浅谈塑料制品水性涂料的应用

刘芸

摘 要：与传统材料相比，水性涂料安全性高、施工简单、实现途径多，受到了科研人员的关注，将水性涂料应用在塑料制品中可以有效提升塑料制品的表面性能。塑料水性涂料的类型非常多样，本文主要以普通水性涂料、UV固化水性涂料、双组分水性聚氨酯涂料、抗静电水性塑料涂料在塑料制品中的应用进行分析。

關键词：塑料制品；水性涂料；应用

在科技水平的发展下，塑料制品已经在汽车、家电、电子通讯等行业中得到了广泛的应用，是国民经济发展中不可或缺的重要内容，但是，塑料本身的耐腐蚀性不佳，在成型后容易出现表面缺陷，因此，需要对塑料制品进行再一次加工，水性材料就是常用的加工材料。

一、普通水性涂料在塑料制品中的应用

要达到理想的效果，水性涂料的应用必须要有良好的附着力，但是又不能过度的溶蚀材料表面。不同材料的性能与结构不同，适宜的水性涂料类型也有所差异，其中，PVC塑料与ABS塑料极性大，与多种水性涂料都具有亲和性，常见的聚氨酯漆、醇酯改性丙烯酸漆、硝基漆等等；对于PE、PP等非极性塑料，可以选择树脂基料。一些材料在成型过程中，内应力较高，在选择涂料时，需要考虑到涂料的氢键值与溶剂参数，在不影响附着力的条件下，尽量增加塑料与涂料基料溶剂的溶解度参数。

目前，普通水性材料的应用是非常广泛的，以常见的聚氨酯涂料为例，该种材料是目前水性涂料份额中占比最高的。聚氨酯涂膜的耐腐蚀性、耐磨性、硬度、弹性非常理想，在汽车领域有着广泛的使用。根据用途、部位来看，汽车涂料可以分为电泳涂料、塑料件涂料、修补涂料几种，目前，业界开始将水性聚氨酯涂料应用在汽车塑料件中，满足了汽车的抗冲击性能要求。此外，还可以利用PU制作罩光漆，有效改善了汽车的环保性能。

二、UV固化水性涂料在塑料制品中的应用

关于UV固化水性涂料，最早可以追溯到上世纪80年代，这种涂料融合了水性涂料与传统UV固化涂料的优势，可以利用传统的流变助剂和增稠剂调节材料的流变性能与粘性，解决了臭味和刺激性味道的问题，能够避免采用活性稀释剂的收缩问题，改善了材料的附着力，降低了生产成本。目前，一些国家已经研发出光固化水性涂料，主要应用在罩光清漆、塑料清漆、丝印油墨等领域中。

UV固化水性涂料主要由光引发剂、水性低聚物组成，其中，水性低聚物有大量的不饱和官能团，借助光引发剂，可以实现自由基聚合。根据化学结构的类型，可以将其分为聚氨酯丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚丙烯酸酯，这些涂料都可以溶于水，其中，聚氨酯丙烯酸酯的性能是最为好的，柔韧度与手感也非常高，是目前研发的热点。

三、双组分水性聚氨酯涂料在塑料制品中的应用

异氰酸酯固化剂是在上世纪90年代研发成功，有着硬度高、耐磨性能好、耐候性佳的优势，该种材料有-NCO与水反应，在涂膜时容易出现气泡，为了解决气泡问题，可以利用其与-OH与-NCO反应速率的差异选择固化剂与水性多元醇发生化学反应，形成双组分水性聚氨酯，该种材料的硬度、光泽度、耐化学性能非常理想。为了得到质量均匀的成品，双组分水性聚氨酯涂料的应用还需要满足两个条件：第一，多元醇需要具备一定的乳化能力，可以轻易将固化剂乳化，减小分散体粒径，促进这些物质的扩散与混合；第二，尽量减少固化剂的黏度，控制好有机溶剂用量。为了进一步提升材料的性能，研究人员开始针对双组分水性聚氨酯涂料的合成工艺、助剂、优化复合性能、交联技术进行研究，得到了环氧树脂改性体系、纳米材料复合体系等新的衍生物。

四、抗静电水性塑料涂料在塑料制品中的应用

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引起静电放电，引起各种精密仪器、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，造成巨大的恶性事故。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。而涂装防静电涂料就是可以避免静电产生的一种措施。虽然有些合成树脂如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等能導电，但其物理机械性能、溶剂溶解性、涂料施工性能均不能满足要求。目前大多处于试验阶段，尚未工业化。

近年来，涂料工业在朝着高固体分涂料、水性涂料的方向发展，水性涂料是其中的代表，将水性涂料应用在塑料制品中可以有效提升塑料制品的表面性能。塑料水性涂料的类型非常多样，我国需要与世界实现接轨，在水性涂料无污染、低成本方面加强研发，不断改善涂料的性能，满足各类塑料制品的施工要求。

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