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ABS塑胶用涂料组成及涂装工艺简介(2008-01-23 13:33:25)第一章涂料概念、品种、组成 一. ABS 全称 ABS 树指：丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚树指 二. 什么是涂料 涂料是一个复杂的多相液固分散体系，涂料树脂必须能够溶解在溶剂中形成具有优良流动性的液体并分散在液体介质中形成稳定的乳液，它们再与颜、填料和助剂充分混合形成均一稳定的分散体系。 三. 什么是ABS涂料 ABS涂料是一种热塑型丙烯酸漆 1液型涂料主要成膜成分为丙烯酸清漆 2液型涂料主要成膜成分为丙烯酸聚氨酯,由含羟基丙烯酸多元醇与脂肪族多异氰酸酯结合而成，不同种类2液型涂料硬度可以有很大不同。大多聚合物底材不同程度地可以被涂料中的溶剂溶解或溶胀，有利于涂料树脂与底材互溶或互混，增强涂料的附着。 四. ABS涂料组成成份 组成成份由主要成膜物质，次要成膜物质和辅助成膜物质组成,具体由成膜树脂、着色颜料、填料、溶剂、助剂等构成。成膜树脂：涂层特性与附着力的来源。（主要成膜物质） 着色颜料：涂层的颜色的来源，本身不能单独成膜。（次要成膜物质） 填 料：涂料流动性，漆膜厚度，硬度的保证，本身不能单独成膜，（次要成膜物质） 溶 剂：涂料的流动性，涂装时雾化性，使成膜基料分散成粘性液体。（辅助成膜物质） 助 剂：涂装作业性，改进流动，流平性，使成膜基料分散成均匀液体。（辅助成膜物质） 第二章涂料各组成部分性能、特点、应用 一成膜树脂的性能、特点、应用 1成膜树脂又称基料树脂，它的功能是将颜、填料与树脂结合在一起，在底材上形成均一、致密的涂膜，固化后形成涂层，它是涂料的基础，决定了涂料对底材的附着力、涂层的物理、化学、机械 2成膜树脂最好是其化学结构、表面张力及溶解度参数（即涂料中溶剂与树脂的相溶性）与底材相近的聚合物树脂方能达到最好的附着。 二着色颜料的性能、特点、应用 1颜料是不溶于水，不溶于油的固体粉末，具有一种特定的颜色，分着色颜料，体质颜料（即填料）等。 2着色颜料：赋予涂层遮盖力及增强机械和物理性能，主要起着色与遮盖作用； 3着色力：当某种颜料在基料中与其它颜料混合时，能呈现出其它颜料本身色彩未影响涂料颜色的能力。 4遮盖力：由于颜料的作用，能够将被涂物面遮盖住时的最少用量遮盖好坏，取决于颜料与油料折光率之差，越大越好。 所谓颜料的耐光性和耐侯性，颜料在光和大气作用下会发生不同程度变化 5. 三原色: 红、黄、蓝，三种颜色是最基本色彩，也叫第一次色，本身不能再分解调配色漆的原料，而配制涂料则常用主要有红、黄、蓝、白、黑五种色母。 三填料的性能、特点、应用 1填料即填充颜料（又称体质颜料） 2它是一种没有遮盖力和着色力的粉状物质，主要是有耐化学药品，耐侯，耐磨粮良好，呈中性，改进涂料流变性能，封闭性能，耐温性能，机械性能，施工性能并可以大幅降低涂料的成本. 四溶剂的性能、特点、应用 1溶剂是挥发性的有机液体，只要两种涂料性质相似，两者溶剂可以通用 2溶剂的主要作用是将成膜树脂溶解或分散成均一稳定的液体分散体系，降低涂料粘度，便于涂料制备，施工成膜，在形成涂膜过程中必须全部蒸发掉而无残余物，它的重要指标有溶解力和挥发率。 3溶剂的另一主要作用是溶解或溶胀底材,最好不要溶解底材，仅仅发挥溶胀的作用.尤其不要将塑料中增塑剂等添加剂溶解并迁移到底材表面形成 4丙烯酯漆用溶剂由酮类、酯类、醇类、醚类溶剂混合而成。 酮类作用：真溶剂，丙酮、沸点低挥发快，易吸水，易发白，但溶解力强， 环已酮，高沸点，不易挥发，可防白 酯类作用：真溶剂，对树脂溶解力强，对底材浸蚀性强。 醇类作用：助溶剂，缓和对底材的浸蚀 醚类作用：助溶剂，促进流平，减轻对底材的浸蚀 5溶剂组合包括树脂的真溶剂、助溶剂、稀释剂（为了调节涂料的流平性、干燥速度及降低成本而使用的不良溶剂）的适当配合，达到溶解力、挥发速度、价格之间的最佳平衡 五助剂的性能、特点、应用 调整和改进涂料和涂层的综合性能，在涂料配方和生产过程中主要使用润湿剂和分散剂，还有其它如防浮色剂、防流挂剂等。 第三章涂料成膜机理 一涂料附着 1塑料和涂料附着的第一步是涂料在制品表面的润湿，涂料润湿制品表面，取代表面吸附的空气和水，同时溶剂对制品的表面挥发溶解或溶胀作用，如果成膜树脂与塑料的溶解度参数选择适当，使得漆膜表面形成一个互混层 二涂层干燥 1. 物理干燥： 即涂层中溶剂的全部挥发，它的干燥速度，完全取决于成膜物质中溶剂的挥发速度； 2. 化学干燥： 如双液涂料由两组分化学反应（即交联固化反应）而干结成膜这类成膜速度主要取决于化学反应的速度。不过,化学反应固化的发生也是从溶剂挥发开始的 3. 干燥过程：（四阶段） (1) 凝结或绷紧： 溶剂差不多完全挥发，漆的粘度显著提高，漆膜仍继续发粘，沾尘土； (2) 表面不沾土：手摸不留痕迹，对轻微力作用抵抗力弱； (3) 实际干燥：手压膜层不留痕迹，涂膜坚硬，能抗机械作用； (4) 完全干燥：整个涂膜干硬度不再增加； (5) 一般温度每提高或降低14，烘烤时间就相应缩短或延长30分种 (6) 热变形温度：ABS 70107 PC 120150 (7) 常用ABS涂料多为常温干燥型(或强制干燥型),其中1液型为溶剂挥发型,2液型为自反应交联型 第四章涂装前的表面处理 一. 目的、作用 塑胶制品在涂装前必须进行一定的表面处理，其根本目的在于改进表面物理，化学性质，提高附着力，常用溶剂清洗，表面研磨，露出新的较为活性的表面，同时增加了底材的表面粗糙度，有利于附着。 1消除表面静电，除去吸附的灰尘，使用溶剂或表面活性剂清洗 2清除脱模剂，使用溶剂擦洗或碱水洗或超声波清洗3表面改性，增强涂层附着力 二常用的表面处理方法表面处理方法工艺过程作用1溶剂处理法用醇类或烃类溶剂脱脂除静电涂丙烯酸底漆40烘烤30min涂丙烯酸面漆55烘烤15min。清除底材表面的增塑剂、脱模剂、防静电剂、润滑剂、抗氧剂等清除高分子底材中残留的低分子齐聚物和单体底材表面氧化分解或粉化后的分解或分离产物溶剂溶蚀部分非结晶性表面，产生增加表面粗糙度溶剂处理后，底材表面适度溶胀，有利于底材和涂料互溶、结合, 在涂漆前可先喷一种溶解性强的溶剂，使表面软化，在溶剂未完全挥发前进行涂漆，以增强附着力2表面活性剂清除表面灰尘，迁移至表面的助剂、表面加工剂等，它除去无机杂质更方便、更容易，而溶剂处理除去油脂类更有效3化学试剂法通过氧化等反应在塑料或橡胶底材表面引入极性的或反应性的官能团，同时表面生成多孔性结构，改进涂料对底材的润湿性和附着力，印刷作业时，可改进底材的印刷适应性。4退火处理法退火处理法：消除表面应力和改变结晶性最常用、最有效的方法在成型过程中，不均一的冷却可能在局部或表面产生残余应力或局部结晶化，它们都不利于涂料的润湿和涂层的附着，在溶剂处理前先进行退火处理以除去残余应力，可更好的降低裂纹发生。5表面打磨法对于底材基体或底漆（包括前道漆）过于光滑和坚硬，可人工砂纸打粗，粗化后再面涂。对于底材基体或底漆表面失去活性，不利于面涂附着，可人工砂纸打磨，露出活性层后再面涂。6底涂处理法底漆和面涂互补：底漆缺乏美观，耐侯性差，面漆易被底材吸收，填充性不好，附着力差。底漆附着力好，对基体有良好的粘结力，无特殊破坏作用下，不易脱落；有较好填充性和打磨性，经打磨后，在一定程度上能填充基体表面细微缺陷；有较好耐溶剂性，涂底漆后绝大多数都是要涂面漆的，这就要求底漆干透后能抵抗面漆中强溶剂不被咬起；底漆与面漆有很好的结合力，借助面漆中的溶剂能轻度重溶底漆表面，使底、面漆之间有一层微溶衔接层，以提高结合力。7等离子体处理法该法主要利用各种方式对塑料表面进行放电处理，从而引入极性基团来增强涂膜对塑料表面附着力。该法具有处理时间短，效果好的特点，但设备投资较大。8紫外线处理法该法主要得用紫外线对塑料表面进行照射，在空气中氧的参与下，使塑料表面引入极性基团或发生活化，从而增强涂膜对塑料表面附着力。该法处理简单，但对底材的选择性高三.处理方式 最常用处理方式比较 .手工擦试法；这种处理方式劳动强度大，通常应用千产量低的情况。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。 .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，从而提高涂料的附着力。但高温作业不利于安全生产。 .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，正在遂渐取代上述两种方法。 水溶液处理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 C , 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ABS 塑料件表面常沾有油污、手汗和脱模剂，它会使涂料附着力变差，涂层产生龟裂、起泡和脱落。涂装前应进行除油处理。 对ABS 塑料件通常用汽油或酒精清洗，然后进行化学除油。工艺配方如表2 所列。 表2 除油工艺配方及工艺项目工艺参数氢氧化钠(S/L)5070磷酸钠(S/L)2030碳酸钠(S/L)1020表面活性剂(S/L)510温度5060处理时间min1015化学除油后应彻底清洗工件表面残留碱液，并用纯水最后清洗干净，晾干或烘干。 如采用含有表面活性剂的水系脱脂剂喷淋清洗，时间2 3 Min ，喷射压力20 3OPSI，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 在严格要求的场合,比如电镀,则要求活化.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烘千15min 除电和除尘 塑料制品是绝缘体，表面电阻一般在1013 左右，易产生静电。带电后容易吸附空气中的细小灰尘而附着于表面。因静电吸附的灰尘用一般吹气法除去十分困难，采用高压离子化空气流同时除电除尘的效果较好。 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，完全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 一88 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。 在我们实际涂装工艺中,简化到只用涂料厂家配制的强力抹油水用手工进行简单前处理,其它则靠涂料配方和喷工技巧,一次性合格率在80左右,且质量不稳定. 第五章涂装工艺简介 一. 什么是涂料粘度 即液体流动时所产生的摩擦力，即内摩擦力。 粘度低：造成流性，不均匀膜厚 粘度高：堵塞喷嘴，漆料雾化差，流平性差，表面不光滑。 涂料粘度可以随温度变化而改变； 30左右：粘度比常温下下降， 35：粘度会比常温上升，因为溶剂挥发快 低于5：会出现假稠 二. 什么是涂料细度 指色漆内颜料颗料粗细或分散均匀程度 三. 涂料细度影响 1. 涂料细度会影响涂膜光泽：而涂膜光泽与表面光滑程度有关。 2. 当油漆中加入各种颜料后，由于颜料颗粒的凹凸不平，就直接影响着涂膜的平滑度，也就影响涂膜的光泽； 3. 当颜料粒子小，用量少时，对表面平滑度影响就小，涂膜光泽就高； 4. 当颜料粒子粗，用量多时，对表面平滑度影响就大，涂膜光泽就低； 所以在油漆生产中常通过调节颜料用量，使涂模形成不同光亮 三. 环境影响 环境影响主要因素是: 环境温度，相对湿度 最佳环境湿温度是1525,最佳相对湿度是60%75%四. 溶剂的使用 1溶剂由酮类、酯类、醇类、醚类溶剂混合而成。它的重要指标有溶解力和挥发率（即挥发速度） 2涂料在成膜过程中，由于溶剂蒸发、冷却或化学交联反应，以及被溶解或溶胀的聚合物底材在成膜过程中由溶剂挥发而引起体积收缩产生内应力，内应力大小与溶剂挥发速度有关，通过控制溶剂挥发速度和温度变化速度可减小应力 3内应力可分为收缩应力、热应力、变形应力，它们对涂层附着有直接关系。 4溶剂的挥发速度与对底材的浸蚀程度及流平性关系很大，挥发速度快，则对底材浸蚀性弱，流平性差，挥发速度慢，则对底材浸蚀性强，流平性好， 5不同季节对溶剂的要求： 夏季：容易出现溶剂挥发快，流平不良，要使用挥发速度低的溶剂 冬季：容易出现溶剂挥发慢，易流挂，要使用快干型的溶剂 高温高湿季节：容易产生泛白现象，要使用慢干型溶剂 相对湿度RH75%易吸水发白，需加入丙二醇醚类的混合物的防潮剂。 四. 湿碰湿工艺： 喷完一道漆后，在室温下仅自干一会儿，使涂膜中溶剂得到一定程度挥发表面达到手摸近平不沾手，即进行第二道涂装，然后一次烘干。 第六章涂装质量与涂装工艺关系 一、什么是增韧剂：在成膜物质中能增强涂膜弹性和附着力的物质（脂类），如丙烯酸类漆中，涂膜太硬，容易脆裂，附着力也不好，因此用增韧剂是改善涂料性能的最常用方法之一 热塑型丙烯酸树脂漆固体含量低，要达到一定光亮度，需多次喷涂，粘度稍稠，涂装时，易出现丝花飞扬，涂层粗糙，耐溶剂性差 第七章涂膜病态原因分析与防治方法 一. 涂膜粉化 1现象：漆膜表面出现结构崩塌，暴露出颜料颗粒并呈粉末状脱落。2原因：漆膜表面的聚合物树脂大分子在热、紫外线、风雨、氧作用下，发生化学降解过程，生成小分子化合物而失去粘合作用，使颜料粒子脱离开来。3对策：颜料性能对粉化有决定性影响，颜料与基料比例不当。清漆用量少,颜料和填料比例过大，施工时涂料中稀释剂加入过量,涂层太薄。颜料中加入易粉化的碳酸钙、锌钡白、钛白粉等品种。 二涂膜白化 1. 现象: 涂料在干燥过程中或成膜后产生云雾状白色漆膜,通常产生于溶剂挥发干燥型涂料 2. 原因: a溶剂挥发太快,引起涂层表面温度急剧下降,空气中水分在涂层表面结雾所致 b溶剂中真溶剂与稀释剂比例失调,或真溶剂挥发太快,留下不良溶剂比例增大,使树脂溶解性下降,树脂析出. c高湿季节涂装时, 使用醇溶剂或以醇为主的混合溶剂，容易吸水,压缩空气中水分未分离干净,而混入涂料中或涂料自身带水,底材表面未干燥好. 3. 对策: 选择适当溶剂和稀释剂,控制其挥发速度,防止涂层表面温度过低,以及防止聚合物析出湿度大时,要通热风或暖气加热以降低空气相对湿度, 底材加热、表面要烘干 保证温度高于环境温度，涂料中加防潮剂，已发白的涂层喷防白水。 三. 涂膜粗糙: 现象: 涂膜表面产生粗糙、颗粒、突起等现象，手感粗糙 原因：1. 涂料本身细度过粗，即颜料粗，用量多 2涂料粘度过大 3喷枪离工件面太远，喷枪气压过高 4涂料搅拌不均匀 四流挂、流平 现象：流挂：垂直表面上涂装，漆膜在成膜过程中，由于重力作用向下流动，成膜后形成表面不平，厚度不均，底部边缘增厚的状态 流平：水平面上涂装时，涂层由于重力作用向四周铺展，成膜后形成表面平展、厚度均匀的状态 关系：流平与流挂是矛盾的关系 原因：从本质上讲，流平与流挂的产生与涂料在涂装过程中和干燥过程中的流动性或流变特征有关， 一般来说，涂装时粘度低有利于流平；干燥成膜时粘度高有利于防止流挂 涂料的粘度与溶剂挥发速度关系很大，挥发快，增粘快，有利于防流挂，但不易流平