浅析ABS塑料制品表面前处理与涂装工艺_仁义_百度空间

参考:

表面特性
ABS(丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物)属热塑性树脂类塑料,具有较高的机械强度和良好的加工性能,但其硬度低,耐候、耐溶剂性差,可通过塑料表面的二次加工来改善。涂装是塑料表面二次加工的重要方法之一。ABS塑料在涂装时常出现附着效果不好、失光、麻点等问题,其原因主要有,表面张力(小于100mN/cm),溶解度参数与涂料中树脂、溶剂的溶解度参数差异较大,在成型时产生的内应力易产生漆膜裂纹或降低涂层光泽等缺陷,表面易产生静电和吸附灰尘,影响涂装效果。

表面前处理
塑料表面的油污会极大地降低涂料的附着力,油污中含有脱膜剂(硬脂酸盐、蜡、聚乙烯醇等)、助剂(增塑剂、防静电剂、润滑剂、防老剂、防燃剂)、其他(润滑油、灰尘)等。


处理方法
(1)手工擦试法 这种处理方式劳动强度大,通常应用于产量低的情况。手工擦试弊病很多,由于人工的原因,导致质量不稳定,已擦脏的布会导致塑料表面再次污染,而且溶剂对操作者有害,污染环境。
(2)溶剂蒸气脱脂法 该方法能有效地除去表面的油污、脱膜剂、防静电剂等弱界面层,使表面粗化多孔,(3)水溶液处理法 水溶液处理法尤其适合产量大、生产效率高的情况,这种处理方法具有质量稳定、环境危害轻、成本低、易操作等优点,正在逐渐取代上述两种方法。


工艺流程
预脱脂→脱脂→一次水洗→二次水洗→去离子水洗→活化→吹干→水分烘干(70~75℃,15min)
ABS塑料制品的前处理可以流水线生产,各工序全部采用喷淋处理并通过悬链运送,设备采用密封防尘室体结构。

脱脂
一般采用含有表面活性剂的水系脱脂剂喷淋清洗,时间2~3min,喷射压力20~30PSI,温度45~55℃。脱脂配方含有磷酸盐、硅酸盐、表面活性剂、无机矿物质等。脱脂剂在重复使用时,槽液中的杂质、污物积累,会造成塑料表面污物的再次附着,影响涂层质量,因此应加强槽液的过滤与更新管理。

水系脱脂剂脱脂效果好、质量稳定,但其排放的废水中含有磷。同时它是一种蚀产品,对低碳钢材质的槽体和设备内部必须衬玻璃钢,延长设备的使用寿命。针对上述两点,建议采用不锈钢结构的设备和槽体,以增加设备的使用寿命,排放前废水必须治理达标后才能排放。

活化
活化是采用含有水性高分子的水系表调剂来处理的工艺,可以采取室温喷淋方式,时间1min,喷射压力7~14PSI。活化的作用有助于去除硬水,把含憎水基的塑料表面转换为含亲水基的表面,在塑料表面形成一层均匀的薄膜,厚度不超过5nm,但其改进了涂料对塑料表面的润湿性和附着力。活化后要用洁净的压缩空气吹干,并在70~75℃烘干15min。

表面清洁度
塑料表面处理后必须进行其清洁度的检查,以保证随后的涂装质量。
(1)观察接触角 在处理后的塑料表面滴上液滴,xx铺展说明处理效果好,接触角小。
(2)水浸润法 将处理后的塑料制品浸入水中,取出后观察水膜的完整性。
(3)测定涂层附着力 采用《GB9286-88色漆和清漆漆膜的划格试验法》,如果附着力差,排除了涂料、环境、人为操作等其他问题,就可能是塑料表面未清洗干净。

涂装
由于塑料表面特殊结构,虽然通过表面前处理对塑料表面进行改性,xx了弱界面层,活化塑料表面,增加了涂膜的附着力,但涂料的选择、涂装工艺和涂装环境管理也会影响涂层质量。

涂料
涂料的选择须遵从"相似相溶原则",以保证ABS与涂料树脂、溶剂的混溶性良好,使涂膜和塑料表面形成一个很薄的互溶层,增强粘着力。ABS涂装多采用丙烯酸或聚氨酯涂料。为了获得优质装饰保护性涂层,一般用双组分聚氨酯底漆喷涂2~3次,流平5min后,再湿碰湿喷涂双组分聚氨酯面漆。ABS塑料表面溶解度参数约为9.6,而聚氨酯的溶解度参数约为10.0,丙烯酸的溶解度参数约为9.4,显然,这两种涂料体系与ABS底材的溶解度参数、表面张力匹配性较好,在ABS底材上具有良好润湿性和附着性。


涂装

ABS制品的热变形温度为75~107℃,且ABS制品表面电阻高,易产生静电,吸附灰尘,因此喷漆前一般都采用离子化空气除尘。涂装工艺流程:


表面前处理的ABS制品→离子化空气除尘→空气喷涂底漆→流平5min→空气喷涂面漆→流平10min→烘干(70~75℃,30min)。

手工空气喷涂工艺的涂装效率只有20%~30%左右,涂料损失大,随着塑料制品用量的大幅度提高,建议批量大的ABS塑料制品采取静电喷涂工艺。静电喷涂前必须先用离子化空气除静电(AS-20型延伸排列电离空气除尘器静电中和能力强),然后采用醇类溶剂对其表面进行导电性处理,降低其表面电阻,同时,静电喷涂要求严格控制涂料的电阻和粘度,通常涂料电阻值的{zj0}范围在35~45MΩ,涂料的施工粘度较空气喷涂低2s。

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