中國粉體網(wǎng)訊  汽車在行駛中，車底和車輪擋泥板等處經(jīng)常受到泥砂、碎石和污水等的撞擊和沖刷。一般的涂料很容易損壞，從而失去防護(hù)能力，使這些部位很快腐蝕。因此，在這些部位須采用抗石擊涂料。

抗石擊車底涂料是具有耐砂石沖擊和防腐蝕性能的汽車涂料，其抗沖擊性能和防腐蝕性能的形成和放大主要看涂料“配方”有沒有“營養(yǎng)”，是否加“鈣”。

目前，碳酸鈣已經(jīng)在PVC系列、聚酯系列、丙烯酸系列的抗石擊車底涂料中成功應(yīng)用。納米碳酸鈣具有量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、表面原子處于高度活化狀態(tài)以及與聚合物有很高的界面相互作用等特性，應(yīng)用于汽車底盤涂料中，使涂料獲得補(bǔ)強(qiáng)性、透明性、觸變性、流平性等改性性能，可有效提高抗擊打涂料的耐沖擊性、附著力及其他各項(xiàng)指標(biāo)，而且納米碳酸鈣作為廉價(jià)的填料，大大降低了生產(chǎn)成本。

一、抗石擊車底涂料中碳酸鈣的改性研究

通常，PVC抗石擊車底涂料主要是由PVC樹脂、增塑劑、顏料、填料和其他助劑組成，必需具有特殊的流變性能、低溫塑化性能、力學(xué)性能、與金屬底盤的粘合性能等。納米碳酸鈣在PVC抗石擊車底涂料中的使用, 不僅作為填料，同時(shí)是一種改善流變性能的助劑使用，因此，對(duì)碳酸鈣提出了如下觸變性的要求。

(1)良好的剪切稀化效應(yīng)。(2)良好的觸變性能。(3)具有較高的屈服應(yīng)力。

1不同的量硬脂酸表面處理對(duì)觸變性的影響

分析數(shù)據(jù)得知，加3%、3.5%、4%、5%的硬脂酸處理時(shí)，觸變環(huán)面積、屈服值依次減小，賓漢黏度輕微下降。這是因?yàn)殡S著表面處理劑增加，吸油值降低，多余的硬脂酸起到了潤滑和增塑作用，降低了觸變性。

2不同的表面處理劑對(duì)觸變性的影響

分析數(shù)據(jù)得知，加4%月桂酸、棕櫚酸、1801、1899處理的納米碳酸鈣的觸變環(huán)面積、屈服值依次增大，因?yàn)樗鼈僀鏈依次變長，同時(shí)繞在粒子之間，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能力加強(qiáng)，碳鏈長與粒子之間的作用力大，所以增加觸變性和屈服值。由于C鏈變長，分子之間的運(yùn)動(dòng)阻力變大，所以賓漢黏度變大。

3不同比表面積的碳酸鈣對(duì)觸變性的影響

通過控制碳化溫度和濃度，得到幾個(gè)比表面積，采用1801型硬脂酸(用量4%)對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面處理。

分析數(shù)據(jù)得知，隨著粒子的比表面積的增大，納米PCC的粒徑減小，觸變環(huán)面積、屈服值、賓漢黏度增大。因?yàn)楸缺砻娣e大的碳酸鈣，粒子之間的作用力大，可以得到非常大觸變環(huán)面積、屈服值，所以影響觸變性的最大因素是納米PCC的比表面積大小。

二、PVC抗石擊車底涂料制備技術(shù)研究進(jìn)展

1涂料生產(chǎn)工藝優(yōu)化

核工業(yè)二0三研究所技術(shù)開發(fā)部發(fā)明了一種汽車PVC抗石擊車底涂料及其制備方法，得到的碳酸鈣表面原子的活性增大，與基體樹脂及其它組分產(chǎn)生較強(qiáng)的界面作用，提高了PVC車底盤涂料的低溫柔韌性、觸變性和高溫抗黃變性，涂料可于210℃下烘烤，不起泡，不開裂，不脫落，提高了涂裝效果和使用壽命，也可避免添加鉛鹽類熱穩(wěn)定劑，生產(chǎn)過程更加環(huán)保。

2環(huán)保型抗石擊車底涂料

由于PVC膜基料通常分散于烴類、醇類、酮類等有機(jī)溶劑中形成粘稠液體，以便于施工，但噴涂過程中需經(jīng)高溫塑化，溶劑損失和能耗都較大。而且PVC中含有大量的氯，當(dāng)汽車底盤報(bào)廢回收時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的氯化氫氣體，環(huán)境污染嚴(yán)重。所以，研發(fā)低溫烘烤的PVC車底盤涂料和環(huán)保型抗石擊車底涂料是市場所需。

糜萬俊等攪拌捏合19%的納米活性碳酸鈣(SPT)制備出能適用于普通車輛和坦克的特種PVC抗石擊車底涂料，克服了PVC涂料需要溶劑的缺點(diǎn)，并起減震、隔熱、密封的新功能，涂層厚度可達(dá)3mm不流淌。在改性的作用下，因納米碳酸鈣的納米效應(yīng)會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，因而涂料粘度較高，不會(huì)產(chǎn)生流掛，利于涂料噴涂，即觸變性得到了改善。實(shí)際應(yīng)用中，納米碳酸鈣粒子與涂料界面的彈性過渡層可更好的吸收與分散外界沖擊能，完全符合并超過國外標(biāo)準(zhǔn)，可替代進(jìn)口產(chǎn)品。

三、其他體系抗石擊車底涂料研究進(jìn)展以及碳酸鈣應(yīng)用

1聚酯體系

聚酯是由二元醇或多元醇和二元酸或多元酸縮聚而成的高分子化合物的簡稱，其樹脂作為成膜物質(zhì)，具有很好的綜合性能，其漆膜物化性能優(yōu)良，具有附著力好、硬度高、耐候性好、耐老化及耐腐蝕等特點(diǎn)。

納米碳酸鈣用在涂料中增加耐摩擦、光澤度和耐候性等性能，同時(shí)可適當(dāng)提高涂料的附著力。Mohammadreza等將硬脂酸改性的納米碳酸鈣填充于聚酯環(huán)氧混合物中，制得可替代傳統(tǒng)溶劑涂層的粉末涂料，其中納米碳酸鈣對(duì)聚酯環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)起到催化作用，大大縮短了固化時(shí)間。另外，與純混合樹脂涂料相比，填充納米碳酸鈣不僅可擴(kuò)大基料交互區(qū)域，而且顆粒表面親水結(jié)構(gòu)可促進(jìn)涂料與基材的粘連，使其硬度和粘附力顯著增加，非常適合噴涂于汽車金屬。

此外，聚酯涂料以水作溶劑，其表面張力高，蒸發(fā)潛熱大，施工時(shí)對(duì)環(huán)境濕度要求高，具體應(yīng)用可從其配方來改進(jìn)。

2丙烯酸體系

丙烯酸抗石擊車底涂料主要是以丙烯酸酯類單體共聚反應(yīng)得到的丙烯酸樹脂為主體，加入填料和助劑配制而成，是一種合成樹脂乳液。相比于目前應(yīng)用最多的PVC塑溶膠體系和聚氨酯彈性體車底涂料，苯丙乳液以水為主要溶劑，VOC(揮發(fā)性有機(jī)物)含量極低，避免了溶劑易燃、有毒的缺陷，而且耐酸堿、耐水、耐沖擊性能好，是—種新型的抗石擊車底涂料。

潘崢嶸發(fā)明了以聚合度為40~80的丙烯酸樹脂為基料的抗石擊車底涂料，其中在乳液體系中填充5~15份的納米碳酸鈣，在保證涂料高光性的前提下可使初乳液與基料良好相容，而且涂層具有較好的層間附著力，容易施工成較高厚度的涂層，顯著提高了耐刮擦性能，同時(shí)燃燒時(shí)可形成致密的碳化層，阻燃效果明顯。

結(jié)語

納米碳酸鈣作為廉價(jià)的填料，大大降低了涂料的生產(chǎn)成本，不過這不是納米碳酸鈣的全部價(jià)值。納米碳酸鈣的補(bǔ)強(qiáng)性、透明性、觸變性、流平性等改性性能都是涂料可以挖掘的價(jià)值點(diǎn)。隨著多類汽車涂料的用量也在不斷增長，以聚酯、丙烯酸等體系為代表的抗石擊，耐擦洗水性涂料迅速發(fā)展已成趨勢，而納米碳酸鈣作為無機(jī)填料可對(duì)樹脂基料進(jìn)行填充與改性，具有廣闊的高端應(yīng)用空間。

參考來源：

姚理修，等：納米碳酸鈣在PVC汽車底涂體系觸變性的研究，青州宇信鈣業(yè)股份有限公司

陳坤，等：納米碳酸鈣在汽車抗石擊涂料中的應(yīng)用，湖北工業(yè)大學(xué)湖北省研究生工作站

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(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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