本发明涉及汽车涂料，尤其涉及一种具有极性表面涂层的非极性热塑材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、非极性热塑性板材以其经济性和卓越的加工性能而广受工业界青睐。由于其具有较高的强度、硬度以及韧性等优异机械性能的性质，使其成为生产耐撞击且承载能力强的汽车部件的理想选择。但其表面能低且分子链自身非极性，与漆膜结合力差，影响漆膜涂层在基材上的附着力。
2、为了提高非极性热塑性材料的表面能，改善与其他材料(如极性材料、树脂等)的相容性、润湿性、粘结性能等，可以对非极性热塑性性材料进行表面改性。目前，主要通过物理或化学方法改变材料表面的性质，使其更易于与其他材料结合，从而提高复合材料的整体性能。物理方法主要包括机械处理、火焰处理和等离子体处理，但物理方法存在改性效果有限、对材料本体影响大、改性效果不稳定、成本高的问题；化学方法主要包括接枝共聚、化学氧化和表面涂层，但是，接枝共聚和化学氧化改性过程中，非极性热塑性基体材料发生化学反应，导致材料内部结构改变，从而影响材料的力学性能、热稳定性等。
3、表面涂层改性是在材料表面附着一层极性聚合物或功能性涂层，以改善材料的表面性质，这种方法简单易行，对基体材料影响小；但是，现有技术中涂层与基材之间的结合力不够强，使用过程中易脱落，导致改性效果失效；涂层改性效果差，漆膜在涂层表面附着不牢固或均匀性较差；涂层制备过程中需要高温加热烘干，易导致非极性热塑性板材产生热应力或变形；板材表面涂层制备工艺时间长，使用药剂量大，难以实现工业化。
4、因此，针对现有技术存在的问题，急需一种真正提高漆膜与非极性热塑板材之间的界面结合强度并对基材性能影响小的方法，以推动汽车工业领域的技术进步和创新。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种具有极性表面涂层的非极性热塑板材及其制备方法和应用，解决现有技术在非极性热塑性板体表面附着漆膜时基材出现热应力或变形、漆膜附着不均匀以及易脱落或剥落、成本高、工艺时间长、难实现工业化的问题中的至少一个。
2、第一方面，本发明实施例提供了一种非极性热塑材料，所述非极性热塑材料表面附着极性涂层，所述涂层为微粒层。
3、进一步的，所述微粒层中微粒的粒径为0.1-3μm。
4、进一步的，构成所述涂层的物质含有极性基团，所述极性基团为氨基、酚羟基、醌式结构中的一种或几种。
5、进一步的，构成所述涂层的物质具有式(1)所示的结构：
6、
7、第二方面，本发明实施例提供了一种制备非极性热塑材料的方法，所述方法包括：使多酚和胺在待加工非极性热塑性基体表面进行反应，得到具有极性表面涂层的非极性热塑材料。
8、进一步的，所述多酚为苯酚类物质；
9、进一步的，所述胺为四乙烯五胺或/和三乙烯四胺。
10、进一步的，所述苯酚类物质与所述胺的摩尔比为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3。
11、进一步的，所述反应在氧化剂存在下进行，所述氧化剂为na io4、kmno4、(nh4)2s2o8、h2cro4中的至少一种。
12、进一步的，所述多胺与所述氧化剂的质量比为1:1、1:2、1:3、1:4、2:1。
13、进一步的，所述反应为喷涂快速共沉积。
14、进一步的，所述喷涂共沉积反应液的ph为7.5–8.5。
15、进一步的，所述反应的温度为15-35℃，时间为5-10min。
16、第三方面，本发明实施例提供了一种非极性热塑材料在汽车部件中的应用，所述非极性热塑材料为第一方面所述的非极性热塑材料或由第二方面所述的方法制得的非极性热塑材料。
17、进一步的，在所述非极性热塑材料表面附着漆膜。
18、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
19、1、本发明改性非极性热塑板材表面附着的极性涂层为多酚-多胺交联聚合物微粒层，一方面增加了非极性热塑基材表面的粗糙度，增强基体表面的黏附能力；另一方面极性涂层增大基体表面的极性，增强基体与漆膜之间的附着力，进一步提高漆膜与基体之间的界面结合强度，防止漆膜脱落或剥离，本发明在所述改性非极性热塑板材表面附着的聚氨酯树脂漆膜的附着力为0级。
20、2、本发明非极性热塑板材表面附着的极性微粒涂层的厚度和微粒尺寸，会影响涂层的表面粗糙度、均匀性及力学性能，从而影响漆膜在涂层改性的非极性热塑板材表面的结合强度，以及实际应用中对非极性热塑板材机械性能的要求。本发明极性微粒的粒径为0.1-3μm，不仅保证了使非极性热塑材料的黏附能力得到提高的粗糙程度，而且保持了非极性热塑材料本身良好的机械性能，不影响实际应用。
21、3、本发明非极性热塑板材表面附着的微粒涂层的极性基团，在板材与其他结合材料之间起到桥梁连接作用；与聚多巴胺类似，本发明构成所述涂层的多酚-多胺交联聚合物具有交联网状结构，聚合物分子结构中含有酚羟基、羰基、胺基极性基团，含有式(1)所示的结构单元；极性基团能够分别与非极性板材基体和漆膜材料形成氢键、共价键等相互作用，从而提高非极性板材基体与漆膜之间的界面结合强度，防止板材基体表面基材的脱落或剥离。
22、4、多巴胺单体中的邻苯二酚基团与胺基团发生氧化聚合生成具有强粘结性能的聚多巴胺，本发明采用具有相同基团的多酚类物质与多胺类物质进行反应，生成同样具有强粘结性能的多酚-多胺交联聚合物，牢固附着在非极性热塑板材表面，改善板材表面粗糙度和极性，提高非极性板材与其他聚合物或材料(如漆膜)的界面结合力。
23、5、通过调节多酚与多胺类物质的配比、用量以及氧化剂的种类及用量，实现制得的微粒尺寸及微粒涂层厚度的控制；本发明所述多酚、所述胺类物质、所述氧化剂的摩尔比为4：2：1；本发明采用强氧化剂(naio4、kmno4、(nh4)2s2o8、h2cro4)加速儿茶酚基团的氧化反应，降低氧化反应对温度的要求，使多酚与多胺的反应在常温下就能顺利进行，既能避免板材基体在高温反应条件下受热产生热应力或变形的问题，又能缩短涂层生成时间。
24、6、本发明多酚类物质与多胺类物质之间的反应采用喷涂共沉积工艺，通过喷涂溶液的配置实现对反应酸碱条件的控制，通过控制喷涂溶液的浓度、喷涂速度的控制，使共沉积后的溶液在短时间内得以快速干燥，降低干燥对温度和时间的要求，从另一方面避免高温干燥条件导致板材受热产生热应力或变形，并缩短改性时间，提高工作效率，有利于改性非极性热塑板材的工业化生产。
25、7、通过本发明方法制得的具有极性表面涂层的非极性热塑板材，板材本体材料不参与化学反应，而且生成涂层的反应条件温和，不会改变材料本体的结构，避免了对材料力学性能、热稳定性等方面的影响；与现有技术多采用的通过多巴胺聚合改性涂层比较，本发明原料使用量和成本大大降低。
26、8、本发明提高漆膜与非极性热塑性基材之间界面结合强度的方法具有广泛的应用前景，将具有极性表面涂层的非极性热塑材料应用到汽车部件中，对汽车行业具有重要意义。
27、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种改性非极性热塑板材，其特征在于，所述板材表面附着极性涂层，所述涂层为多酚-多胺交联聚合物微粒层。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述微粒层中微粒的粒径为0.1–3μm。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述多酚为邻苯二酚、甲基苯酚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述多酚-多胺聚合物含有式(1)或/和式(2)所示的结构单元：
6.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述非极性热塑板材为pp板材或/和pe板材。
7.一种制备改性非极性热塑板材的方法，其特征在于，所述方法包括：使多酚和多胺在待加工非极性热塑板材表面进行反应，得到改性非极性热塑板材。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多酚为为邻苯二酚、甲基苯酚中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多酚与所述多胺的摩尔比为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反应在氧化剂存在下进行，所述氧化剂为naio4、kmno4、(nh4)2s2o8、h2cro4中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述多胺与所述氧化剂的质量比为1:1、1:2、1:3、1:4、2:1。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反应为喷涂快速共沉积。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述喷涂共沉积反应液的浓度为2mg/ml，ph为7.5-8.5。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，喷涂速度1-4cm2/s。
16.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述非极性热塑板材为pp或/和pe板材。
17.根据权利要求7-16任一项所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为15-35℃，时间为5-10min。
18.一种非极性热塑材料在汽车部件中的应用，其特征在于，所述非极性热塑材料为权利要求1-6任一项所述的非极性热塑材料或由权利要求7-17任一项所述的方法制得的非极性热塑材料。
19.根据权利要求18所述的应用，其特征在于，在所述非极性热塑材料表面附着漆膜。
