1.消除應(yīng)力
塑料制品成型后表面有殘留應(yīng)力,特別是注射成型的塑料制品殘留應(yīng)力較大,涂裝時(shí)和溶劑、油脂等接觸會(huì)發(fā)生開裂或細(xì)紋,影響涂膜質(zhì)量。因此,涂裝前必須先進(jìn)行消除應(yīng)力的處理,消除應(yīng)力的方法有退火法和用溶劑清洗消除法。
(1) 退火法 退火法是將塑料加熱到一定溫度然后再緩慢降溫,使塑料內(nèi)部的應(yīng)力得到釋放。退火溫度一般比塑料熱變形溫度低10℃。常用塑料的一些性能參數(shù)見下表。不過,塑料即使經(jīng)過退火處理后,仍會(huì)留有殘余應(yīng)力。表面質(zhì)量要求高的制品最好選用耐溶劑型良好的塑料制品。
圖表 常用塑料及其性能
(2)溶劑清洗法 當(dāng)塑料制品表面噴涂適當(dāng)?shù)娜軇┖,在溶劑的作用下局部的高?yīng)力區(qū)會(huì)發(fā)生應(yīng)力釋放,塑料表面變得粗糙,從而使整個(gè)制品表面的應(yīng)力變得均勻。一般使用溶劑的基本組成為:醋酸丁酯45%;醋酸乙酯2596;醇類溶劑15%;其他溶劑15%。
2.清除表面污物
塑料制品在成型過程中其表面往往黏附脫模劑(例如常用的有機(jī)硅油系脫模劑和硬脂酸類脫模劑)、機(jī)油、塵土等污物。這些污物如果不加清除即涂裝涂料,則會(huì)影響涂膜的附著力。因而,涂裝前應(yīng)進(jìn)行清除。清除的方法有溶劑清洗法、用中性或堿性清洗劑清洗或使用砂紙打磨等。
(1)使用溶劑清洗 使用溶劑清洗時(shí)一般將布浸漬溶劑后擦拭塑料制品表面,將油污擦除干凈即可。使用的溶劑應(yīng)不得對(duì)塑料制品造成侵蝕,且揮發(fā)速率應(yīng)快。對(duì)于非結(jié)晶型的熱塑性塑料,如溶劑和塑料的溶解度參數(shù)接近時(shí),溶劑會(huì)對(duì)塑料表面產(chǎn)生溶解作用,因此應(yīng)選用兩者的溶解度參數(shù)差別大的溶劑。
一般來說,對(duì)溶劑敏感的塑料,如ABS塑料和聚苯乙烯塑料等,宜選用低級(jí)醇類溶劑,如乙醇、異丙醇或揮發(fā)性快的脂肪族溶劑,如乙烷、庚烷等作為清洗劑,而對(duì)于溶劑不敏感的塑料,如熱固性塑料和結(jié)晶性高、表面活性低的聚烯烴類塑料,可用芳香烴類溶劑,如酮系溶劑(丙酮、甲基異丁基酮)等進(jìn)行清洗。
(2)使用中性或堿性清洗劑進(jìn)行清洗 中性或堿性清洗劑都能夠用于清洗塑料表面的油污,如表面黏附的有機(jī)硅系脫模劑等。如果用中性清洗刺不能清洗干凈時(shí),可用2%的碳酸鈉水溶液,在50℃時(shí)浸洗lOmin,即能夠清洗干凈。
(3)采用砂紙進(jìn)行打磨 對(duì)于使用清洗劑不能夠徹底清除的塑料表面,可以采用細(xì)砂紙打磨,然后再用中性或堿性清洗劑進(jìn)行清洗。
3.消除靜電
塑料制品容易帶靜電,因而表面容易吸附灰塵,影響涂膜的附著,涂裝前應(yīng)進(jìn)行消除。消除的方法有:①通過靜電裝置使空氣離子化,再用壓縮空氣將該離子化的空氣吹向塑料表面,該法既能夠清除靜電又能夠除塵;②在塑料制品表面涂刷防靜電溶液(使用該法時(shí)不應(yīng)對(duì)涂料的附著產(chǎn)生影響);③在制造塑料時(shí)添加防靜電劑。
4.表面改性
塑料制品涂裝涂料時(shí),涂料與塑料表面的附著力是特別重要的問題,由于許多塑料結(jié)晶度大,與涂料的結(jié)合力低。因此,涂裝前需要使用物理或化學(xué)的方法進(jìn)行處理,改變其表面狀態(tài)或性質(zhì),以提高涂膜的附著力。進(jìn)行表面改性的方法有機(jī)械處理法,溶劑侵蝕法、化學(xué)氧化處理法、低溫等離子體處理法、紫外線照射法和電暈處理等。
(1)噴砂處理法 采用高壓噴砂時(shí)要使用帶有棱角的磨料,在高壓空氣氣流的沖擊下,磨料磨蝕塑料表面,使塑料表面變得粗糙。該法的優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得所需要的粗糙度,使涂膜的附著力得到保證;缺點(diǎn)是嵌入塑料表面的微細(xì)顆粒難以清楚干凈,而使表面變得過度粗糙。此法適宜于厚壁制品。
(2)溶劑侵蝕法 使用丙酮、環(huán)己酮等處理聚氯乙烯;使用三氯甲烷、酮類溶劑、酯類溶劑等處理聚碳酸酯塑料;使用某些脂肪烴和三氯乙烷等處理聚烯烴類塑料。
(3)化學(xué)氧化處理法將塑料制品浸入強(qiáng)氧化劑溶液中,使制品的表面生成C一O鍵,能夠增強(qiáng)涂料與制品表面的結(jié)合力。強(qiáng)氧化劑溶液的配方和操作條件見表。
圖表 強(qiáng)氧化劑溶液的配方和操作條件
(4)低溫等離子體處理法 氣體處于強(qiáng)磁場和非常高的溫度下會(huì)形成含離子、電子和中子的等離子體,其中有溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度的平衡等離子體和低于550℃的非平衡等離子體。后者通常稱為低溫等離子體。使用高頻波、微波等在13~1.33Pa的壓力下產(chǎn)生的低溫等離子體,作用到塑料表面時(shí),由于電離狀態(tài)的氣體和紫外線等能量的作用,使塑料表面發(fā)生化學(xué)變化,能夠提高塑料制品表
面的涂膜的附著力。對(duì)聚乙烯塑料,用氧等離子體、惰性氣體等離子體處理的效果都好。對(duì)聚丙烯塑料,用氧等離子體處理的效果較好,而用惰性氣體等離子體處理的效果不好。
(5)紫外線照射法 用高能量短波紫外線照射處理,能夠使塑料表面生成極性基團(tuán),提高涂膜的附著力。對(duì)溫度敏感的熱理性塑料,可用低壓水銀燈110W的渦卷型低壓水銀燈,距離燈中心5cm處約為40℃,因低壓水銀燈功率低,根據(jù)用途,可使用渦卷型或管間隔小的燈,以增加對(duì)被處理物的照射量。為了提高處理效果,照射距離應(yīng)盡量短。用低壓水銀燈照射熱塑性塑料,照射約5min,效果就很好。對(duì)于聚丙烯、聚甲醛,照射時(shí)間短,效果不好。低密度聚乙烯接觸芳香烴系溶劑后,如用紫外線照射5min,涂料附著性能更好。一般來說,用紫外線處理板狀制品效果好,對(duì)形狀復(fù)雜的效果不佳。操作時(shí),應(yīng)戴好防護(hù)眼鏡,并必須有排氣設(shè)施,以排除臭氧。
(6)電暈處理 該法也稱電火花處理,是利用尖端型和狹縫型電極,因高電壓使空氣電離產(chǎn)生臭氧,臭氧使塑料表面發(fā)生氧化,增加極性,同時(shí)電場中產(chǎn)生動(dòng)態(tài)電子,不斷沖擊塑料表面,增加表面粗糙度,提高涂膜的附著力。此法較適用于處理吹塑薄膜。