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1、塑料件喷漆培训,工程部,主要内容(1),一、塑料件的表面(一)塑料的表面1.表面张力2.涂料的附着3.涂层的附着二、塑料的表面处理(一)表面处理的目的与作用(二)表面处理的方法1.溶剂处理2.火焰处理3.退火处理,主要内容(2),三、涂料与涂装(一)涂装的分类(二)涂装设计1.涂装设计的内容2.涂装设计的目的的意义3.涂装工艺设计(三)涂料施工性能(四)涂装的缺陷1.缺陷的分类2.缺陷的来源3.缺陷 的分析方法,一、塑料件表面与附着,(一)塑料表面的基本性质化学结构:塑料表面的化学结构起支配作用,尤其是游离的原子和原子的作用;结晶度:结晶度不一样,表面张力有很大的差别,无定形的结晶表面的表面张
2、力较大;聚合物表面结构与其内部结构的差异,加工工艺中添加的助剂的种类数量及向表面迁移的程度都与聚合物表面的特性有关;弱界面层(WBL)影响表面的微观形态,对附着力有很大的影响.,1.表面张力,金属的表面张力:500-5000达因，塑料小于100达因塑料的表面张力不能直接测定,常用临界张力评价(即用已知表面张力的不同液体,在同一固传票表面测定屯液滴有按触角).注:所测的不是固体表面的真正表面对面张力 一般认为:产品表面张力必须大于37达因,涂料方可附着,涂料的表面张力一般为30达因润湿铺展的必要条件:液体的表面张力必须小于固体的表面张力铺展开:表面张力好,滴液回缩:表面张力差,2.涂料的附着力,
3、要有好的附着力:必须满足下列条件:对塑料底材:涂料能很好的润湿底材;润湿张力和铺展功达到最大界面表面张力达到最小 底材与涂料树脂的溶解参数相近 彻底去除底材表面的弱界面层 表面处理使底材表面活性化 对涂料:涂料要有很好的流变特性,流动性与流平性好,不流淌,不流挂涂料的表面张力尽可能的小于塑料底材的表面张力涂料体系的溶解参数调整到底材接近并在允许的程度内溶解或溶胀底材,形成互混界表层,同时不会对成膜后产生收缩应力.涂料如能与底材表面发生化学键或强性基团结合,则对良好的附着力最为理想,3.涂层的附着,溶解度参数与附着:塑料底材,涂料中的树脂及溶剂的溶解参数对于涂料在塑料上的附着是非常主要的物性指标
4、内应力与附着:内应力对涂料附着,涂装缺陷的产生以及涂层的破坏有着直接的关系表面结晶一附着:聚乙烯,尼龙,聚丙烯等都是结晶度高的聚合物,分子排列规整,聚集态紧密,分子间作用力强,它们的拉伸强度刚性硬度耐热性耐溶剂性耐化学品性比较高,但是表面张力低,一般的溶剂不能溶解或溶胀它们的表面,因此不利于涂料的附着.,二塑料的表面处理,(一)塑料件表面处理的目的和作用:清除表面静电,除去吸附灰尘,溶剂或表面活性剂清洗,离子化空气除尘清除脱模剂等.溶剂擦拭,碱洗,超声波清洗修理加工产生的表面缺陷(毛刺,裂纹),打磨,喷底漆等表面改性,增强涂层附着力封闭和防止增塑剂迁移等,(二)、表面处理的方法:,1.清洗,擦
5、拭等2.化学试剂处理法;3.底涂处理法;4.表面活性剂处理;5.火焰处理;6.紫处线处理;7.等离子表面处理等,1.溶剂处理法:,溶剂处理塑料底材是最简单最有效的方法之一;指的是不使材料发生改变而除去表面污染物的过程,而溶剂侵蚀除去污染物之外,材料表面也有所改变选择适当的溶剂对底材进行处理清除表面取用集的增塑剂,脱模剂等表面氧化分解,或紫外线老化后的粉化分解产物溶剂溶蚀部份非结晶性表面产生增加粗糙度的效果溶剂处理后底材表面适度溶胀,使表面更易渗透涂料,有利底材和涂料互溶层界面结合更牢固.,2.火焰处理法,火焰处理法:用强氧化焰使塑料表面氧化的过程。,火焰处理的原理：,火焰处理包含着一系列复杂的
6、物理、化学反应。火焰处理的物理机理在于：高温的火焰将能量传递给基材表面的油污和杂质，使其受热蒸发，起到清洁作用。火焰处理的化学机理在于：火焰中含有大量的离子，具有很强的氧化性，在高温状态下与被处理物表面发生氧化反应，使被处理物表面形成一层带电的极性功能团，提高了其表面能，从而也提高了其吸附液体的能力。,图解,如果液体在基材表面成球状（图1），表明基材的表面张力低于液体的表面张力，润湿性较差。如果液体在基材表面形成较大面积的均匀液膜（图2），表明基材的表面张力大于液体的表面张力，具有较好的润湿性。,火焰处理的控制,火焰处理的效果同以下因素有关：空气与燃气的比例.被处理物的过火时间.火焰距被处理物
7、表面的距离 由图三可知,要达到最佳的处理效果,必须使三个因素都达到最佳的控制点.我们采用了氧分析仪实时监控氧含量，并通过线性流量阀控制空燃比例，使火焰具有最佳的活性。对于不同的基材，基材的过火时间可根据经验值并通过实验获得。过火区域一般选择从焰根20mm处向外200mm高度的范围，这个深蓝色的区域富含大量离子,是火焰的活跃区。,火焰处理的优点,表面处理有许多其它的方法，但是每种处理工艺都有其唯一的特点。采用化学工艺处理材料表面，将会对环境带来负面影响。采用电晕处理方法，维护成本较高，且处理过程有臭氧产生。若采用真空工艺处理材料表面，将需要高额投资。而火焰处理的原料是易于获得的廉价且清洁的燃气，
8、不会对环境造成危害；火焰设备易于维护；同时通过调整火焰长度，可对一些立体的材料一次性过火处理，大大提高效率。火焰头可以安装在机械手上以处理大的、复杂的零件。,火焰处理的应用范围,火焰处理在塑料、印刷、包装行业得到普遍应用，如各种PP、PE材料：汽车饰件，手机、相机、遥控器等家用电器外壳在喷涂前均可采用火焰处理工艺以提高本体同涂层的结合力。塑料包装材料印前采用火焰处理工艺可显著提高基材可印刷性，使油墨不易脱落。火焰处理在钢铁、铝材、玻璃、橡胶等行业也不乏成功的实例。,火焰处理注意事项,火焰处理后,可将表面接触角(与H2O),从87降低至38粘结度提高到2-4倍 被火焰处理后尽快涂装(30分钟内)
9、,否则会失去应用的效果,尤其是当表面被溶剂或洗涤剂再处理,其表面含氧量迅速下降,因而对涂层的附着力也急剧下降.,3.退火 处理,内应力 简单说就是物体对应（抵抗）外力而产生形变趋势（弹性力）。内力就是分子间作用力.物质在受到外力或物理作用产生变化时其内部生成的阻止这种改变的力就叫内应力塑料制品经过加热状态,挤压或模塑加工成型,可能在制品局部的表面产生残余的应力,不利于涂料的润湿和附着;,退火处理的目的,塑料制品退火处理的目的是消除内应力。将产品加热到一定的温度后,再徐徐的冷却可达到消除应力的目的比如在制品薄厚的交接部位，厚的部位降温慢、薄的部位降温快些，则连接处发生不均匀收缩，结果这里有应力集
10、中现象。如不进行退火处理，过段时间，在应力集中部位会产生裂纹，甚至开裂或者变形。,退火方法,一般是把制品浸在热油或热水中，也可在热风循环中，按塑料品种的不同，调节退火温度，一般用低于制品热变形温度1020度，过高温度中制品要变形，但不能温度过低，过低温度退火，不能达到退火效果。塑 料 温度（度）处理时间（分钟）尼龙 130 15 ABS 80-107 16-20PC 125-130 30-40PE 100 60PP 150 15-30PMMA 70-98 30-60,应力分类,由于产生的原因不同可分为:收缩应力,热应力,负荷应力(变形应力),收缩应力,涂料在成膜过程中,由于溶剂的蒸发,冷却或化
11、学交联反应以及被溶解或溶胀的聚合物底材在成膜时溶剂挥发而引起的体积怍缩产生内应力.怍收缩应力的大小与树脂的种类有关.含溶剂多的传统溶剂性涂料比固含量高的涂料产生的可能性大,收缩应力与溶剂的挥发速度有关,快迅蒸发溶剂引起体积急剧收缩,应力来不积释放,应力集中在附着最薄弱的区域,如边角,接缝,空穴周围等.应力分布不均匀,宏观世它对涂料的附着强度影响很大;通常加入增塑剂增韧,或添加无机填料;控制溶剂挥发速度,加热固化的升降温度及固化交联速长等都有利于减少收缩应力,热应力,是在塑料制品和涂层的热功当量膨胀系数不同,在环境温度发生变化时而产生的内部应力,其大小与温度变化值,涂层与底材的热膨胀系数的差值和
12、涂料的杨氏模量成正比,为了减少内应力,最好选用热膨胀系数相近的涂料与底材,或选用柔韧性好的涂料为好,变形应力,是涂层受到冲击,压缩,剪切,拉伸,弯曲等外力时发生形变面产出形变页产生的应力,它与聚合物底材,涂层,断裂伸长率和抗裂纹增长性能都有关.热塑性弹性体就更容易产生形变,对涂料要求高,一般热塑性弹性涂料的技术指标中必须有相对伸长率的指标,通常驻机构聚合物本身有一定的弹性,在不发生大的形变下,能够储备相当的能力,因此,要求配套的涂料具备匹配的性能,以免涂装和使用过程中产生裂纹.,三、涂料与涂装,涂装设计 1.涂装设计的关键内容:底材的化学结构,物理性能的基础信息产品的形状,表面状态,涂装的部位
13、确认涂装的目的和对涂装效果的欺望值确认涂装的批量和涂装的成本涂装的方法的设备的选择表面处理工艺的方法的选区择涂料的选择和涂装工艺涂装方法的选择干燥和固化条件的选择涂层性能检验方法和指标生产环境的管理要求,2.涂装设计的目的和意义,耐溶剂性,润湿性,附着力热变形温度和干燥条件预处理方法选择的前提对涂装位置的计划选择适当的涂料强化生产成本管理确定在现已有的设备上实施或改进确认预处理的主要目的,优化预处理程序先择最佳性能价格比的涂料和最经济的涂装工艺符合标准的生产和质量管理模式要求材料的耐热性和生产效率和提高与涂料固化条件相协调确认产品的质量符合劳动保护和环保法规的要求,3.涂装工艺的设计,确认表面
14、预处理方法及工艺流程表面处理的各工序的操作条件及设备涂装方法,设备及工艺流程的确认涂装工序的工艺参数及控制干燥条件及设备的确认,(三)、涂料施工性能,涂料施工性能有关主要包含下列:涂料的流动性(粘度,触变性)流平性,防流挂性干燥固化温度时间双组份涂料的施工适用期单次涂装的湿膜和干膜厚度单位面积的涂漆量,(四)塑料件涂装特别注意事项,塑料件涂装特别注意以下问题 底材的表面状态(表面手感度,内应力产生的变形,裂纹,表面的极性,一般表面极性大,结晶度低的产品与涂料附着力好.助剂的表面浓度(塑料制品中增塑剂向表面迁移,成型后脱模剂的存在不利于涂装的附着塑料制品表面带电状况:塑料表面容易由摩擦产生静电,
15、因此,其表面很容易吸附灰尘,涂装前必须除静电处理,(五)、涂装的缺陷,1.分三大类 涂料生产和贮存过程中产生的缺陷;(结皮,混色,沉淀,结块等)涂装过程中产生的缺陷(流挂,桔皮,发花等)涂装后及使用过程中产生的缺陷(粉化,裂纹,起泡,层间剥落等,2.缺陷的来源,与涂料质量有关的因素 涂料的表面张力与底材的润湿和附着以及漆膜表面的流平性涂料溶剂的溶解度参数,表面张力和挥发速度涂料的粘度和流变特性,特别要注意粘度在成膜过程中随涂装方法和涂装环境发生变化的特点,涂料稀释和搅拌过程中出现的问题,杂质的混入过滤稀释剂和固化剂是否合适涂料粘度的调整和保持,涂装环境,湿度温度,无尘室及喷漆室的风速,(天气状
16、况等)喷漆雾的污染灰尘和防尘(人员,产品),底材的状况,是否底涂打磨,去尘干燥,除静电等溶剂,化学试剂,表面活性剂处理,与涂装过程有关的因素,涂装方法的选择操作者的技能喷漆的角度,速度,距离,漆膜厚度,涂装的次数,喷枪的类型空气压力,风量,除水除油程度涂料补给系统中的循环速度,补充量及时间,与流平过程有关的因素,流平时间温度及升温速度通风及换气速度,与干燥成膜条件有关的因素,烘房温度及分布状况升温速度换气速度的空气污染情况,3.缺陷 的分析方法,人环境设备原材料方法时效性、真实性、准确性、效果性;对策后的效果确认,缺陷 的分析方法,鱼骨图,不良率,人,环境,材料,设备,方法,缺陷 的分析方法,
17、生产过程产生的不良现象及不良原因多种多样,千变万化,同一种不良现象可能是由不同因素引起,同一种因素可能产生不同的不良现象,有很多不确认的因素(可能有些突发不良现象产生了,却找不到产生不良的原因),总的概括起来不外于就是人为因素、环境因素、机器设备方面、原材料因素、作业方法这五方面因素由此可见:分析涂装缺陷产生的原因一定要针对实际情况,思路要开阔,同时需积累经验,切忌生搬硬套,涉及的某些理论分析是由理想的模式出发的,实际情况要复杂得多.,小结,涂装的三要素：涂装材料、涂装工艺和涂装管理。在工业化涂装流水线生产的过程中牢牢抓好这三要素是非常重要的。作好涂装管理(工艺管理、设备管理、质量管理、现场环境管理、人员管理),是涂装重中之重.,谢谢!,
