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第２９卷 第6期中国建材科技2020年12月
0 前言
汽车的使用数量在日益增长。在使用过程中，汽车表面漆层会由于自然或人为等因素出现破损，为了更好地保障车辆外观，汽车漆面保护膜产品应运而生。此外，整车的贴膜成本比漆层修补的成本低，客户更倾向于选择漆面保护膜，长远来看，市场具备较大的发展空间。目前，国内外众多厂家都已具备了成熟的漆面保护膜生产工艺，市场上主要以热塑性聚氨酯（TPU ）和聚氯乙烯（TPH ）两种产品为主。TPH 是流延后的PVC ，对PVC 进行了一定的工艺改良。TPU 则是一种具有较好物理、化学特性的材料。尽管市场上存在这两种产品，但是产品性能有所差异。作为检测企业，应对市场上存在的多种产品的质量有准确的认识，制定相关的标准，维护稳定的市场环境，保障客户的基本需求。
本文对众多厂家TPU 和TPH 两种原料生产的样品的力学性能进行检测，并对试验结果进行了分析，归纳并整理出符合当前市场环境的参数范围。
汽车膜1 试验
1.1 试验仪器
汽车漆面保护膜的根本目的是对汽车漆面层进行保护，因此对力学性能的要求较高。本文使用了拉伸试验机、直角形裁刀、5型拉伸试验裁刀分别进行了拉伸、撕裂和剥离三个试验项目。
1.2 拉伸试验
拉伸试验使用GB1040.1-2006《塑料 拉伸性能的测
定第一部分：总则》[1]
的试验方法，制备符合GB1040.3-2006《塑料 拉伸性能的测定第三部分：薄膜和薄片的实验
条件》[2]
5型试样，撕掉中间部分离型膜，将两端留有离型
汽车漆面保护膜力学实验结果分析
Analysis of mechanical experiment results of automotive paint protection film
黄博文 王黎 王健宇
（中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）
摘要：汽车漆面保护膜大量用于对汽车表面漆面涂层的保护，主要有热塑性聚氨酯(TPU)和聚氯乙烯(TPH)两种产
品。通过试验获取TPU 及TPH 两种原料的漆面保护膜产品的力学性能结果，对多种汽车漆面保护膜产品的拉伸强度和断裂伸长率、剥离强度、撕裂强度进行对比，结果显示，TPU 的力学性能整体优于TPH 。关键词：热塑性聚氨酯；聚氯乙烯；力学性能
Abstract: Automotive paint protection film is widely used to protect automobile surface paint coating, mainly including TPU and TPH. In this paper, experimental results of mechanical properties of TPU and TPH films are obtained. By comparing the tensile strength, elongation at break, peel strength and tear strength, the results show that the mechanical properties of TPU film are better than those of TPH.Keywords: TPU; TPH; mechanical properties
中图分类号：U465 文献标志码：A 文章编号：1003-8965（2020）06-0102-03
作者简介：黄博文(1993-)，硕士/助理工程师，从事标准制定及相关技术研究。通讯作者：王黎，博士/教授级高工。*************
膜的部分装入拉力试验机夹紧装置中，速度为100mm/min ，
对35组样品进行检测，编号1至35，其中7种为TPH ，每组样品裁剪了多个试样，计算汇总的试验结果见表1和表2所示。
TPU 是由柔性软段区和刚性官能团硬段区组成的一种弹性嵌段共聚物[3]。从表1可以看出，对TPU 材料，不同厂家提供的样品之间存在差异，因为漆膜的制备由顶涂层、基膜、胶层组成，不同厂家对于组分的选择不同，有各自的独特配方，所以产品性能有所不同。对同一组样品而言，在裁切过程中由于选取的位置有所差异或者边部存在一定缺陷，试验数据也会产生波动。第20组样品为亚光膜，拉伸强度高，使用的有机原料分子链力学强度大，但断裂伸长率明显较低，分子链柔韧性差。第15组样品拉伸强度和断裂伸长率都是最高的，说明该样品厂家具备特殊工艺，在合适的交联密度下将有机聚合物原料高低搭配使用。从表2可看出，TPH 的断裂伸长率明显低于TPU ，拉伸强度略低于TPU ，主要是因为尽管添加了增塑剂，但主要原料是聚氯乙烯，整体材质偏脆，拉伸过程中更易断裂。因此为了规范产品性能，TPU 的合理范围应该保证在断裂伸长率≥150%，拉伸强度≥15MPa ；TPH 的合理范围应该保证在断裂伸长率≥90%，拉伸强度≥15MPa 。
1.3 撕裂试验
撕裂试验使用GB529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶
撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月型试样)》
[4]
的试验方法，制备直角形试样，速度为100mm/min ，对12组样品进行了检测。试验结果经汇总得到表3、表4。
从表3与表4可以看出，每种样品无割口时的撕裂强度明显大于有割口的，因为无割口情况下试样撕裂需要一个割口发生断裂的过程，造成数值偏高，为了更好显示撕裂性能，需要使用割口器在直角形试样直角顶点加工1mm 割口。第31组与第33组的结果小于第26组与第27组结果，
试验与研究
汽车漆面保护膜力学实验结果分析
说明小部分TPU分子中构成软相和硬相的分子链结构有所
差异，使撕裂强度略低于TPH。但是整体上TPU的撕裂强
度略高于TPH。经过汇总，撕裂强度的合理范围可以设定
为≥40kN/m。
表1 汽车漆面保护膜拉伸强度及断裂伸长率(TPU)
样品编号断裂伸长率（εt）拉伸强度（σt）%MPa
1207.0327.36 2244.4627.63 3133.1715.84 4248.3928.35 5228.2327.33 6185.4223.70 7229.6027.76 8192.0924.19 9217.6326.14 10218.4924.10 12233.6031.49 13100.9318.69 14258.5445.80 15284.2348.10 16155.0723.97 17183.9630.53 19168.1227.82 2052.1542.60 21248.4023.79 22167.7123.69 23124.6530.35 24211.2432.67 25164.6528.43 31226.8726.36 32127.4327.35 33149.5127.05 34125.0728.99 35138.8223.73
表2 汽车漆面保护膜拉伸强度及断裂伸长率(TPH)
样品编号断裂伸长率（εt）拉伸强度（σt）%MPa
11110.4920.04 1874.2324.74 2691.3519.46 2779.7923.78 2898.8521.97 2952.8515.92 30104.3720.07表3 汽车漆面保护膜撕裂强度(TPU)
样品编号
撕裂时最大力(N)撕裂强度（kN/m）无割口有割口无割口有割口
2411.6765.22 258.6856.71 3111.558.4860.7644.62 3214.878.56100.4757.86 3315.039.3781.6650.92 3417.0212.9692.9870.82 3516.339.7485.5051.01
表4 汽车漆面保护膜撕裂强度(TPH)
样品编号
撕裂时最大力(N)撕裂强度（kN/m）
无割口有割口无割口有割口269.4952.13
277.9454.01
288.4847.89
297.78 6.5147.1239.47
308.64 6.5456.4442.76
1.4 剥离试验
试验前，在镜面钢板上制备试样，粘贴完成后分别在室温状态调节1h和72h，进行初粘后和牢固粘贴后的180°剥离强度测试（检测结果见表5与表6）。
表5 汽车漆面保护膜剥离强度(TPU)
底板材质镜面钢板镜面钢板
放置时间(h)721剥离速度(mm/min)100100
样品编号剥离强度检测结果（N/25mm）
120.0310.98
28.18 2.75
3 5.41小于2
415.5710.03
515.467.76
67.85 2.59
7 6.23 2.60
8 6.54 4.02
9 6.10 2.98
107.00 3.70
12 4.30 2.24
13 6.88小于2
1412.18 4.39
1510.81 5.85
1619.998.27
178.53 2.70
19 3.43 2.86
2021.11 3.57
2116.1510.90
2222.0215.68
2324.420.07
2411.86 4.78
259.66 4.17
318.38 4.29
327.85小于1.5
3312.388.42
3411.2 2.6
3513.67 1.18
表6 汽车漆面保护膜剥离强度(TPH)
底板材质镜面钢板镜面钢板
放置时间(h)721
剥离速度(mm/min)100100样品编号剥离强度检测结果（N/25mm）
11 4.96 2.26
18 5.56小于2
26 1.28小于1
27 1.38小于1N
28 5.55 3.33
290.57小于1
30 1.85小于1
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试验与研究汽车漆面保护膜力学实验结果分析
剥离试验按照标准GB/T2790-1995《胶黏剂180°剥离强度实验方法挠性材料与刚性材料》[5]进行。
在实际贴膜过程中，由于第一次没有贴好会撕下重贴，因此初粘力不应较大。表5中TPU初粘力普遍较大，说明厂家选用的背胶黏性较强。表6中TPH初粘力较小，基本可以直接剥落。经过72小时，试样已经牢固粘贴，此时得到正常使用的剥离强度，1h至72h后TPU膜的胶粘力的增加大于TPH的增加，TPU与TPH各自胶粘力随时间推移而增长。本试验中，主要是背胶起到了较大的影响作用。背胶是将膜和漆面粘贴到一起，胶粘力过小，会导致膜无法在漆面正常固定，产生起泡，容易脱落，影响使用；胶粘力过大，会导致在撕掉膜的过程中出现残胶，影响外观。汽车漆面保护膜一般使用的胶黏剂是压敏胶，对压力有敏感性，具有优良的性能，受合成溶剂、单体种类、单体浓度的影响，最终胶粘性会有所差异[6]，表中可以看出各个厂家使用的压敏胶是有区别的。剥离强度合理范围应该保证在72h后≥5N/25mm。
2 结论
综上所述，由TPU与TPH的试验对比可以看出，TPU的合理范围应保证在断裂伸长率≥150%，拉伸强度
≥15MPa，撕裂强度≥40kN/m，72h后剥离强度≥5N/25mm；TPH的合理范围应该保证在断裂伸长率≥90%，拉伸强度≥15MPa，撕裂强度≥40kN/m，72h后剥离强度≥5N/25mm。TPU力学性能整体优于TPH，这也是市场上企业推荐和用户选择TPU的原因，TPU认可度不断提升。TPH作为一种改良后的PVC，性能有所增强，但是原料是聚氯乙烯，硬度较大，TPU则是有较大分子量、由硬链段和软链段组成的弹性体，这种空间上的物理交联使其具有较好的力学性能。不同厂家的TPU产品根据加工要求调节分子量，分子量分布的不同导致了其最终性能上的差异。尽管本文分析了汽车漆面保护膜的力学性能，初步设定了合理的参数范围，但该种产品不仅应对力学性能有所要求，在耐老化、耐溶剂等试验中的结果也非常重要，检测企业应该针对产品进行后续的相关试验。
参考文献
[1]GB 1040.1-2006，塑料拉伸性能的测定第一部分：总则[S].
[2]GB 1040.3-2006，塑料拉伸性能的测定第三部分：薄膜和薄片的实验条件[S].
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[5]GB/T 2790-1995，胶黏剂180°剥离强度实验方法挠性材料与刚性材料[S].
[6]宁伟，高建宾，王莉娅，等.汽车膜用单组份丙烯酸酯压敏胶的合成研究[J].广州化工,2014,42(11):86-88+102.
垂直挖深不大于4米，挖机开始水平动土宽度不小于6米，下挖4米后，挖机工作平台不小于4米。
B7～B12六根桩上方坡体陡峭，且高差大，B12桩距端距隧道端墙仅2米左右，上方坡体由于滑坍影响已出现掏空等现象，桩位便道下方是一个陡坎，高差超15米，局部渗水，地势十分危险。应先人工清理临近隧道处坡面松散土体，后人工制造小台阶（平台）和进行修整，另在孔口上方搭设2排5m长的松木桩，弃土作反压护道。
3）加强孔口围护：滑坡上缘外开挖截水沟，与现有截水沟相接。孔口围圈为围堰（护圈）和钢筋混凝土锁口，围堰高出周边土40cm。孔口设立醒目的安全警示标志，并设置安全围栏、防雨棚。
4）滑坡前缘仰斜式排水：滑坡范围内地下水位较低，在滑坡前缘出口附近存在地下水渗出现象，故在滑坡前缘的便道上沿坡脚设置仰斜式排水孔。
4.2 开挖方法
1）抗滑桩用跳槽式施工，每次间隔2个孔，浇筑7天后方可施工相邻桩；土石层变化处与滑动面处不得分节开挖。
2）施工机具：出渣采用1吨以上慢速卷扬机提升，每次出渣量不得超过0.2m³。
3）上部粘土夹碎石部分直接采用锹镐开挖，1吨以上以慢速卷扬机提升。下部基岩段采用松动爆破，再由人工开凿至设计尺寸。
4）桩孔开挖由人工自上而下逐层用镐、锹进行，先挖中间部分、后挖周边土体，如是石方，则用松动爆破方式。
5）采用卷扬机+吊桶运土。
6）挖孔时根据土质情况进行护壁，一次开挖深度0.5-1.2m。护壁强度达到5MPa以上才能拆除，岩石段可视情况不用护壁。护壁混凝土强度未达5.0MPa时，不能爆破作业。
7）人工打眼方法：采用凿岩机钻孔打眼，孔深1米。
5 结语
此施工方案在认证时有部分专家持疑虑，原因是：滑坡体未完全稳定；滑坡山体陡峭；多层抗滑桩施工，且底部基岩实施爆破（如完全人工挖孔，则工期太长），因嵌入基岩，爆破多次扰动，对深大（最深32米，大桩尺寸2.5m×3.5m）抗滑桩有安全影响；周围桥梁、隧道相距过近。为此项目部加强监控量测与巡视，每爆破一个孔，严密观察爆破对周围土体的扰动程度，同时对方案加以优化，经过10个月努力，安全、如期、保质保量完成了此项地质灾害抢险工程。
参考文献
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[2]梁锋.贵州某典型滑坡地质灾害特征及成因分析[J].科技视界，2019(13):121-122.
[3]杨国荣.试论滑坡地质灾害勘查及防治治理[J].世界有金属，2019(12):56-57.
（上接第177页）
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