底材要选用不同的涂料体系。2.4.1聚烯烃塑料涂料聚烯烃类塑料主要有聚丙烯塑料（PP）、聚乙烯塑料（PE）。聚烯烃类塑料基材的结晶度高，耐溶剂性强，表面极性和表面能低，除应选择适当的涂料体系外，还需进行适当的表面处理。与该塑料基材有相似的分子结构和溶解度参数的氯化聚烯烃类涂料、氟碳树脂涂料等可提供良好的附着力，是该类塑料用涂料的首选，也可使用环氧、聚氨酯、双组分丙烯酸类涂料。聚烯烃类塑料用涂料包括两类：一类是含氯化聚烯烃类（CPO）的涂料，CPO在聚烯烃中引入了极性基团“氯”，能够与一些涂料用树脂互混，能够润湿塑料表面，提高附着力。以PP塑料表面用涂料为例，周海清等人利用接枝共聚反应合成了在聚丙烯塑料表面具有优异附着力的氯化聚丙烯改性树脂。另一类是不含CPO的涂料，要想提高涂层与底材之间的附着力，需引入一些特殊的官能团结构。HorstH.B，HaraldB则通过加入一种两亲单体，制备出有一定附着力的水性涂料。另外，日本Origin电气公司最近也成功开发出了用于PP塑料基材的新一代聚烯烃系单液型专用涂料，具有良好附着力和耐药品性、耐候性。2.4.2ABS塑料涂料ABS是由丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styvene）3种单体共聚而成的聚合物。改变3种组分的比例和采用不同的组合方式，以及聚合物相对分子质量不同，可以制造出性能范围广泛的不同规格、型号的ABS树脂，目前单体含量的范围为：A占20%~30%；B占6%~30%；S占45%~70%。可以看出：ABS与PS具有同宗性。但由于它刚性强、硬度大、韧性好、表面性好、成型性好等优点，其应用范围远远超过PS。但相对来讲它的成本要比PS高，这制约了它的发展。由于ABS含苯乙烯单体，适合PS类塑料涂装的涂料也适合ABS的涂装。又由于ABS含有极性单体丙烯腈，具有较高的表面张力，较其它的塑料制品更容易涂装。其可选择的涂料范围比较宽，可选择挥发性涂料，如丙烯酸酯涂料、环氧醇酸硝基涂料、氨酯油涂料，也可选双组分转化型涂料，如丙烯酸聚氨酯涂料。根据需要可以把这些涂料制成有光、半光、各色金属质感以及橡胶软质感的涂料。陈艳丽等人研制出热塑性丙烯酸酯树脂用做ABS塑料用涂料的基料，配成相应的清漆与白漆，各项物理性能良好。日本最近也研制出一种塑料涂装用仿金属水性涂料，该涂料由聚合物水分散体树脂、金属颜料、着色颜料、成膜助剂、水性涂料用助剂和水组成。可用于各种塑料表面的涂装，特别适用于ABS、PS。2.4.3PS塑料涂料由于成型性能好、外观漂亮、综合力学性能优良等特点，PS与由它改性而来的ABS二者主宰了电器塑料外壳市场。出于成本考虑，PS比ABS更容易被厂家接受。但单纯的PS因其脆性大、易碎裂、耐热性差等缺点，应用受到了限制。用橡胶类聚合物改性聚苯乙烯得到HIPS，即高抗冲击聚苯乙烯，由于解决了上述缺点而在家电外壳得以广泛应用，并越来越多地代替了ABS。HIPS为非结晶、无色透明的塑料，该类塑料分子具有极性，与涂层附着力较好。适宜的体系有环氧涂料、热塑性丙烯酸酯树脂涂料、热固性丙烯酸酯－聚氨酯树脂涂料、丙烯酸改性醇酸树脂涂料、醇酸树脂改性聚苯乙烯涂料、改性纤维素类涂料等。由于国内彩电业由低端彩电发展为高端彩电，其涂料也从单层热塑性涂料发展成高光涂料。杨国君等人则在这种情形下研制出一种电视机壳HIPS塑料用高光涂料。该涂料由热塑性丙烯酸底漆和聚氨酯罩光清面漆组成，采取2C2B工艺制备而成。出于环保的要求，水性涂料、UV辐射固化涂料得以进一步开发应用。表1塑料涂料分类2.5汽车塑料用涂料的实际应用塑料涂料的应用具有广泛的优越性，赋予塑料许多特殊的功能，如光学性能。电磁学性能、机械性能、尺寸稳定性能，这些性能大部分借助于颜填料、助剂来完成。2.5.1耐摩擦性能为了提高涂层的韧性，选择基料时应考虑到成膜树脂的相对分子质量与交联度。交联度越大，韧性越差，线性聚合物可以提供涂膜极好的弹性；相对分子质量越小，韧性越好。但交联度与相对分子质量的控制应适度，否则干性及其他性能如耐化学品性、耐光性、硬度、涂膜的强度等综合性能会失衡。利用含F、Si等元素的助剂或蜡可以调节涂层的表面张力，降低摩擦系数；硬质颜填料（石英粉、硅微石、重晶石）可以增加涂膜的强度，这些因素都可以改变涂层的力学性能。纳米材料可以提高涂层的致密性，也可提高涂层的韧性与耐磨性。2.5.2塑料的尺寸稳定性塑料成型加工过程中有许多助剂会随着时间的推移而逐步渗出，塑料的尺寸稳定性受到影响。为了控制塑料的形变，要考虑以下两方面的因素：一是涂料中溶剂对塑料表面的破坏有时较严重，必须十分注意溶剂对塑料的侵蚀程度。二是涂层自身的硬度与涂层对塑料的附着强度随时间的延续变化较小，配方中应适当添加高硬度颜填料和纳米材料，以增加涂层的刚性。2.5.3隔音隔热涂层由于塑料本身的耐热性受到限制，一般涂料的成膜基料都能承受。而填充料的选择多为中空的球状物，常规的多为中空的玻璃微珠、蛭石等。白色漆的隔热效果比深色漆要好很多。2.5.3光学特性光学特征可以是耐光性、光致变色性等视觉特征，以及红外伪装、可见光防伪、视觉新感觉。丰满度等等对视觉、仪器以及材料光学敏感性的种种方面。这些特征在考虑树脂的同时（如耐光性、丰满度、红外防伪－树脂的比辐射），主要取决于眼跳了得选取，对于视觉新感觉涂料的颜填料可以石聚合物微球或短纤维。2.6塑料用涂料的发展趋势随着家用电器、手机和汽车等行业的飞速发展，加之人们对外观表面装饰与保护功能的新的要求，塑料用涂料正朝着多功能化、环保化方向发展。2.6.1功能性塑料涂料（1）防火塑料涂料：防火涂料又称阻燃涂料，塑料本身为高分子材料，属易燃物质，通过在塑料和涂料中添加有效的阻燃剂就可以达到防火的目的。AlbertoFina等人在PP里添加一些含铝的异丁基倍半硅氧烷（Al-POSS）作为阻燃剂，与没加Al-POSS的PP燃烧后比较，具有明显的阻燃效果。（2）导电塑料涂料：导电涂料是在20世纪50年代末产生的一种新型涂料，与其它涂料的区别主要是加入了导电填料。随着家用电器、手机等的广泛使用，其外壳上涂覆导电涂料可以防止电磁干扰、射频干扰，无线电噪声干扰和电晕干扰等。一部分导电涂料还可以起防静电作用，因此导电涂料日益受到人们的重视。（3）防静电塑料涂料：塑料等非金属制件表面受气流及液体的摩擦或撞击时很容易产生和积累静电。静电积累达到一定程度，就会放电，致使各种精密仪器、精密电子元器件击穿而报废，甚至引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的生命和财产损失。另外，积累在塑料制品表面的静电，由于吸尘严重而难于净化，从而影响制品的外观和在超净环境（如手术室、计算机室、精密仪器等）中的应用。为了避免塑料表面产生和积累静电，目前外部处理的方法就是在塑料表面涂装防静电涂料。（4）耐磨耗和耐划伤塑料涂料：塑料制品，如手机、收录机、电视机等壳体由于经常跟人手接触，其涂膜容易磨损，这就要求提高涂料的耐磨损和耐划伤性能。早在1940年，杜邦公司就进行过相关研究。最初，是改良现有的涂料品种，但效果不显著，后来利用“聚碳酸酯MR-5000”、“TuffakCM-2”等有机聚硅氧烷系达到了提高涂膜耐磨性的效果，后人在此基础上进行了大量工作，使有机硅涂料成为耐磨耗和耐划伤涂料的主流。随后对氟碳树脂也有所研究，其硬涂层具有优异的耐划伤性、耐磨性等性能，近年来，其与有机硅树脂一起在塑料制品的涂装中得到广泛应用。（5）其它功能性塑料涂料：对其它特殊功能塑料涂料，如防腐涂料、防结露涂料等近年来都有研究。如美国、德国都有聚苯胺防腐塑料涂料的相关报道，其还能适用于多数的金属器材上，具有防腐功能并使材料的寿命延长10倍。Lu，PangChia等人研究了一种防结露塑料用涂料，涂覆干燥后可在聚合物薄膜上形成不溶性可热封的防结露涂层。2.6.2水性塑料涂料出于对环保和资源的要求，在近十几年来，人们纷纷要求限制高VOC含量和有毒涂料的使用，欧共体更是制定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，在2004年全面禁止有机溶剂的生产、销售和使用。促进了涂料工业向以水性涂料、高固体分涂料、光固化涂料和粉末涂料等为代表的低毒、环保涂料方向发展，其中最重要的是水性涂料。我国要与世界接轨，也必须在塑料涂料的水性化、无污染化、低成本化上下功夫。早在20世纪80年代末、90年代初，欧美等发达国家就已开展了水性塑料涂料的研究和开发工作，迄今已拥有大量的专利。我国水性涂料的研究开发起步较晚。张景林研制了一种塑料用水性丙烯酸树脂，并配成相应的银白色、酞菁蓝、铁红色涂料，性能达到各方面标准。中国科学院成都有机化学研究所高分子化学研究发展中心对水性塑料涂料的关键技术——高分子微粒子的理论基础研究和水性塑料的预研进行了大量工作，在国内率先完成了无皂乳液聚合技术制备聚合物纳米水分散体的研制工作，制备出的聚合物纳米粒子的粒径达到30~80nm，分布均匀。成都科恩精细化工有限公司采用独有的新型高分子纳米材料合成技术制备水性高分子纳米分散树脂，配以相应的填料、助剂，开发的“绿色环保纳米级水性塑料涂料”项目进入中试及产业化阶段。主要性能达到国外同类产品的先进水平，填补了国内空白，产品及制备技术居国内领先水平，目前已开始与长虹集团电器股份公司合作，研制开发长虹电视机外壳涂料。3.汽车塑料涂料的施工随着塑料制品的广泛应用，塑料表面的涂饰已日益增多。塑料进行涂饰后不但能提高耐候性、耐化学性、表面硬度，降低绝缘性能，防止粘附性和防尘性，改进手感性能;而且能提高装饰的艺术效果，使塑料表面产生丰富多彩光泽感、饱满感、立体感等。因此对塑料表面进行彩色印刷和涂饰已成为各印刷行业面临的突出课题。塑料品种十分繁多，它们的结构和生产方法也各不相同，所以对塑料制品进行涂饰或印刷时，必须选择相应的涂料或油墨。而对各种不同的塑料来说都存着涂饰上的各种弊病，如一般的涂料和油墨对聚乙烯和聚丙烯没有附着能力；很多涂料和油墨的溶剂能溶解聚苯乙烯；丙烯酸类和ABS树脂在溶剂的作用下，产生起皱等现象；在软聚氯乙烯和醋酸纤维素上进行涂饰时，增塑剂容易渗析，使附着力下降，严重的还会破坏涂膜；有的烘烤型涂料需高温涂饰，但温度太高又会使塑料变形等。这些弊病主要是由涂料或油墨对塑料的附着性不好所引起的，其次是溶剂所造成的溶解、溶涨、剥离、增塑剂渗析及塑料的热变形等所导致。而影响附着性的主要因素是涂料或油墨和塑料基材分子间的键合力作用、机械性的锚固作用和互相接触所产生的润湿作用等。3.1影响涂料附着性能的因素3.1.1附着力影响塑料附着性能的主要因素首先是附着力。高分子物质之间的凝聚和粘附主要依靠三种力量即分子间力、氢键力和化学键力。这三种键力以化学键力最大(比氢键约大20倍)，氢键次之，分子间力最小。在一般的附着作用中，分子间力起主要作用,氢键力在一定的涂料品种中存在，而涂料与基材之间以化学键粘附的情况最少。塑料涂料与金属涂料不同，研究塑料涂料的附着力，即配套性，首先就是涂料与塑料之间的附着力，因此要考虑塑料本身的结构特点，包括塑料的极性，塑料的可溶性（溶剂敏感性），塑料集团的排列规整性（结构对称性：包括旋转对称、螺旋对称、中心对称、镜面对称，影响塑料的结晶性，包括微小结晶程度）等方面的因素。这些因素是影响涂层在塑料表面附着的关键。其次，就是涂层与涂层之间的附着力。决定涂层之间配套性的结构因素可以归结为表面张力从下往上的递减传递。涂层与涂层或涂层与基材之间的附着形式归结起来有两种－静电作用和缠绕锚固。而影响静电作用的因素主要是涂层中分子的极性、分子与基材之间的相互作用力形式（包括：离子力、共价键、范德华力、氢键力），涂层中基料的极性越大，内聚力就越大，表面张力就越大，涂层越难于附着；同时交联密度越大、极性越高、内聚力也越大，导致涂层附着难道加大。然而分子极性过低，，分子之间的作用力也过低，不利于涂层的附着。通过添加附着力促进剂（一般都是偶联剂或羧酸、不饱和聚酯类），可以增加分子之间的化学键作用，增强相互吸引程度。缠绕锚固与结构的规整性有关，结果越规整，结晶度越高，溶剂的溶解和溶胀越困难，越不利于涂层中聚合物分子向塑料中渗透，越难于形成分子缠绕，也就越不利于涂层的附着，如聚甲醛、HDPE、等规PP、尼龙等。分子的缠绕需要借助于溶剂的溶解和溶胀来完成，溶解和溶胀的直接结果是塑料表面粗化甚至塑料聚合物的分子扩散，HDPE、等规PP可以借助于甲苯、二甲苯进行粗化，促进氯化聚烯烃向塑料表面渗透扩散。影响结晶性的主要因素初结果的规整性外，往往含有均匀分布的强极性基团如氨基甲酸酯基、腈基以及主链上的酯基、酰胺基等，大部分塑料的结晶度较低，选择丙烯酸酯作为成膜基料时可以使丙烯酸酯与塑料之间在静电力、分子扩散缠绕等方面均具有较好的作用吻合。3.1.2涂料的溶解性和混容性用有机溶剂配成的涂料，与塑料接触可能产生溶解和溶涨，也可能使塑料出现应力开裂或表面拉丝，对含有增塑剂的塑料易萃取出增塑剂。因此，涂料溶剂的选择不仅影响涂料的性能，也取决于塑料基材对它的特定要求。衡量溶解性能的常用方法是根据它们的溶解度参数δ，对塑料表面涂料的δ有如下三个要求：在一般情况下，涂料用树脂的δ值要相近于塑料的δ值，使涂料有较好附着力。对于附着力不好的塑料，如聚四氟乙烯、聚乙烯等必须进行表面处理，并使用适宜于这类塑料的涂料。涂料用溶剂的δ值要远小于或大于塑料的δ值，以保证塑料表面不被溶解或剥离。涂料用树脂的δ值要远小于或大于增塑剂的δ值，也可使用与增塑剂不发生作用树脂来配制涂料，以解决增塑剂的渗析问题。3.1.3涂料的极性极性涂料对极性基材，部分非极性涂料对非极性都有较好的附着作用。与表面涂料有关的塑料性质3.2塑料的表面处理在涂装塑料件时，必须进行表面处理，表面处理的目的：提高塑料涂层的附着力，减少涂膜表面的缺陷塑料件结晶性大极性小表面光滑润湿性差，直接喷涂会造成涂膜对基材的附着力很差，可通过表面处理的方法提高塑料件表面的表面张力，提高涂层的附着；消除塑料件内应力，防止涂膜裂痕塑料成型加工时，加工温度有时可达到，在不均一的冷却过程中可能在制品的局部和表面产生残余应力，残余应力不利于涂料的润湿和涂层的附着；清除表面污染物，防止涂膜产生缺陷塑料为不良导体，易聚集静电黏附灰尘，同时，塑料件加工成型后，脱模剂或其他油污会转移到制品表面，严重影响涂层的附着和外观状态。因此，塑料件涂装前的预处理必不可少，常见的一般工艺包括退火、脱脂及除尘。化学处理常用方法包括铬酸硫酸处理法、碱溶剂处理法、偶氮剂处理法、化学浸渍处理(臭氧、氟等等)。物理处理常用方法有紫外线处理、火焰处理、电晕处理等。3.2.1化学处理法又称化学氧化法。表面需进行氧化液处理的塑料有聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和ABS树脂等。化学处理液配方如下：重铬酸钾(K2Cr2O7)4.3%、浓硫酸(H2SP4)88.4%、水8.2%。用此溶液处理10~12min，处理温度为40~45℃时即刻用清水冲洗干净，让其自干，或在50℃烘箱中烘干。ABS树脂经脱脂后也可用较稀的铬酸和硫酸液处理，配方为：铬酸(H2CrO4)420g/L、硫酸(密度1.83g/cm3)190mL/L。ABS树脂在此溶液中浸处理4~12min，温度为60~70℃，用水洗净、干燥。3.2.2溶剂处理法常用溶剂为三氯乙烯溶液，温度为65~75℃时用溶剂蒸气加以浸蚀后，快速涂饰，时间宜控制在30~60s内，否则浸蚀后的表面很快就会恢复。通常用三氯乙烯为溶剂的树脂液作为溶剂蒸气的来源。这种方法往往用于形状复杂的聚烯烃制品。在实际工作中也常用下列几种溶剂对塑料表面进行处理：①二甲苯50%；②乙醇50%；③二者混合使用。其他溶剂还有氯仿或者二氯甲烷溶剂，或者甲苯、丙酮的混合溶剂。此两类混合溶剂在去掉表面污垢、洗净表面后能很快地干燥，并能增加塑料表面印刷和涂装的牢度。3.2.3火焰处理法又称火焰氧化法。将氧化火焰吹过塑料表面进行氧化而不能使其损伤。氧化火焰温度为1000~2600℃。此法只能适用于中空吹塑制品或形状较简单的塑料制品。3.2.4电晕处理法又称电晕放电氧化法。需要处理的薄膜进入两电极后，高电压使空气中的氧发生电离而产生强氧化剂的臭氧，从而使薄膜表面得到氧化处理，生成极性基团，而发生极化，产生静电吸附和微小的毛斑，显著改进薄膜表面与油墨或涂料的化学结合，增强了油墨或涂料对塑料薄膜的附着力。电晕处理法仅限于塑料薄膜的表面处理，它常用于吹塑薄膜生产线上。由于塑料薄膜中常加入抗氧剂和滑爽剂等助剂，因此，电晕处理效果是有时间限制的，须在电晕处理完毕就马上进行印刷或涂装，一般在生产过程中进行连续化生产，即吹塑、电晕处理、印刷、涂装连续生产工艺。这样才能达到较好的效果。3.3常见塑料件涂装方法汽车涂料的涂装方法以喷涂为主。塑料件的喷涂方式分为空气喷涂、静电喷涂、大容量低压空气喷枪（HVLP）以及高压无空气喷涂。空气喷涂和静电喷涂是如今汽车涂装工厂最常用的涂装方法。3.3.1空气喷涂空气喷涂是利用压缩空气从空气帽的中心孔喷出，在涂料喷嘴前段形成负压区，使涂料容器中的涂料从涂料喷嘴喷出，并且即刻进入高速压缩空气流，涂料被微粒化呈漆雾状飞向并附着在被涂物表面，涂料雾粒迅速积聚成连续的涂膜。空气喷涂是汽车涂装中最为广泛的方法，其优点为：涂装效率高；适应性强，对各种涂料和各种材质形状的工件都适应，不受场地限制；涂装效率高；涂料雾化充分；投资成本低；涂膜均匀美观但涂料利用率低，一般只有50%~60%，小件只有15%~30%；飞散的漆雾造成作业环境恶劣，需要有良好的通风设备；对施工环境和施工参数（喷涂室工艺参数涂料施工参数）要求较高。空气喷涂的要点为：涂料雾化特性涂料的雾化颗粒越细，雾化效果越好，涂膜的外观质量越好当空气耗量与出漆量的比值较小时，提高空气耗量或降低出漆量，都将明显改善雾化效果增加空气量可通过提高空气压力来实现，但要注意更大的空气压力会使漆雾飞散更严重；出漆量对于重力型喷枪，提高压缩空气压力对增大出漆量很有限，并受到雾化的限制，一般调整针阀来适当增加出漆量；漆雾沉积量及膜厚均匀性漆雾沉积量随喷涂距离的延长而降低，一般小型喷枪的喷涂距离为15~25cm喷距太远漆雾沉积量小，涂膜薄而无光；太近漆膜沉积量大，漆膜厚而流挂膜厚均匀性与喷枪移动速度有关系喷枪应正对工件表面以30~60cm/s匀速移动移动速度过快会产生露底，太慢会产生流挂，停顿0.1s时就会造成严重的流挂喷雾图形一般中间厚外围薄；涂料黏度涂料的黏度影响出漆量，黏度高，涂料喷出量小；反之，黏度低，涂料喷出量大涂料黏度对雾化效果有影响，进而影响涂膜的平整度施工时必须按照一定的稀释比例调制各自的喷涂黏度同时，喷涂黏度受环境温度影响较大，因此要保持喷涂室内的温度恒定，以免温度较低时涂料黏度较高而雾化不良，造成涂膜不平整外观差3.3.2静电喷涂静电喷涂是对涂料雾化装置施加负高电压，被涂工件接地为正电极，在涂料雾化装置与被涂工件之间形成一个高压放电电场，使雾化的涂料在静电吸引下，被有效地吸附在带正电荷的被涂工件上。静电喷涂最大的优点是：涂料利用率高，对于有些工件能高达80%以上；漆雾飞散少，较大程度地改善作业环境；涂膜外观好，效率高，适合自动化的大批量生产静电涂装是目前汽车工业应用广泛的涂装方法之一但静电涂装对涂料溶剂以及工件的导电性等有特殊要求，操作安全性规定严格。静电喷涂雾化方法可分为离心力静电雾化空气静电雾化液压静电雾化，分别利用离心力（2000~4000r/min）压缩空气对涂料施加高压（一般为10MPa），对涂料进行雾化，其中运用最广泛的是离心力静电雾化静电旋杯雾化是离心力静电雾化中利用最广泛的一种，旋杯采用空气透平驱动，带电荷工作时可达到30000~70000r/min，当涂料送到高速旋转的旋杯上时，由于旋杯的离心作用，涂料在旋杯内伸展成薄膜，并获得巨大的加速度向旋杯边缘运动，在离心力和强电场的双重作用下破碎成为极细的带电荷的雾滴。同时，旋杯的杯口尖锐作为放电极，有很高的电子密度，使涂料容易荷电。但是静电旋杯雾化在喷涂各种效应颜料组成的金属漆时，无法表现出效应颜料特有的丰富多彩的颜色变化效果，颜色沉闷单调为了解决这一问题，现在的汽车喷涂厂家在涂装色漆及面漆时基本上选择静电旋杯雾化加空气雾化喷涂的喷涂工艺，利用静电旋杯雾化喷涂的高上漆率提供一层起到遮盖作用的色漆涂层（60%~80%），利用第2道的空气雾化喷涂（40%~20%）提供优秀的颜色效应。影响静电喷涂的主要因素：涂料电阻一般在100Mcm以上，阻抗大的涂料在静电喷涂时荷电率很低因此，用于静电喷涂的涂料需要用丙二酮醇等极性溶剂来提高涂料的导电性，使涂料阻抗减小到5~50Mcm导电性较好的涂料，电荷消失速度太快，静电压上不去。3.3.3低压力高流量喷涂（HVLP）HVLP是指喷涂设备或喷枪的传递效率（即涂料利用率）必须高于65%，喷嘴处空气出口压力等于或小于10PSI（0.68105Pa）的喷涂设备HVLP能够极大地减少飞雾及过喷，降低涂料及溶剂的排放量大大节约涂料用量，是一种环保型的喷涂技术.3.3.4高压无气喷涂高压无气喷涂是将涂料增压至20.6MPa，使涂料喷出时雾化成极细小的微粒，直接喷射到被涂物表面的一种喷涂方式喷涂时无空气混入，漆雾反弹飞散的现象较空气喷涂少，降低了涂料消耗，但涂料雾化粒子较粗，雾化液滴一般为70~150m，比空气喷涂的雾化粒子20~50m大3倍，所以涂膜外观质量差，不适宜装饰性薄涂层喷涂施工，比较适用于喷涂黏度较高的涂料，如高档内墙用涂料的施工。