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1、塑料件喷漆培训工程部主要内容(1)一一、塑料件的表面、塑料件的表面(一一)塑料的表面塑料的表面 1.1.表面张力表面张力 2.2.涂料的附着涂料的附着 3.3.涂层的附着涂层的附着 二、塑料的表面处理二、塑料的表面处理(一一)表面处理的目的与作用表面处理的目的与作用(二二)表面处理的方法表面处理的方法 1.1.溶剂处理溶剂处理 2.2.火焰处理火焰处理 3.3.退火处理退火处理主要内容(2)三、涂料与涂装三、涂料与涂装(一一)涂装的分类涂装的分类(二二)涂装设计涂装设计 1.1.涂装设计的内容涂装设计的内容 2.2.涂装设计的目的的意义涂装设计的目的的意义 3.3.涂装工艺设计涂装工艺设计(三
2、三)涂料施工性能涂料施工性能(四四)涂装的缺陷涂装的缺陷 1.1.缺陷的分类缺陷的分类 2.2.缺陷的来源缺陷的来源 3.3.缺陷缺陷 的分析方法的分析方法一、塑料件表面与附着(一一)塑料表面的基本性质塑料表面的基本性质化学结构化学结构:塑料表面的化学结构起支配作用塑料表面的化学结构起支配作用,尤尤其是游离的原子和原子的作用其是游离的原子和原子的作用;结晶度结晶度:结晶度不一样结晶度不一样,表面张力有很大的差别表面张力有很大的差别,无定形的结晶表面的表面张力较大无定形的结晶表面的表面张力较大;聚合物表面结构与其内部结构的差异聚合物表面结构与其内部结构的差异,加工工艺加工工艺中添加的助剂的种类数
3、量及向表面迁移的程度都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与聚合物表面的特性有关;弱界面层弱界面层(WBL)(WBL)影响表面的微观形态影响表面的微观形态,对附着力对附着力有很大的影响有很大的影响.1.表面张力金属的表面张力金属的表面张力:500-5000:500-5000达因，塑料小于达因，塑料小于100100达因达因塑料的表面张力不能直接测定塑料的表面张力不能直接测定,常用临界张力评价常用临界张力评价(即用已知表面张力的不同液体即用已知表面张力的不同液体,在同一固传票表面在同一固传票表面测定屯液滴有按触角测定屯液滴有按触角).).注注:所测的不是固体表面的真正表
4、面对面张力所测的不是固体表面的真正表面对面张力 一般认为一般认为:产品表面张力必须大于产品表面张力必须大于3737达因达因,涂料方可涂料方可附着附着,涂料的表面张力一般为涂料的表面张力一般为3030达因达因润湿铺展的必要条件润湿铺展的必要条件:液体的表面张力必须小于固体液体的表面张力必须小于固体的表面张力的表面张力铺展开铺展开:表面张力好表面张力好,滴液回缩滴液回缩:表面张力差表面张力差2.涂料的附着力 要有好的附着力要有好的附着力:必须满足下列条件必须满足下列条件:对塑料底材对塑料底材:涂料能很好的润湿底材涂料能很好的润湿底材;润湿张力和铺展功达到最大润湿张力和铺展功达到最大 界面表面张力达
5、到最小界面表面张力达到最小 底材与涂料树脂的溶解参数相近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表面处理使底材表面活性化 对涂料对涂料:涂料要有很好的流变特性涂料要有很好的流变特性,流动性与流平性好流动性与流平性好,不流淌不流淌,不流挂不流挂 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,形成互混界表层形成互混界表层,同时不会对成膜后产生收缩应力同时不会对成膜
6、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则对良好的附着力最为理想理想3.涂层的附着溶解度参数与附着溶解度参数与附着:塑料底材塑料底材,涂料中的树脂及溶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要的物性指标内应力与附着内应力与附着:内应力对涂料附着内应力对涂料附着,涂装缺陷的产涂装缺陷的产生以及涂层的破坏有着直接的关系生以及涂层的破坏有着直接的关系表面结晶一附着表面结晶一附着:聚乙烯聚乙烯,尼龙尼龙,聚丙烯等都是结晶聚丙烯等都是结晶度高的聚合物度
7、高的聚合物,分子排列规整分子排列规整,聚集态紧密聚集态紧密,分子间分子间作用力强作用力强,它们的拉伸强度刚性硬度耐热性耐溶剂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性耐化学品性比较高,但是表面张力低但是表面张力低,一般的溶一般的溶剂不能溶解或溶胀它们的表面剂不能溶解或溶胀它们的表面,因此不利于涂料的因此不利于涂料的附着附着.二塑料的表面处理(一)塑料件表面处理的目的和作用:清除表面静电清除表面静电,除去吸附灰尘除去吸附灰尘,溶剂或表面活性溶剂或表面活性剂清洗剂清洗,离子化空气除尘离子化空气除尘清除脱模剂等清除脱模剂等.溶剂擦拭溶剂擦拭,碱洗碱洗,超声波清洗超声波清洗修理加工产生的表
8、面缺陷修理加工产生的表面缺陷(毛刺毛刺,裂纹裂纹),),打磨打磨,喷喷底漆等底漆等表面改性表面改性,增强涂层附着力增强涂层附着力封闭和防止增塑剂迁移等封闭和防止增塑剂迁移等(二)、表面处理的方法:1.清洗,擦拭等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而溶剂侵蚀除去污染物之外,材料表面也有所改变材料表面也有所改变选择适当
9、的溶剂对底材进行处理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清除表面取用集的增塑剂,脱模剂等脱模剂等表面氧化分解表面氧化分解,或紫外线老化后的粉化分解产物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溶剂处理后底材表面适度溶胀,使表面更易渗透涂料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：火焰处理的原理：火焰处理包含着一系列复杂的物理、化学反应。火火焰处理包含着一系列复杂
10、的物理、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。了其吸附液体的能力。图解如果液体
11、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控制 火焰处理的效果同以下因素有关：火焰处理的效果同以下因素有关：空气与燃气的比例空气与燃气的比例.被处理物的过火时间被处理物的过火时间.火焰距被处理物表面的距离火焰距被处理物表面的距离 由图三可知由图三可知,要达到最佳的处理效果要达到最佳的处理效果,必须使三个因素都达到必须使三个因素都达到最佳的控制点最佳的控制点.我们采用了氧分析仪实时监控氧含量，并通我们采用了氧分析仪实时监控氧含量，并通
12、过线性流量阀控制空燃比例，使火焰具有最佳的活性。对于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。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过火区域一般选择从焰根20mm20mm处向外处向外200mm200mm高度的范围，高度的范围，这个深蓝色的区域富含大量离子这个深蓝色的区域富含大量离子,是火焰的活跃区。是火焰的活跃区。火焰处理的优点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，都有其唯一的特点。采用化学
13、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，不会对环的原料是易于获得的廉价且清洁的燃气，不会对环境造成危害；火焰设备易于维护；同时通过调整火境造成危害；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。大提高效率。火焰头可以安装在机械手上以处理
14、大火焰头可以安装在机械手上以处理大的、复杂的零件。的、复杂的零件。火焰处理的应用范围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),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
15、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。退火方法退火方
16、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料品种的不同，调节退火温度，一般用低于制品热变形温度10102020度，过高温度中制品要变形，但不能温度过低，过低度，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。温度退火，不能达到退火效果。塑塑 料料温度（度）温度（度）处理时间（分钟）处理时间（分钟）尼龙尼龙1301513015 ABS80-10716-20ABS80-10716-20 PC125-13030-40PC125-13030-40 PE10060P
17、E10060 PP15015-30PP15015-30 PMMA70-9830-60PMMA70-9830-60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 涂料在成膜过程中涂料在成膜过程中,由于溶剂的蒸发由于溶剂的蒸发,冷却或化学交联反应以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时溶剂挥发而引起的体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积怍缩产生内应力.怍收缩应力的大小与树脂的种类有关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含溶剂多的传统溶剂性涂料比固含量高的涂料产生的可
18、能性大性大,收缩应力与溶剂的挥发速度有关收缩应力与溶剂的挥发速度有关,快迅蒸发溶剂引起体积快迅蒸发溶剂引起体积急剧收缩急剧收缩,应力来不积释放应力来不积释放,应力集中在附着最薄弱的区域应力集中在附着最薄弱的区域,如边角如边角,接缝接缝,空穴周围等空穴周围等.应力分布不均匀应力分布不均匀,宏观世它对涂料的附着强度影响很大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通常加入增塑剂增韧,或添加无机填料或添加无机填料;控制溶剂挥发速度控制溶剂挥发速度,加热固化的升降温度及固化交联速长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
19、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
20、设计涂装设计 1.1.涂装设计的关键内容涂装设计的关键内容:底材的化学结构底材的化学结构,物理性能的基础信息物理性能的基础信息 产品的形状产品的形状,表面状态表面状态,涂装的部位确认涂装的部位确认 涂装的目的和对涂装效果的欺望值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确认涂装的批量和涂装的成本 涂装的方法的设备的选择涂装的方法的设备的选择 表面处理工艺的方法的选区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料的选择和涂装工艺 涂装方法的选择涂装方法的选择 干燥和固化条件的选择干燥和固化条件的选择 涂层性能检验方法和指标涂层性能检验方法和指标 生产环境的管理要求生产环境
21、的管理要求2.涂装设计的目的和意义 耐溶剂性耐溶剂性,润湿性润湿性,附着力热变形温度和干燥条件附着力热变形温度和干燥条件 预处理方法选择的前提预处理方法选择的前提 对涂装位置的计划对涂装位置的计划 选择适当的涂料选择适当的涂料 强化生产成本管理强化生产成本管理 确定在现已有的设备上实施或改进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确认预处理的主要目的,优化预处理程序优化预处理程序 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材料
22、的耐热性和生产效率和提高与涂料固化条件相协调 确认产品的质量确认产品的质量 符合劳动保护和环保法规的要求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塑料件涂装特别注意以下问题 底材的表面状态底材的表面状态(表面手感度表面手感度,内应力产生
23、的变形内应力产生的变形,裂纹裂纹,表面的极性表面的极性,一般表面极性大一般表面极性大,结晶度低的产品与结晶度低的产品与涂料附着力好涂料附着力好.助剂的表面浓度助剂的表面浓度(塑料制品中增塑剂向表面迁移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制品表面带电状况:塑料表面容易由摩擦产生塑料表面容易由摩擦产生静电静电,因此因此,其表面很容易吸附灰尘其表面很容易吸附灰尘,涂装前必须涂装前必须除静电处理除静电处理(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
24、,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,
25、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生产过程产生的不良现象及不良原因多种多样生产过程产生的不良现象及不良原因多种多样,千变千变万化万化,同一种不良现象可能是由不同因素引起同一种不良现象可能是由不同因素引起,同一同一种因素可能产生不同的不良现象种因素可能产生不同的不良
26、现象,有很多不确认的因有很多不确认的因素素(可能有些突发不良现象产生了可能有些突发不良现象产生了,却找不到产生不却找不到产生不良的原因良的原因),),总的概括起来不外于就是人为因素、环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、作业方法这境因素、机器设备方面、原材料因素、作业方法这五方面因素五方面因素由此可见由此可见:分析涂装缺陷产生的原因一定要针对实际分析涂装缺陷产生的原因一定要针对实际情况情况,思路要开阔思路要开阔,同时需积累经验同时需积累经验,切忌生搬硬套切忌生搬硬套,涉及的某些理论分析是由理想的模式出发的涉及的某些理论分析是由理想的模式出发的,实际情实际情况要复杂得多况要复杂得多.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!