ABS 塑料用水性柔感涂料的研制
林晓琼，夏正斌* ，邢俊恒，张燕红( 华南理工大学化学与化工学院，广州510640)

塑料由于质轻、易加工、耐腐蚀、资源丰富等特点，已成为人们日常生活中随处可见的材料［1］。随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料制品的装饰性要求也越来越高。通过装饰，不仅使塑料美观，还可使其具有一些特殊的功能，如耐热、耐腐蚀等。如今，对于常与人体接触的ABS 塑料制品，如汽车内饰件、手机外壳、电脑部件等，人们更加希望这些物件能具有皮革般柔软润滑的触感及亚光柔和的外观而使其显得高档奢华。此外，为了保护环境及降低生产成本，以水作为溶剂已成为涂料行业的主要发展方向。与传统溶剂型涂料相比，水性涂料不仅VOC 含量低，还具有很多优异的性能［2］。所以，开发一种使塑料基材具有柔软润滑触感以及温暖奢华外观的水性涂料是非常必要的。因此，本研究以具有柔软特性的水性聚氨酯为基础，对应用于ABS 塑料基材的水性柔感涂料配方进行研究，制得一种可直接应用于ABS 塑料基材的水性柔感涂料。

1 实验
1. 1 原料
一种以脂肪族异氰酸酯和聚碳酸酯多元醇为主要原料制得的水性聚氨酯: 固含量为40%，自制; 弹性粉P － 800T: 日本根上公司; 润湿剂BYK － 190 和BYK － 191、消泡剂BYK －024、增稠剂BYK － 420、流平剂BYK － 348、蜡分散体CERAFLOUR929: 毕克公司; 消光剂N20: 瓦克公司; 润湿剂TEG0WetKL － 245、消泡剂TEGO 805、增稠剂TEG03030: 赢创; 硅烷偶联剂AC － 662: 方舟公司; 氮丙啶交联剂SaC － 100: 上海优恩化工公司; 成膜助剂TEXANOL 酯醇: EASTMAN 公司。以上原料均为工业级。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 水性柔感涂料的制备
在配漆缸中依次加入水、消泡剂、润湿剂、消光粉和弹性粉等，高速搅拌分散30 min，然后降低转速并依次加入水性聚氨酯、流平剂、硅烷偶联剂、防冻剂、成膜助剂( 缓慢加入，以防破乳) 和蜡分散体，低速搅拌30 ～ 60 min，后加入增稠剂使涂料黏度为( 100 ± 5) KU。制备好的涂料放置24 h 后进行喷涂施工。
1. 2. 2 涂装
采用空气喷涂法制备样板，喷涂前在涂料中加入一定量的氮丙啶交联剂，混合均匀，然后加水进行稀释，使涂料的黏度约为30 KU，后在用无水乙醇清洗过的ABS 塑料板上喷涂2 ～ 3 遍，使涂膜完整平滑。喷涂后的样板先室温放置干燥2. 5 h，然后在50 ℃烘烤15 ～ 20 h。涂膜厚度控制在30 μm 左右。
1. 2. 3 检测方法
( 1) 按GB/T 9286—1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，采用百格刀法测定涂膜的附着力;
( 2) 按GB/T 6739—2006《标准测试漆膜的硬度》测定涂膜的铅笔硬度;
( 3) 按GB/T 9754—2007《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜之20°、60°和85°镜面光泽的测定》测定涂膜在60° 下的光泽;
( 4) 按GB/T 1731—1993《漆膜柔韧性测定法》测试涂膜的柔韧性;
( 5) 柔滑弹性感测试( 手触法) : 手触摸涂层表面，根据感觉将柔感分为5 级: 1 级手感差，5 级好。这种方法主观性较强，但因其简便、直观，是目前国内涂料生产厂商和消费者判断涂膜柔感强弱的主要方式［3］;
( 6) 耐刮伤测试: 先用干净的手触摸是否有柔滑、细腻和弹性的触感，再检验耐划伤性: 用手指甲横划竖划，看有否将涂膜划伤、留下的痕迹是否明显［4 － 5］;
( 7) 耐酒精性能测试: 用纸巾沾取适量的无水乙醇，在水平的涂膜表面用力擦拭，一个往返行程算一次，反复擦拭直到露底材或者达到规定的次数为止［6］。

2 结果与讨论
2. 1 消泡剂对性能的影响
消泡剂的主要作用是消泡，但不一定是消泡能力越强就越好，使用不当会带来副作用。例如，过量添加消泡剂或消泡剂类型选择不当，会造成涂膜出现缩孔、缩边、针孔等缺陷，还会降低涂膜耐水性和附着力［7］。因此要注意选择消泡剂的类型及添加量。
2. 1. 1 消泡剂类型
本研究选择有机硅树脂系消泡剂TEGO 805 和BYK －024，进行了实验比较。在涂料体系中分别加入质量分数为0. 5%这2 种消泡剂，观察它们的消泡能力及应用效果，结果如表1 所示。
表1 2 种消泡剂的消泡性能对比

从表1 中现象可以看出，BYK － 024 作为消泡剂不仅可完全消除气泡，且与体系中其他组分的相容性好，故本研究选择BYK － 024 作为消泡剂。
2. 1. 2 消泡剂用量
本研究在选定BYK － 024 为消泡剂的基础上，对其用量( 占涂料总质量的质量分数) 进行了研究，结果如表2 所示。
表2 消泡剂添加量对涂料的影响

从表2 结果可以看出，0. 3% 用量太少，满足不了消泡要求; 0. 9%过量，出现了缩孔现象; 0. 5% 与0. 7% 效果相近，都能满足要求。根据节约原料原则，确定BYK － 024 用量为0. 5%。
2. 2 增稠剂对性能的影响
本研究针对该配方选择了2 种与配方中颜料体积浓度( PVC) 相适应的增稠剂: BYK － 420 和TEGO 3030。将这2 种增稠剂分别加入涂料中，使涂料黏度达到合适值［( 100 ± 5)KU］，观察各增稠剂的增稠效率及现象，后放置24 h 观察涂料的稳定性，结果如表3 所示。
表3 增稠剂的性能对比

从表3 可以看出，TEGO 3030 的增稠效果、稳定性都较好，故本配方选择TEGO 3030 作为增稠剂。