涂料表面處理技術淺析

正如可以預料的那樣，清潔和制備塑料表面的程序幾乎與聚合物類型一樣多。一些程序便宜并且容易完成;其他人不是。大多數塑料類型都有一些強烈建議的程序，以獲得的涂層表面處理效果，但用戶往往面臨許多同樣有效的選擇，或者更糟的是，在強度水平方面存在相互矛盾的建議。

塑料可以以多種形式獲得：模塑，片材，成型部件，泡沫和薄膜。許多聚合物可以容易地混合在一起以實現特定的性質。填料和增塑劑也包含在樹脂基體中以產生某些特性。顯然，即使主要成分保持不變，相同的表面處理程序也可能不適用于每種情況。

塑料和涂層的制造商應準備好提供適當的表面處理技術的建議，以便與產品一起使用。但是，由于用戶需求差異很大，即使制造商可能也沒有針對個人情況的明確答案。可能需要進行相當多的實驗才能確定給定操作的適當技術。

本章其余部分概述的程序集中在技術上，而不是塑料上。然而，在適當的情況下，某些技術列出了它們適合的聚合物類型。

后，許多過程使用危險，腐蝕性，有毒，易燃或有毒化學品，處理方法，工人培訓和適當的控制程序對于降低工作環(huán)境中的風險至關重要。

溶劑清洗

溶劑作用通過溶解不需要的物質來消除表面污染。這是簡單和常用的程序，常常是更復雜程序的步。

有機溶劑和水是推薦的溶劑。有機溶劑可以是易燃或不可燃的。常用于塑料的是丙酮，，異丙醇，甲醇，甲苯，1,1,1-三氯乙烷，石腦油，有時是氟利昂（單獨使用或與其他溶劑混合）。水便宜且容易獲得，但通常具有微量的雜質，這也會污染表面。經常推薦的是蒸餾水或去離子水。水常常用作其他表面處理程序的沖洗劑。

這些溶劑可以在像塑料上擦拭濕布一樣簡單的工藝中使用。浸泡是一種通常通過將部件浸入漩渦浴中并通過加熱完成的技術

用于加速溶劑作用。噴霧清潔具有利用噴霧力清除污染的優(yōu)點。蒸汽脫脂要求塑料部件懸掛在沸騰的溶劑罐上。當蒸汽凝結在零件上時，表面上的恒定流量將其清洗干凈。

超聲波脫脂利用聲波的高頻振動去除溶劑浴中的污染物。

在所有情況下，建議經常更換或過濾溶劑以防止殘留物積聚和再次污染。應徹底檢查溶劑與塑料的相容性。由于一些塑料吸水，應該小心。清洗后通常使用熱來干燥零件，但熱量很容易使熱塑性塑料變形。

洗滌劑清潔

肥皂和洗滌劑在塑料部件中的作用是在家用洗碗機和洗衣機中完成的。

在熱水或冷水溶液中容易實現油，油脂和一些脫模劑的乳化。 洗滌劑清潔通常用作機械處理的初步步驟。

清潔工的名字很熟悉，因為他們經常在家中找到物品。 象牙皂，阿賈克斯，硼砂和磷酸三鈉都被推薦用于各種清潔操作，并且做得很好。

除非塑料對水敏感，否則浸入式清洗非常有效。 用中等硬度的刷毛擦洗很適合清除許多污染物。

必須監(jiān)控清潔度。 清潔水沖洗是必不可少的，因為肥皂如果不洗掉就可以作為污染物。 建議在高溫下徹底干燥。

機械

物理擦洗塑料表面可去除氧化物和污染層。 在機械處理之前必須先進行溶劑清潔或清潔劑清潔，以避免將表面污染物擦洗到粗糙表面中。 這個過程通常在化學處理之前進行。

無論是濕的還是干的砂磨都是一種常用的工藝，使用40-400的砂礫尺寸，具體取決于要移除的表面數量和所需的表面光潔度。 較軟的塑料顯然更容易受到損壞。 對于配置復雜的部件，噴砂（濕或干）或金屬絲

刷牙更合適。 砂粒的大小和類型可以變化，以獲得適當的表面處理。 加工可以用于暴露新鮮的塑料層進行涂覆。

在所有情況下，應對粗糙表面進行抽真空或空氣吹掃以去除殘留的灰塵或砂礫。

還建議使用溶劑擦拭或水沖洗，然后進行高溫干燥。

化學處理

通常，有效的表面處理是對待涂覆的塑料進行化學蝕刻。 物理和化學特性都可以改變，以改善浸潤和膠片附著力。

幾乎總是在化學處理之前進行一次或多次清潔操作以去除表面污染。

這些先前的操作減少了溶液污染并確保了溶液和基材之間的相互作用

通常，將表面洗滌或浸入含有酸，堿，氧化劑，氯化劑或其他高活性化學品的浴中。 每個程序都需要控制活性成分的重量份數，溶液的溫度和浸漬的經過時間。 有些程序具有廣泛的成分比例，而其他程序則相當具體。 溶液的溫度與浸泡時間成反比; 也就是說，溫度越高，暴露越短。

幾乎所有的化學蝕刻過程都需要水沖洗（一次或兩次），建議高溫干燥。 對于活性成分處理，必須在適當的時間間隔內對溶液強度進行監(jiān)測和更新。

1）硫酸 - 重鉻酸鹽蝕刻

迄今為止常用的塑料部件推薦使用的化學處理方法是在丙烯腈 - 丁二烯苯乙烯（ABS），乙縮醛，三聚氰胺或尿素，聚烯烴，聚苯醚，聚苯乙烯，聚砜和苯乙烯 - 丙烯腈（SAN）。 對于每種塑料，建議使用不同的成分比例和浸泡溫度和時間。

以下列表可作為可能的參數范圍的指南：

雖然范圍非常廣泛，但實驗試驗與測試結果相結合可以讓用戶確定給定塑料的合適值。

2）鈉蝕刻劑

對于真正困難的表面涂層，如各種氟塑料和一些熱塑性聚酯，必須使用高度活性的材料。將金屬鈉（2至4份）分散在萘（10至12份）和四氫呋喃（85至87份）的混合物中。

在環(huán)境溫度下浸泡時間約為15分鐘，隨后在水沖洗前用溶劑（酮）徹底沖洗。

3）氫氧化鈉

20重量份氫氧化鈉和80份水的混合物是熱塑性聚酯，聚酰胺和聚砜的有效處理。將溶液加熱至175至200°F并浸泡2至10分鐘是適當的。

4）Satinizing

Satinizing是杜邦公司為其均聚物級縮醛開發(fā)的工藝（美國專利3,235,426）。將部件浸入二氧六環(huán)，對甲苯磺酸，全氯乙烯和增稠劑的加熱溶液中。浸漬循環(huán)后，按照規(guī)定的程序對部件進行熱處理，漂洗和干燥。

5）酚

尼龍通常用80％的苯酚水溶液蝕刻。通常，處理是在室溫下通過刷在表面上并在約150°F下干燥約20分鐘來進行的。

6）次氯酸鈉

許多塑料，特別是熱塑性塑料和較新的熱塑性橡膠，可以通過使用下列成分（重量份）的溶液在表面上進行氯化處理：

水：95至97

次氯酸鈉，15％：2至3

濃鹽酸：1至2

部件可以在室溫下浸泡5到10分鐘，或者溶液可以刷在表面上同一時間。

其他處理

還有其他各種清潔和準備技術。許多這些程序是塑料加工獨有的，并且是為了克服許多塑料表現出的低表面活性而開發(fā)的。為了在大多數情況下獲得效果，這些處理需要先用溶劑除去表面污染物或清潔劑清潔。

1）引物

底漆是一種增粘涂層，用于形成終涂層與塑料基材的更好的附著力。底漆可以是任何數量的化學類型，包括硅烷，聚氨酯聚合物，異氰酸酯，腈酚醛樹脂或乙烯樹脂。為了保護基材免于再次污染，在完成其他表面處理程序后，通常需要在表面上涂上底漆。

2）火焰

許多塑料（如聚烯烴，縮醛，含氟聚合物和聚碳酸酯）對火焰的撞擊會使表面氧化，從而提供更高水平的表面能和更好的薄膜附著力。

這個過程可以在復雜的形狀和模制部件上特別有效。過熱空氣（1000°F）的功能與火焰相同。

3）暴露于紫外線輻射

來自紫外線源的高強度輻射提供了離子化或高度極性的表面。

4）干燥

由于許多塑料容易吸收大氣中的水分，簡單的烘箱干燥可能是有效的

5）等離子體處理

大多數塑料受益于等離子處理。部件暴露于氣體中，通過射頻或微波放電將其電離。有效的氣體包括氖氣，氦氣，氧氣和濕氣。

盡管在改善表面條件以提高膜層附著力方面非常有效，但這一過程通常受限于較小組件和部件的設備限制。

6）電暈放電

對于薄膜和其他薄規(guī)格塑料，通過在兩個電極之間通過可以改善表面張力。這種處理適用于高速操作。