1 引言
隨著塑料加工與改性技術(shù)的不斷提高,塑料的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展,不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)λ芰喜馁|(zhì)、表面裝飾及粘接性能等要求日益增強(qiáng)。為了改善塑料表層外觀、延長塑料使用壽命,需要對塑料進(jìn)行涂裝處理。但由于各種塑料原材料結(jié)構(gòu)與組份不同,相應(yīng)的表面性能也有明顯差異,因而,適應(yīng)不同領(lǐng)域的各種塑料表面處理技術(shù)與噴涂材料應(yīng)運(yùn)而生。
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2.1 塑料的定義
塑料是一種以樹脂為主要成份,在一定溫度和壓力下造成一定形狀,并在常溫下能保持既定形狀的高分子有機(jī)材料。
2.2 塑料的特性
(1)熱塑性:加熱到一定溫度時可變軟以至流動,冷卻后有恢復(fù)其硬度機(jī)其它功能,這種功能是可逆的,可以反復(fù)進(jìn)行。例如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯,聚酰胺、丙烯酸類塑料,其它聚烯烴及其共聚物、聚砜、聚苯醚、氯化聚醚等都是熱塑性塑料。熱塑性樹脂的分子鏈都是線形或帶支鏈的結(jié)構(gòu),分子結(jié)構(gòu)之間無化學(xué)鏈,因而具有加熱時軟化流動及冷卻時變硬的特性。
(2)熱固性:通過加熱可以軟化流動,當(dāng)加熱到一定溫度時,會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)--交聯(lián)固化而變硬,此后再加熱時,已不能再變軟流動熱,這種變化是不可逆的。塑料正是借用這種特性進(jìn)行成形加工,利用第一次加熱時的塑化流動,在壓力下充滿型腔,進(jìn)而固化成為既定形狀和尺寸的各類制品。
2.3 常用塑料類型
(1)丙烯氰(23%~41%),丁二烯(10%~30%)和苯乙烯(29%~60%)3種單體共聚而成的聚合物,簡稱“ABS”,具有色差醒目,耐熱,堅固,耐溶劑性適中等特點,外表面可鍍鉻、鎳等金屬薄膜,可制做琴鍵、按鈕、刀架、電視機(jī)外殼、傘柄等。
(2)聚乙烯塑料:簡稱“PE”,化學(xué)性能穩(wěn)定,通常用于制做食品袋及各種容器,具有耐酸、耐堿及耐鹽類水溶液侵蝕的特點,但不易用強(qiáng)堿性洗滌劑擦拭或浸泡。
(3)聚丙烯塑料:簡稱“PP”,無毒、無味、可以在100℃的沸水中浸泡而不變形,不損傷,常見的酸堿和有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用,多用于食品用具。
(4)聚苯乙烯塑料:簡稱“PS”,容易著色,透明性好,多用堿于制做燈罩、牙刷柄,玩具,電器零部件,耐酸堿腐蝕,但易溶于氯仿,二氯乙烯,橡膠水燈有機(jī)溶劑。.
(5)聚氯乙烯塑料:簡稱“PVC”,色澤鮮艷,耐腐蝕,牢固耐用,由于在制造過程中添加了增塑劑,抗老化劑等一些有毒輔助材料,故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品類物質(zhì)。
(6)尼龍塑料:簡稱“PA”,主要有PA6,PA66,PA1010等,。具有堅韌、牢固、耐磨、無毒等特點,但不可長期與酸堿接觸,常用于制做梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網(wǎng)袋繩、,水果外包裝袋,添加玻璃纖維可以用于手機(jī)外殼等。
(7)聚碳酸酯:簡稱“PC”,具優(yōu)良的綜合性能,機(jī)械強(qiáng)度好,尤其是抗沖擊性性,耐熱耐候且具有自熄性等特點,常用于透明片材,建材,汽車.手機(jī)等。
(8)聚甲基丙烯酸甲酯:簡稱“PMMA”,俗稱有機(jī)玻璃、亞克力等,具有優(yōu)異的光學(xué)性能,透光性能與光學(xué)玻璃媲美,質(zhì)輕,耐候性好,常用于儀器殼體,標(biāo)志牌等透明度高的制品,例如電器顯示保護(hù)膜等。
3 塑料表面處理
由于塑料的種類很多,并具有結(jié)晶性大,極性小,潤濕性差,表面光滑等特點,為提高塑料涂層的附著力,減少漆膜表面缺陷,涂裝前必須進(jìn)行表面處理。
3.1常用塑料件的預(yù)處理方法
常用塑料件的預(yù)處理方法主要有:退火、脫脂、靜電除塵、濕潤和粗化處理。
(1)退火:塑料成形時易形成內(nèi)應(yīng)力,在涂裝后應(yīng)力集中處易開裂,一般可采用退火處理或整面處理來消除應(yīng)力。退火處理是把塑料成形件加熱到變形溫度以下(以ABS為 例:一般加熱溫度為60是理骨點℃,保溫2H)。為了減少設(shè)備投資,可采用整面處理的方法來改善表面的狀況,整面處理的配方及工藝見表1。
表1:整面處理配方及工藝
組成 |
| 工藝 |
丙酮 | 溫度/℃ |
(2)脫脂:由于塑料見表面粘有油污、手汗和脫膜劑等,造成漆膜附著力變差,涂層易產(chǎn)生龜裂,起泡和脫落等問題,因此涂裝前必須進(jìn)行除油處理。以ABS塑料件為例:一般采用含有表面活性劑水系脫脂劑噴淋清洗,時間2~3min,噴射壓力(1~2)×105Pa,溫度45~55℃。脫脂劑在重復(fù)使用時,由于槽液中雜質(zhì)和污物的積累,造成塑料表面污物的再次附著,影響涂層質(zhì)量,因此應(yīng)加強(qiáng)槽液的過濾與更新管理。溫度越高,除油速率越快,但溫度太高會使表面活性劑分解,影響工件表面水洗,造成槽液壽命下降,脫脂常見配方及工藝見表2:
表2:脫脂常見配方及工藝
組分 |
| 工藝 |
氫氧化鈉/g·L-1 | 溫度/℃ |
(3)靜電除塵:塑料制品是絕緣體,表面電阻一般在106Ω以上,易產(chǎn)生靜電,造成空氣中的細(xì)小灰塵因靜電作用而吸附于表面。由于靜電吸附的灰塵用一般吹氣法除去十分困難,因而普遍采用高壓離子化空氣流達(dá)到除電、除塵效果。
(4)濕潤和粗化:
·
·
·
圖1 塑料基材表面張力與油漆的附著力與油漆的附著力
3.2其它表面處理技術(shù)
光固化涂料應(yīng)用于手機(jī)塑料件,許多手機(jī)外殼部件已采用工程塑料或者聚合物基附和材料,他們不僅需要涂料來改善其表面性質(zhì),還可以實現(xiàn)材料外觀的美化。
聚碳酸酯具有易加工成型、質(zhì)量輕、柔韌性強(qiáng)、不易破碎等特點,但它的表面強(qiáng)度不夠,不耐刻畫和刮擦,而且耐侯性差,易變黃,采用光固化涂料改善其表面性質(zhì),不僅可以大大節(jié)省涂裝時間而且可使涂層有很好的耐擦性和長期耐侯性,。
4噴涂技術(shù)概要
4.1底漆噴涂
噴涂室噴涂區(qū)風(fēng)速一般設(shè)定為0.4~0.5m/s;工藝溫度一般控制在18~30℃,該線噴漆室溫冬季溫度一般不低于18℃,夏季溫度一般控制在30℃以下;相對濕度一般控制在5, 0%, 70%;噴漆室空氣潔凈度一般要求粒徑大于5μm<, SP, style="FONT-SIZE: 9pt; COLOR: black; FONT-FAMILY: SimSun; mso-bidi-font-family: 新細(xì)明體; mso-font-kerning: 0pt; mso-fareast-language: ZH-CN" ang="ZH-CN" l, AN,>的微粒數(shù)為零,粒徑小于5μm的微粒含量小于1×105個/L。采用單罐供漆系統(tǒng),油漆施工壓力一般控制在0.2~0.5Mpa,霧化空氣壓力一般控制在0.2~0.5 Mpa,底漆閃干1~2min,膜厚控制在4~10μm。
4.2底漆晾干
4.3底漆烘干
4.4面漆噴涂
面漆噴涂工藝參數(shù)和底漆相同,烘烤條件需根據(jù)不同的面漆采用不同的烘烤條件。
在塑料件涂裝施工過程中或施工成膜后,會因各方面原因產(chǎn)生多種涂抹缺陷,本文對缺陷產(chǎn)生的最主要的幾種原因進(jìn)行分析并提出處理方法。
5.1縮孔現(xiàn)象
另外,一些低表面張力的小顆粒或小液滴等雜物很容易在濕膜中產(chǎn)生一個局部的表面張力差,隨著涂層的流動及溶劑的揮發(fā),表面壓力差增大,繼續(xù)流動及溶劑的揮發(fā)增大了粘度,阻礙了流動,最終形成凹下的縮孔。
5.1.1產(chǎn)生原因
(3)涂裝作業(yè)時的原因:①底材脫脂不良,有水、油,遮蔽膠帶的膠、灰塵、肥皂、打磨灰等異物附著;②舊涂膜打磨不完全,存在針孔、凹陷等缺陷;③涂膜過厚。
(4)材料導(dǎo)致的原因:①所用材料表面的張力偏低,流動性差,釋放氣泡性差本身對縮孔的敏感性打大;②所用涂料混入了水、油等;③混入了異種涂料或使用了兩種樹脂不兼容的涂料。
5.1.2處理方法
5.2橘皮現(xiàn)象
橘皮5.2.1產(chǎn)生原因
5.2.2處理方法
(1)降低涂料稀釋劑的揮發(fā)速率或添加流平劑,以改善涂料的流平性;
(2)降低涂料黏度;
(3)選擇合適的壓縮空氣壓力,選擇出漆量和霧化性能良好的噴涂工具,使涂料達(dá)到良好的霧化;
(4)一次噴涂膜厚增加,改善漆膜流動性;
(5)降低噴涂環(huán)境溫度和風(fēng)速,減慢溶劑揮發(fā)速率;
(6)降低被涂物表面的溫度;
(7)通過現(xiàn)場環(huán)境來調(diào)整合適的噴涂速率及噴涂距離;
(8)嚴(yán)格按供應(yīng)商的施工規(guī)范進(jìn)行對稀,并采用帶恒溫裝置的噴涂設(shè)備。
5.3咬底現(xiàn)象
咬底現(xiàn)象是一種底漆層被咬起而脫離底材表面,產(chǎn)生皺紋、脹起、起泡等現(xiàn)象。
現(xiàn)象是涂裝過程中常見又較難克服的問題,影響因素眾多。
5.3.1產(chǎn)生原因,
(1)底材塑件在注塑時壓力不足導(dǎo)致塑件局部密度不一致,存在一定的內(nèi)壓力,而涂料中有,機(jī)溶劑的極性和溶解力較強(qiáng)時,涂料中的強(qiáng)溶劑會浸入塑料底材內(nèi),出現(xiàn)咬底現(xiàn)象;
(2)底漆層未徹底干透;
(3)面漆溶劑溶解力太強(qiáng)或底漆層耐溶解性差;
(4)面漆噴涂太濕太厚。
5.3.2處理方法
(1)改變涂料體系,選擇合適的底面漆工藝和材料;
(2)加強(qiáng)烘烤,保證底漆干透;
(3)適當(dāng)調(diào)整面漆的稀釋劑,剔除對底漆溶脹的強(qiáng)溶劑;
(4)對易咬起的配套涂層,先在底涂層上薄薄噴涂一層面漆,等稍干后再噴涂;
(5)在涂裝過程中,先將底材容易咬底的部位薄薄噴涂一遍,再將此處和另外部位一同涂覆成均勻的涂膜,可大大減弱咬底現(xiàn)象。
5.4針孔現(xiàn)象
針孔是指涂膜表面類似被針尖刺過的小孔,如同皮革毛孔,孔徑大約0.1mm,噴涂罩光清漆時針孔現(xiàn)象尤為突出。
5.4.1產(chǎn)生原因
(1)清漆樹脂或其它顏填料加工細(xì)度不夠,內(nèi)部存在雜質(zhì);
(2)溶劑揮發(fā)過快,且用量較多;
(3)涂料表面張力過大,黏度高,流動性差,氣泡釋放困難;
(4)被涂覆塑料件未冷卻,閃干時間過短,使?jié)衲ぶ械娜軇┘眲≌舫觯?/p>
(5)涂膜噴涂太厚且表干過快;
(6)作業(yè)環(huán)境溫濕度太高,或有水分帶入涂料中;
(7)閃干不充分,烘烤升溫過快;
(8)涂料長時間攪拌,形成無數(shù)細(xì)微空氣泡;
(9)顏料分散不良。
5.4.2處理方法
(1)改善涂料性能、提高涂料的針孔極限;
(2)添加揮發(fā)慢的溶劑或降低涂料施工黏度,使?jié)衿崮さ谋砀蓽p慢;
(3)加強(qiáng)管理、避免混入雜質(zhì);
(4)改善涂裝環(huán)境、設(shè)定合適的涂裝溫度、濕度、風(fēng)速等條件;
(5)提高噴涂操作的熟練程度,注意正確的噴涂手法、走槍速度和槍距,保持均一、合適的漆膜厚度;
(6)升溫時應(yīng)緩慢,避免溶劑急速揮發(fā);
(7)降低被涂物的溫度和提高潔凈度,清除被涂物面的小孔。
5.5露底現(xiàn)象
露底現(xiàn)象是由于漏噴、噴涂太薄或涂料遮蓋力差而使被涂面未涂漆或未蓋住底色的一種漆膜缺陷。
5.5.1產(chǎn)生原因
(1)涂料遮蓋力差,色漆顏料分低,鋁粉漆中鋁粉的含量過低;
(2)涂料使用前,沉降的顏料未被攪起或攪拌不充分,造成遮蓋力下降;
(3)涂料稀釋過程中未按照施工工藝說明進(jìn)行對稀,對得太稀或噴涂的濕膜太??;
(4)膜厚不均勻,為按照正常噴涂手法進(jìn)行噴涂;
(5)底面漆色調(diào)反差太大,對于金屬閃光漆,由于底色漆噴涂太薄。
5.5.2處理方法
(1)調(diào)整涂料性能,增加面漆對底涂的遮蔽性;
(2)使用前和涂裝過程中充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>
(3)適當(dāng)提高施工黏度或增加噴涂次數(shù),增加漆膜厚度;
(4)加強(qiáng)操作人員培訓(xùn),保持合適的噴涂速度、噴涂距離、涂裝次序及涂裝次數(shù);
(5)底漆的顏色盡可能和面漆的顏色接近。
5.6鋁粉漆色調(diào)不均勻
鋁粉閃光漆是具有奇特裝飾效果的高裝飾性涂料,對施工工藝要求非常高,施工不當(dāng)容易出現(xiàn)色調(diào)不均勻、閃光效果差等缺陷。
5.6.1產(chǎn)生原因
(1)金屬閃光涂料中鋁粉含量太低,遮蓋力較差,涂料的成膜能力差;
(2)涂膜的表干時間太長,造成鋁粉流紋;
(3)底色漆噴涂太薄或者漏噴;
(4)底色噴涂太厚,且涂膜薄厚不均勻;
(5)“濕碰濕”工藝的間隔時間太短;
(6)噴涂時空氣壓力太小,涂料霧化不良或空氣壓力太大,使片狀鋁粉變形;
(7)噴涂時操作人員走槍方式不對或噴涂不均勻;
(8)噴涂時候所用的稀釋劑溶解力太弱。
5.6.2處理方法
(1)使用分散助劑加強(qiáng)顏料分散,增加顏料分散后的穩(wěn)定性;
(2)選用合適的稀釋劑;
(3)調(diào)整涂料合適的施工黏度;
(4)加強(qiáng)操作人員培訓(xùn),確保噴涂膜厚均一;
(5)使用溶解力強(qiáng)的稀釋劑。
5.7附著力差
涂膜附著力或?qū)娱g結(jié)合力很差,造成局部甚至是全部涂膜剝落的一種漆膜缺陷。
5.7.1產(chǎn)生原因
(1)噴涂前底材處理不當(dāng),表面殘留油污、水或脫膜劑,或有色金屬未進(jìn)行適宜的表面處理;
(2)底材表面太光滑;
(3)底涂層放置太久,重涂間隔周期太長或涂層烘烤過度,影響自身附著力和層間結(jié)合力;
(4)舊涂膜表面未打磨直接在涂漆;
(5)底、面涂料不配套,造成層間結(jié)合力差;
(6)底漆涂層含有硅油類助劑、表面張力過低,影響重涂涂膜的浸濕結(jié)合;
(7)塑料表面的預(yù)涂底漆品種選用不當(dāng)。
5.7.2處理方法
(1)徹底處理底材表面;
(2)對于光滑的噴涂表面,噴涂前需進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ヌ幚恚?/p>
(3)合理選擇配套的底面漆,一般要求底層漆膜和面漆漆膜的硬度、伸縮性接近;
(4)改進(jìn)涂料的戶外耐候性、耐溫變性等性能;
(5)加強(qiáng)涂裝控制,按標(biāo)準(zhǔn)施工工藝施工,控制適當(dāng)?shù)哪ず瘢瑴p少漆膜弊病,減少重涂次數(shù)。
5.8涂膜光澤低
噴涂的涂膜干燥后光澤度很低或涂裝后不久出現(xiàn)光澤下降、霧狀朦朧現(xiàn)象。
5.8.1產(chǎn)生原因
(1)涂料中樹脂之間、樹脂與助劑之間混容性差,涂膜霧濁而失光;
(2)顏料分散不良,涂料細(xì)度差或色漆的顏料體積濃度較高,樹脂含量低;
(3)溶劑的溶解性差;
(4)底材粗糙多孔,對涂料吸收量大;
(5)底涂層粗糙不平整或打磨用的砂紙?zhí)郑?/p>
(6)烘房內(nèi)空氣污濁或烘烤溫度過高而失光;
(7)面漆或罩光清漆噴涂得太??;
(8)面漆或罩光清漆未干就拋光修飾;
(9)濕噴涂環(huán)境濕度過高,溶劑揮發(fā)過程中有水汽凝結(jié)于涂膜表面造成漆膜發(fā)白。
5.8.2處理方法
(1)改善涂料性能,避免出現(xiàn)失光現(xiàn)象;
(2)選擇合適的稀釋劑,調(diào)整合適的施工黏度;
(3)增加底面涂料的配套性,以消除底層對面漆的吸收;
(4)細(xì)心打磨(砂紙型號及打磨方法),消除被涂面的粗糙度;
(5)加強(qiáng)操作人員培訓(xùn),注意施工次序,減少漆霧的產(chǎn)生及附著;
(6)補(bǔ)漆后充分干燥再拋光處理;
(7)控制最佳的涂裝條件(溫度最好保持在20-30℃;相對,濕度最好小于70%)。
6結(jié)語
由于塑料質(zhì)量輕,耐蝕性優(yōu)越,易加工成各種形狀的制品,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上可代替部分有色金屬和輕金屬,因而在手機(jī)外殼上得到廣泛應(yīng)用。為了進(jìn)一步延長塑料的使用壽命,降低塑料的涂裝成本,從而需要涂裝技術(shù)人員深入現(xiàn)場,不斷改進(jìn),真正從工藝上為塑料涂裝提供更節(jié)約、更可靠的涂裝技術(shù)。
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