ABS塑料制品表面前处理与涂装工艺探讨

1、ABS塑料制品表面前处理与涂装工艺探讨M 要 介绍了 ABS塑料制品的表面处理及涂装工艺，分析探讨了由于ABS 塑料材质的特殊表面特征而对其前处理及涂装的一些特殊要求。厌键词ABS塑料；表面处理；涂装工艺。(Abstract) ABS plastic products, surface treatment and coating process, analysis of ABS plastic material due to the special surface characteristics and its pre-treatment and coating of some special

2、 requirements.Key words ABS Plastic; surface; coating process.塑料材料因其质轻、价廉、耐腐蚀性优越，传热导电性差、制造方便、易压 制成形状复杂的器件等优点在工业产品、家用电器外壳、医务用品、电于元件等 方面上得到广泛的应用。但塑料制品成型加工时会产生颜色不均、色泽单调、花 斑疵点等缺点。且易产生老化变脆、划痕、沾污、静电等问题。涂装涂料可以避 免上述缺点和问题。有如下作用：掩盖其加工成型中的缺陷；改善外观装 饰性和优良质感，如光泽、印刷文字、图案、金属或木质感等；赋予特殊性能， 如耐划伤、耐候性、耐光性、阻燃性、耐溶剂性、耐药品性、

3、防静电、抗菌等性 能；降低成本，同时对塑料制品进行表面涂饰，提高了其附加值。本文对AES塑料制品的前处理尺涂装工艺迸行介绍，分析探讨由于ABS塑 料材质的特殊性而对其前处理及涂装的一些特殊要求。1 表面特性ABS（丙烯睛、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、耐候性较差、耐溶剂性差，可通过 塑料表面的二次加工来改善，而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杲不好、失光、麻点等问题，其原因主要有，表面张 力（小于100 mN/ 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

4、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，影响涂装效杲。2 表面前处理塑料表面的油污会极大地降低涂料的附着力，产生龟裂、起泡或脱落，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；塑料是绝缘体，易产生静电吸附灰 尘，影响涂装外观质量。为了提高涂料在塑料表面的附着力和减少塑料涂层上的 缺点，涂装前必须对塑料进行表面前处理。2.1 处理方法（1）手工擦拭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 擦拭弊病很多，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

5、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，从而提髙涂料的附着力。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，正在逐渐取代上 述两种方法。(4)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。表面活性剂 清除表面灰尘，迁移至表面的助剂、表面加工

6、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。(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。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、面漆二间有一层微溶衔接层，以提高 结合力。2. 2 工艺流程预脱脂一脱脂一一次水洗-二次水洗-去离于水洗T活化一吹干-水分烘 干(70

7、75 C, 15 min)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。2.2.1 脱月旨一般采用含有表面活性剂的水系脱脂剂喷淋清洗，时间23 min，喷射压 力2030PSI ,温度4555 C。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 脂剂脱脂效杲好、质量稳定，但其排放的废水中含有磷。同时它是一种低侵蚀产 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

8、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。2.2.2 活化活化是采用含有水性高分于的水系表调剂来处理的工艺，可以采取室温喷淋 方式，时间1 min ,喷射压力714PSI。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，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7()75 C烘干15 min。2. 3 表面清洁度塑料表面处理后必须进行其清洁度的检査，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

9、。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。测定涂层附着力 釆用GE 9286 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。3 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，清除了 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3.1 涂料涂料的选择须依据塑料的特殊性能和使用要求，对涂料选择应道循如下原 则： 基材塑料选择适当的成膜物树脂体系和溶剂体系,涂料对塑料基材既要具有 良好的附着力，又不能过分溶蚀塑料表面，将表面能、极性、电荷、

10、结晶度、溶 解度参数考虑进去； 涂料应满足特定使用条件下的性能要求，如物理性能、化学性能和光电性能等; 根据涂装方法和涂装工艺对涂料进行选择； 最佳的性能/价梏比； 符合环境保护的有关要求。最重要的是必须道从“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塑料的典型性能性能高抗冲型耐热型中抗冲型相对密度1一02 1.0亍1.061.081.05 1.07吸水率/ %0.2亠0.450.2-0 450.2-0 45成型收缩率/ %0. 30. 80.3 0.80.3 0.8拉伸强度/ MPa35-4445 -5742 -62断裂

11、伸长率/ %5亠-60320525弯曲强度/ MPa了 3 170-8569 -72压缩强度/ MPa49 6465 7173 -88悬臂梁缺口冲击賤度/ （kJ/ nO16 4411-256入-22洛氏硬度R65-109R105115RIOg115热变形温度（1- 82MPa）/ （ O93亠-10310411893亠-107线膨胀系数（XIQk-I）9.5亠-10.56.0-9.05S.5ABS塑料涂料的性能特点如表3所列g表3 ABS塑料涂料的性能特点项目AP-1 塑 料黑漆塑-1各色磁漆丙烯酸金 属闪光漆丙烯酸彩色透明漆特性能常温干 燥，涂膜坚 硬耐磨、防潮漆膜光亮， 坚硬耐磨； 附著

12、；b好漆膜颜1 鲜艳丽 耐磨普 力好1漆膜光亮, 耐磨，附着 另好漆膜光亮 透明，耐 磨性好用途用于 ABS、PC. pvcjirps 塑料涂装用于ABS、用于ABS、用于ABS PS塑料涂装PS塑料涂装塑料涂装用于ABS塑料涂装外观黑色透明各色各色透明硬度0.60.50.50.60.6光泽 1081410-15耐水性/h2424242424耐醇性/次60202050503.2 涂装ABS制品的热变形温度为75107 C,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于化空气除尘。涂装工艺流程:表面前处理后的ABS制品一离于化空气除尘一空气喷涂底 漆一流平5 min -

13、空气喷涂面漆一流平1() min -烘干(7()75 C, 30 min)。手工空气喷涂工艺的涂装效率只有2()%3() %左右，涂料损失大，随着塑 料制量的大幅度提高，建议批量大的ABS塑料制品采取静电喷涂工艺。静电喷 涂前必须先用离于化空气除静电(AS220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，通常涂料电阻值的最佳范围在3545,涂料的施工粘度较空气喷涂低2s。采用静电喷涂的涂装效率可达到90 %左Q O涂装效率计算公式:涂装效率=干漆膜車量(旨台)X涂料喷出量(g/nun) X施工固体分XI00 %3.3 管理表面处理后的制品应尽快涂装，同时应加强涂装环境清洁度管理，釆取适当 的防尘措施，保证涂装周围环境的清洁度。(1)喷漆室除尘 一般每周检査、清理喷漆室1次，保证喷漆室内的风速稳定， 静电喷漆室风速为0.20.3m/so根据产量进行定期的检査、清理和更换喷漆室 送、排风系统内的过滤材料。烘干室除尘每周对烘干室内部进行清扫，根据具体生产情况定期检査、清 理过滤器。 现场清洁 每天清理生产现场，保证车间内尘埃许可度控制在尘埃粒5ym以 内、尘埃个数30()个/cm3以下。4 结论ABS塑料制品涂装虽