塑料制品表面喷涂工艺

烤漆技委會講師講義系列之 塑料制品表面噴塗工藝 講師 張治華2004 4 10 1 前言 噴涂是具有悠久歷史的傳統工藝 隨著科學技術的進步 各种新技術 新工藝不斷涌現 如靜電涂裝 高壓無氣噴涂等 而逐漸發展成為具有現代氣息的實用工業技術 在當今防護裝飾領域中涂裝占有重要位置 已成為涉及面最寬 適應性最強 用途最廣用量最大的主要技術 且隨著經濟的發展 市場對涂裝的需求上升 質量要求更高 為適應涂裝技術的發展 我們要不斷提高自身的技術水平 迎接新的挑戰 目錄 1 噴涂的目的 page1 2 噴涂環境 page2 3 表面預處理 page3 4 涂料選擇 page5 5 塑料制品涂料 page8 6 涂料調制 page9 7 設備選擇 page11 8 塑料制品涂裝工藝 page12 9 塑料制品涂膜缺陷及防治方法 page19 1 噴涂目的 塑料制品噴涂的目的是經過噴涂作業 使涂料在被涂物表面形成牢固連續的涂層 發揮其裝鈽 防護和特殊功能等作用 1 防護性 產品經噴涂後 涂料附著在其表面形成一層具有牢固 連續涂層使其與熱 光 氧 水 濕氣 氣體 鹽霧及腐蝕性介質等隔離 增加抗紫外線 抗輻射 防靜電 耐候 防鹽霧及耐化學腐蝕等性能 從而阻止或減緩損壞程度 2 裝飾性 運用涂料顏色的多樣性和噴涂的技巧 使產品經過噴涂消除制品本身表面粗糙 光澤不佳 表面傷痕等缺陷 從而獲得不同色彩 光澤 花紋等 滿足裝飾需求 3 特殊用途 隔音 絕熱 防火 防滑 絕緣 偽裝等 Page1 2 噴涂環境 1 采光好 亮度均勻 噴涂作業區域要有適當的亮度 但應避免日光直射 2 適當的溫度和濕度 空氣溫度和濕度對涂層性能有很大影響 掌握不當 就會使涂層產生種種弊病 如 濕度過大很容易造成漆膜泛白 3 空氣的清潔度 噴涂作業區域的空氣應保持清潔 少塵或無塵 空氣中的塵埃粘附在漆膜上 不但影響外觀質量 還會使涂層性能和耐久性降低 應嚴加控制 4 通風良好 換氣適當 車間內空氣不斷流動 可加速涂層干燥 及稀釋車間內有害物濃度 改善噴涂 衛生條件 5防火防爆 噴涂過程中揮發出大量的溶劑 與空氣混合能隨時形成爆炸性氣體 如果接觸火種就容易發生爆炸和燃燒 因此 在易燃性液體揮發物區域不準使用明火 電器設備應全部來用防爆型 同時須配置好消防設備 Page2 3 表面預處理 塑料表面處理的目的 運用物理或化學的方法解決塑料表面極性小 結晶度大 表面張力低 潤濕性差 表面光滑引起的附著力不好 塑料制品涂裝前處理方法簡要介紹 一 表面脫脂 除塵及退火二 化學處理法1 鉻酸 硫酸混合酸氧化處理法2 溶劑處理3 表面活性劑及鹼液處理4 電暈處理三 物理處理法1 火焰處理2 濺射刻蝕處理 Page3 表面預處理 四 表面處理后的檢驗 經物理或化學方法處理后 涂裝前應對其處理程度和均勻性進行檢查 才能保証涂裝品質 1 水濕潤法 將處理完畢的塑料制品沁入水中 取出后立即進行觀察 處理良好的表面應全部被水濕潤 并且水膜在一定的時間內不破裂 處理程度和均勻性 可從水膜的完整情況和破裂時間來衡量 2 品紅著色法 將處理完畢的塑料制品沁入酸性品紅溶液中取出后用水沖洗 處理的程度和均勻性 與著色強度和均勻程度成正比 Page4 4 涂料選擇 一 塑料制品涂料選用原則1 滿足使用環境要求如 氣候差異對塗料的影響2 適應塑料制品材質要求3 適應塗料的噴塗特點4 必須與幹燥方法結合5 需注意塗料與塗料以及稀釋劑配套性6 兼顧經濟效益 Page5 涂料選擇 二 涂料選用的品質指標 1 附著力 附著力是指涂層與被涂物表面之間或涂層與涂層間相互結合的能力 涂料必須具有牢固附著在塑料制品表面 2 亮度當b 0時代表工件相比標準件偏黃 一般考慮到色料的黃變性在調整色差時應把b調整為弱小於0 3 遮蓋力 保護和裝飾制品表面 應據涂層要求選擇遮蓋力好的涂料品種 4 力學性能 其在產品表面形成實際干燥和牢固的涂層后所體現出來的硬度 沖擊強度 柔韌性 Page6 涂料選擇 5 細度 檢查涂料中顆粒大小或分散均勻程度 以um表示 細度影響涂層光澤 滲透性及貯存穩定性 顆粒越小 在漆料中的分散度越高 則其細度越細 漆膜越平整光滑 裝飾性也就更好 6 黏度 對涂層品質有很大的影響 在噴涂時選用配套稀釋劑依噴涂要求調制適宜的黏度 單位 S 粘度的測定比較常用的有量杯測定法即采用鑽石2 杯或岩田2 杯測涂料粘度 7 涂料的固體份含量 固體分含量是指涂料組成中實際成膜的那一部份的含量 以涂料在一定濕度下加熱烘烤后剩余物質重量與試樣重量的比值 8 耐腐蝕 涂層起著保護被涂物不受腐蝕的作用 經常曝露在各種腐蝕環境中 會受到來自天然和工業的腐蝕介質侵蝕 試驗評定方法有 a 實物觀察 b 挂片模擬試驗 c 實驗室模擬加速試驗 包括 鹽霧試驗 濕熱試驗 耐水性試驗 耐溶劑性試驗 耐二氧化硫試驗 耐酸 耐碱試驗等 Page7 5 塑料制品涂料 1 羥基固化型聚胺酯涂料 此涂料為雙組份 一個帶羥基 一個帶異氰酸基的加成物 使用時將兩組份依一定比例混合 由于 NCO和 OH基反應 漆膜固化 2 反應機理 R NCO HO R RNHCOOR 注 由於每一個分子均含有兩個以上反應官能團 故大量分子通過化學反應相互交叉連在一起 形成立體的网狀結構 3 水份對涂層的影響 R NCO HO HRNH2 CO2因為水的分子式為H O H 也存在 OH基團 與固化劑反應生成R NH COOH 但因為N H鍵比N C鍵更穩定 因而R NH COOH會進一步分解 生成CO2氣體和胺R NH2 水在消耗固化劑的同時釋放氣體 使涂層成為疏松的多孔質結構 危害涂層的外觀及物理化學性能 水是聚胺酯漆施工的重點防範對象 Page8 6 涂料的調制 1 涂料調制工序 Page9 涂料的調制 2 涂料調制說明1 涂料核對在開桶前需仔細核對涂料與稀釋劑是否配套 并于涂料桶壁上核對涂料的類別 名稱 型號 品種 代號 生產批號 生產廠 有效期和出廠期 檢查涂料桶有無破損 2 涂料桶開啟后需仔細檢查涂料有無結皮 干結 沉澱 變色 變稠 渾浞 變質等品質異常 3 開桶前應進行搖晃 開桶后需先進行攪拌 后邊攪拌邊加入顏料 溶劑 助劑 特別注意攪拌時充分均勻 使整體涂料充分稀釋均勻 顏色一致 4 調制好后需進行黏度測試 合格后方可進行過濾 5 噴涂過程中屬于涂料調制方法不當而引起的涂層品質異常的有 桔皮 起皺 顆粒 針孔 麻點 流挂 露底 失光 起泡 裂紋等缺陷 基于此 應及時從涂料調制中尋求解決方案 Page10 7 設備選擇 性能優良的涂料 若不以合適的噴涂設備和正確的噴涂方法 其特性是很難體現的 通常在選擇噴涂設備時必須考慮以下內容 1 對被涂物的形狀 面積大小 生產數量 生產規模以及其表面形狀考慮 2 根據所用涂料的特性選擇適宜的涂裝設備進行涂裝工 3 對環境 條件 品質 漆膜性能的要求 烘烤成膜型涂料具有較好的涂膜性能 必要時可選用烘烤設備使涂膜固化完全 以提高涂層性能4 據工件表面狀況及使用條件選擇合適的前處理設備 5 要選用高效 節能設備6 環境保護 要從易于操作 保護作業環境 有利于作業人員健康和環境保護的角度來選擇涂裝設備 Page11 8 塑料制品塗裝工藝 一 塑料塗裝是將合成 或天然 樹脂的溶液 塗料或漆 附著在塑料制品表面形成塗層 以保護塑料產品或改善產品性能 增加美觀 塑料具有重量輕 成型性好的特點 因此在家用電器 汽車 摩托車 照相機 計算朵及工藝品等行業廣泛應用 二 塑料塗裝難點 1 大部分熱塑料不耐高溫 100 以上可變形 不能組裝在產品上用現物的涂裝工藝進行涂裝 塑料制品尤其是熱塑性塑料如ABS 遇熱會產生變形 選用涂料時必須使固化溫度 低于塑料的變形溫度 表9 1為料制品的耐熱溫度 還應注意的是 塑料厚度較薄的制品比厚的更易變形 Page12 塑料制品塗裝工藝 Page13 塑料制品塗裝工藝 2 塑料與涂料之間的附著力差 很多塑料材料都屬於非极性高分子材料 不僅其溶解度參數很低 同時其結晶度較高與涂層粘合較困難 因此在選用涂料及稀釋劑時應盡量使涂料與塑料的溶解度參數相近 並用前處理破壞其規整性 降低表面結晶度 以提高附著力 3 塑料本身是一種絕綠材料 除了須經特殊的表面前處理外 為了使其適應靜電噴涂 還必須對塑料表面進行導電處理 導電一般為用醇類溶劑稀釋的表面活性劑 經導電處理後 即可進行靜電涂裝 近半年在塑料成型過程中 即加入導電性充填使其具有導電表面 可以免除表面導電處理工序注釋 請參考表面預處理 Page14 塑料制品塗裝工藝 三 塑料制品一般噴塗工藝流程塑材表面預處理噴塗烘烤檢驗 四 手提電腦塑料制品噴塗工藝 Page15 塑料制品塗裝工藝 手提電腦塑料制品噴塗注意事項 1 ABS PC的混合料 ABS的熱變形溫度為70 107 PC的熱變形溫度為120 150 為保証塑件在烘烤過程中不發生變形 必須使得流水線烘烤溫度低于70 2 雙組分聚氨酯涂料 手提電腦用涂料 該類涂料很適合于涂層 使用性能要求比較高 而又不具備烘烤條件或無法進行加熱烘烤的情況下 該類涂料適宜的固化溫度即為60 左右 溫度過低 涂層需固化的時間延長 而且涂膜的物理力學性能 耐水 耐油 耐化學性以及涂層的使用壽命都會達不到使用要 同樣烘烤溫度過高也會使涂層的光澤 色差等方面達不到使用的要求 3 烘烤時間 20 30min Page16 塑料制品塗裝工藝 五 噴涂作業1 噴槍噴嘴距工件的距離應保持在18 22cm之間 角度70 80度 噴涂過程中應保持噴槍移動的速度均勻一致且必須平行地從工件一側移向另一側 2 噴漆過程中每一槍必須覆蓋上一槍邊緣6 1以上部位如下圖所示 即第二槍把第一槍邊緣6 1的部份覆蓋3 噴涂最后一槍噴幅中心3 2以內的範圍噴涂在工件表面上 第一槍 第二槍 Page17 塑料制品塗裝工藝 3 手工噴涂時需注意 a 噴涂過程中噴漆工必須注意安全防護 即穿靜電工衣 戴靜電工帽 防毒口罩等b 噴漆工噴涂過程中必