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1、 专业工艺课程设计题 目： 家用电器塑料外壳涂装工艺设计 系： 化学化工学院 专业： 应用化学 班级： 0802 学号： 22 学生： 海茂 导师： 易翔老师 完成日期： 2011年6月12日-2011年6月25日 专业工艺课程设计任务书学院： 化学化工 专业： 应用化学 班级： 应化08级 ： 海茂 同组人员 慧敏 一课程设计题目：家用电器塑料外壳涂装工艺设计二课程设计容及设计要求：1 介绍家用电器塑料外壳涂装的发展动态,提出自己的设计思路。2 根据电器外壳涂装的质量要求，设计塑料外壳的前处理，涂装及后处理工艺。确定各工序的施工工艺规。并设计“三废”处理工艺与方法。3 对自己的设计容予以总结
2、和评价。4 撰写设计说明书。三课程设计时间安排：6月12日至6月25日第一周 查阅文献资料，确定设计方案和各工序的工艺规。第二周 编制设计说明书。第三周四主要参考资料：1 防护工艺设计，肖鑫编，院讲义。2 涂装工艺学，学敏，化学工业。3 涂装工艺与设备，立明，化学工业。指导教师： 易翔教研室主任：院教学院长：2011 年 6 月10日目录一、前言3二、涂装工艺设计62.1塑料制品涂装预处理的容和方法62.2塑料涂装工艺10 2.3涂装后处理工艺132.4 注意事项13三、工艺流程示意图14四、环保工艺设计16五、总结20家电塑料外壳涂料与涂装摘要本文综述了家电塑料外壳涂料与涂装及新技术进展。关
3、键词塑料涂料,家电涂料,塑料涂装,新技术一、前言 塑料材料因其质轻、价廉、制造方便等优点在家电外壳方面的应用越来越多,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、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。近年来塑料已成为家电外壳的主流材料,塑料涂料也从一般装饰性到特殊功能性,从溶剂型到水性发展很快
4、,具有广阔的前景。随着生活水平的不断提高,人们对家电外壳表面装饰和保护功能的要求越来越高,所用涂料朝着高性能化、多功能化和环保型的方向发展。新的高性能涂料具有高的综合性能,如耐腐蚀性能、抗划伤性及硬度等。亚光涂料在家电外壳的应用中越来越受欢迎,亚光涂料一般都是加入消光粉或填料进行消光的,使得涂料的耐划伤性能降低。塑料用有机硅树脂和氟碳树脂硬涂层具有优异的耐划伤性、耐擦伤性和耐候性等性能,近年得到迅速发展,已在塑料制品的涂装中广泛采用。在发挥优异保护作用的同时,家电涂料越来越注重具有其他特殊的功用,如电气功能、审美功能、保健功能等。塑料表面容易产生静电,涂装防静电涂料则可以避免静电的产生;而涂装
5、电磁屏蔽涂料则可以克服塑料基材不具备电磁屏蔽功能的缺点,保护家电自身免受电磁干扰或防止环境受到电磁污染。涂料的审美功能是涂料被赋予了新的功能,使人们在视觉、听觉、触觉等方面得到美感,提高舒适性。听觉美涂料可以防震、隔音等,使人们免受家电部机器噪音的干扰;触觉美涂料,使人们在触觉上获得新的美感。除臭涂料、杀菌涂料等具有保健功能。除臭涂料是在涂料中添加吸附力极强的矿物海沧石或活性碳微粒除臭剂,能消除塑料本身添加剂里挥发性物质及周围的怪味,制造一个良好的环境;杀菌涂料则可以杀灭周围环境中的细菌,使家电免受污染,起到保健作用。纳米技术在制得特殊功能塑料涂料中发挥着重要的作用,纳米抗菌塑料漆已用在冰箱、
6、空调等家用电器上。环保适应型的涂料是重要的发展方向。水性化塑料涂料不仅符合环保要求,而且可以降低成本,节约资源,此类涂料的研究越来越引起研究者的重视。总之,随着塑料材料在家用电器中越来越广泛的应用和涂料技术的不断进步,塑料用涂料已经取得并将会继续得到迅速的发展。奉献给人类的将是质轻、价廉、性能优异而美观的家用电器。本设计以涂装空调机外壳为例加以阐述。二、涂装工艺设计2.1 塑料制品涂装预处理的容和方法2.1.1 塑料制品除应力塑料制品成型后有残余应力，特别是注塑成型品，残余应力大，涂装时和溶剂，油等接触会发生开裂或细纹，影响涂层质量。因此，涂装前应作消除应力处理。 通常可用退火的方法消除塑料制
7、品的残留应力。退火一般控制在比塑料的热变形温度低10oC温度下进行。但即使进行退火处理，仍会有应力残留，表面质量要求高的制品，最好选用耐溶剂性良好的塑料制品。2.1.2 清除表面污物 塑料制品在成型过程中，其表面往往粘附脱模剂（常用硅系或硬脂酸）、机油、尘土等污物，影响涂层的附着力，涂装前必须进行清洗。常用的清洗方法如下：（1） 溶剂清洗 用布沾溶剂揩拭塑料制品表面，以除去油污。所用溶剂应不侵蚀塑料，且挥发速度应快，对于非结晶性的热可塑性塑料，如溶剂和塑料的溶解度参数接近时，溶剂会溶解塑料表面。因此，应选用溶解度参数相差较大的溶剂。常见溶剂的溶解度参数见表2-1（溶解度参数是物质聚能密度的平方
8、根，常用表示，它是与物质之间的引力和物质自身的聚力有关的一个参数）。一般说对溶剂敏感的塑料，如ABS，聚苯乙烯等，宜采用低级醇，如甲醇、乙醇、异丙醇或挥发性快的脂肪族溶剂如已烷、庚烷等作清洗溶剂。而对溶剂不十分敏感的塑料，如热固性塑料和结晶性高，表面活性低的聚烯类塑料，可用芳香烃系溶剂，如甲苯、二甲苯，酮系溶剂如丙酮、甲基异丁基甲酮等清洗。（2） 用中性或碱性清洗剂清洗 通常用清洗剂可以去除油污。如塑料表面粘附硅系脱模剂，用中性清洗剂不能除净时，可用2%的碳酸钠水溶液，在50oC下，浸洗10min,加以清除。（3） 砂纸打磨 如用清洗剂不能除净污物时，可以不含硅的砂纸打磨，再用中性清洗剂或碳酸
9、钠水溶液清洗。 本设计使用的溶剂清洗。2.1.3 除静电 塑料制品易带静电，因而灰尘容易在其表面吸附，影响涂装质量，涂装前应除去静电，除静电的方法有：1) 压缩空气通过火花放电装置使空气离子化，再吹塑料表面，既能除尘又能除静电。2) 在塑料制品表面涂防静电液。3) 在塑料中添加防静电剂，再制造成品。在应用2），3）法时，所用物质必须不影响涂层的粘附。表2-1 常见溶剂的溶解度参数溶剂挥发速度（乙酸乙酯为1）溶剂挥发速度（乙酸乙酯为1）脂肪族碳氢化合物正戊烷己烷庚烷正辛烷环己烷醚乙醚溶纤剂四氢呋喃二氧杂环已烷酮甲基异丁基甲酮甲基乙基甲酮丙酮环己酮醇丁醇7.17.37.47.68.27.77.99
10、.29.98.49.39.89.411.1-0.2-1.64.67.70.30.5异丙醇乙醇甲醇乙二醇脂肪酸乙酸酯乙酸丁酯乙酸乙酯乙酸甲酯芳香族二甲苯甲苯苯卤代烃三氯乙烷四氯化碳三氯乙烯11.512.814.715.712.68.59.09.78.88.99.28.58.69.31.9-1.04.26.8-本设计用2）法除静电。2.1.4 表面改性 涂层的附着力是塑料涂装中特别重要的问题，由于许多塑料结晶度大，极性小，与涂料的结合力低。因此，涂装前需用物理或化学方法进行处理，改变其表面状态或性质，如引入羧基、羟基、羰基等氧化基团，或增加表面粗糙度，增加表面的极性和化学活性，以提高涂层的附着力。
11、（1） 机械处理法 采用压力喷砂，使用带有棱角的磨料，在压缩空气推动下，高速冲击塑料制品表面。优点是可以获得所需的粗糙度，提高涂层的附着力。缺点是塑料因表面变粗糙而不透明，嵌入表面的微粒难于除净，此法适合于厚壁制品。（2） 溶剂侵蚀法 例如聚丙烯塑料可用下列步骤进行处理：先将制品加热到80oC左右，保持13min,再放入卤代烃如三氯乙烯的蒸气中，使塑料表面非晶体部分膨胀、侵蚀。蒸汽温度应严格控制，过高侵蚀过烈，表面受损，过低侵蚀不足，效果不佳。蒸气处理后应在最短时间，如3060s进行涂装，否则，侵蚀表面会恢复原状，失去处理效果。且应用氯化聚丙烯涂料作底层，才有较理想的结合力。经此处理，塑料表面
12、变粗糙，光泽会有所下降。 （3） 化学氧化处理 塑料制品浸入强氧化剂溶液中，使其表面生成碳-氢键，增加与涂料的结合力。化学氧化溶液配方及操作条件见表2-2。表2-2 塑料制品化学氧化溶液配方药品序 号12345含量/%重铬酸钾硫酸（96%以上）铬酸对甲苯磺酸氯乙烯二氧杂环己烷硅藻土磷酸水操作条件温度/oC时间/min适用围4.5885-余量1005PP,PE793-5060510PP及其他-200ml/L420g/L-6570510ABS-0.395.731-801200.20.5POM-40余量3010尼龙（4）火焰处理用可燃气体的氧化焰处理塑料制品的表面，能使其增加粗糙度和极性，提高涂层的附着力。火焰温度应保持在10002500oC,空气应稍过量，以保证火焰燃烧完全，处理时间必须短。（5）低温等离子体处理气体
