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1、ABS 塑料制品表面前处理与涂装工艺探讨摘要 介绍了ABS 塑料制品的表面处理及涂装工艺，分析探讨了由于ABS 塑料材质的特殊表面特征而对其前处理及涂装的一些特殊要求。关键词 ABS 塑料；表面处理；涂装工艺。Abstract ABS plastic products, surface treatment and coating process, analysis of ABS plastic material due to the special surface characteristics and its pre-treatment and coating of some special
2、 requirements. Key words ABS Plastic; surface; coating process. 塑料材料因其质轻、价廉、耐腐蚀性优越，传热导电性差、制造方便、易压制成形状复杂的器件等优点在工业产品、家用电器外壳、医务用品、电子元件等方面上得到广泛的应用。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
3、、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。本文对ABS塑料制品的前处理及涂装工艺进行介绍，分析探讨由于ABS 塑料材质的特殊性而对其前处理及涂装的一些特殊要求。1 表面特性ABS(丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物) 属热塑性树脂类塑料，具有较高的机械强度和良好的加工性能，但其硬度低、耐候性较差、耐溶剂性差，可通过塑料表面的二次加工来改善，而涂装是塑料表面二次加工的重要方法之一。ABS 塑料在涂装时常出现附着效果不好、失光、麻点等问题，其原因主要有，表面张力(小于100 mN/ cm) ，溶解度参数与涂料中树脂、溶剂的溶解度参数差异较大，在成型时产生的内应力易产生漆膜
4、裂纹或降低涂层光泽等缺陷，表面易产生静电和吸附灰尘，影响涂装效果。2 表面前处理塑料表面的油污会极大地降低涂料的附着力，产生龟裂、起泡或脱落，油污中含有脱膜剂(硬脂酸盐、蜡、聚乙烯醇等) 、助剂(增塑剂、防静电剂、润滑剂、防老剂、防燃剂) 、其他(润滑油、灰尘) 等；塑料是绝缘体，易产生静电吸附灰尘，影响涂装外观质量。为了提高涂料在塑料表面的附着力和减少塑料涂层上的缺点，涂装前必须对塑料进行表面前处理。2. 1 处理方法(1) 手工擦拭法 这种处理方式劳动强度大,通常应用于产量低的情况。手工擦拭弊病很多，由于人工的原因，导致质量不稳定，已擦脏的布会导致塑料表面再次污染，而且溶剂对操作者有害，污
5、染环境。(2) 溶剂蒸气脱脂法 该方法能有效地除去表面的油污、脱膜剂、防静电剂等弱界面层，使表面粗化多孔，从而提高涂料的附着力。但高温作业不利于安全生产。(3) 水溶液处理法 水溶液处理法尤其适合产量大、生产效率高的情况，这种处理方法具有质量稳定、环境危害轻、成本低、易操作等优点，正在逐渐取代上述两种方法。(4)退火处理法 消除表面应力和改变结晶性最常用、最有效的方法在成型过程中，不均一的冷却可能在局部或表面产生残余应力或局部结晶化，它们都不利于涂料的润湿和涂层的附着，在溶剂处理前先进行退火处理以除去残余应力，可更好的降低裂纹发生。 (5)表面活性剂 清除表面灰尘，迁移至表面的助剂、表面加工剂
6、等，它除去无机杂质更方便、更容易，而溶剂处理除去油脂类更有效。(6)底涂处理法 底漆和面涂互补：底漆缺乏美观，耐侯性差，面漆易被底材吸收，填充性不好，附着力差。附着力好，对基体有良好的粘结力，无特殊破坏作用下，不易脱落；有较好填充性和打磨性，经打磨后，在一定程度上能填充基体表面细微缺陷；有较好耐溶剂性，涂底漆后绝大多数都是要涂面漆的，这就要求底漆干透后能抵抗面漆中强溶剂不被咬起；底漆与面漆有很好的结合力，借助面漆中的溶剂能轻度重溶底漆表面，使底、面漆之间有一层微溶衔接层，以提高结合力。 2. 2 工艺流程预脱脂脱脂一次水洗二次水洗去离子水洗活化吹干水分烘干(7075 ，15 min)ABS 塑
7、料制品的前处理可以流水线生产，各工序全部采用喷淋处理并通过悬链运送，设备采用密封防尘室体结构。2. 2. 1 脱脂一般采用含有表面活性剂的水系脱脂剂喷淋清洗，时间23 min ，喷射压力2030 PSI ，温度4555 。脱脂配方含有磷酸盐、硅酸盐、表面活性剂、无机矿物质等。脱脂剂在重复使用时，槽液中的杂质、污物积累，会造成塑料表面污物的再次附着，影响涂层质量，因此应加强槽液的过滤与更新管理。水系脱脂剂脱脂效果好、质量稳定，但其排放的废水中含有磷。同时它是一种低侵蚀产品，对低碳钢材质的槽体和设备内部必须衬玻璃钢，延长设备的使用寿命。针对上述两点，建议采用不锈钢结构的设备和槽体，以增加设备的使用
8、寿命，排放前废水必须治理达标后才能排放。2. 2. 2 活化活化是采用含有水性高分子的水系表调剂来处理的工艺，可以采取室温喷淋方式，时间1 min ，喷射压力714 PSI。活化的作用有助于去除硬水，把含憎水基的塑料表面转换为含亲水基的表面，在塑料表面形成一层均匀的薄膜，厚度不超过5 nm ，但其改进了涂料对塑料表面的润湿性和附着力。活化后要用洁净的压缩空气吹干，并在7075 烘干15 min。2. 3 表面清洁度塑料表面处理后必须进行其清洁度的检查,以保证随后的涂装质量。(1) 观察接触角在处理后的塑料表面滴上液滴，完全铺展说明处理效果好，接触角小。(2) 水浸润法将处理后的塑料制品浸入水中
9、,取出后观察水膜的完整性。(3) 测定涂层附着力采用GB 9286 88 色漆和清漆漆膜的划格试验法，如果附着力差，排除了涂料、环境、人为操作等其他问题，就可能是塑料表面未清洗干净。3 涂装由于塑料表面特殊结构，虽然通过表面前处理对塑料表面进行改性，清除了弱界面层，活化塑料表面，增加了涂膜的附着力，但涂料的选择、涂装工艺和涂装环境管理也会影响涂层质量。3. 1 涂料涂料的选择须依据塑料的特殊性能和使用要求，对涂料选择应遵循如下原则： 基材塑料选择适当的成膜物树脂体系和溶剂体系，涂料对塑料基材既要具有良好的附着力，又不能过分溶蚀塑料表面，将表面能、极性、电荷、结晶度、溶解度参数考虑进去；涂料应满
10、足特定使用条件下的性能要求，如物理性能、化学性能和光电性能等；根据涂装方法和涂装工艺对涂料进行选择；最佳的性能/ 价格比；符合环境保护的有关要求。最重要的是必须遵从“相似相溶原则”，以保证ABS 与涂料树脂、溶剂的混溶性良好，使涂膜和塑料表面形成一个很薄的互溶层，增强粘着力。3. 2 涂装ABS 制品的热变形温度为75107 ,且ABS 制品表面电阻高，易产生静电,吸附灰尘，因此喷漆前一般都采用离子化空气除尘。涂装工艺流程：表面前处理后的ABS 制品离子化空气除尘空气喷涂底漆流平5 min 空气喷涂面漆流平10 min 烘干(7075 ，30 min) 。手工空气喷涂工艺的涂装效率只有20 %
11、30 %左右，涂料损失大，随着塑料制量的大幅度提高，建议批量大的ABS 塑料制品采取静电喷涂工艺。静电喷涂前必须先用离子化空气除静电(AS220 型延伸排列电离空气除尘器静电中和能力强) ，然后采用醇类溶剂对其表面进行导电性处理，降低其表面电阻，同时，静电喷涂要求严格控制涂料的电阻和粘度,通常涂料电阻值的最佳范围在3545 M ，涂料的施工粘度较空气喷涂低2s。采用静电喷涂的涂装效率可达到90 %左右。涂装效率计算公式:3. 3 管理表面处理后的制品应尽快涂装，同时应加强涂装环境清洁度管理，采取适当的防尘措施，保证涂装周围环境的清洁度。(1) 喷漆室除尘一般每周检查、清理喷漆室1 次，保证喷漆
12、室内的风速稳定，静电喷漆室风速为0. 20. 3 m/s。根据产量进行定期的检查、清理和更换喷漆室送、排风系统内的过滤材料。(2) 烘干室除尘每周对烘干室内部进行清扫，根据具体生产情况定期检查、清理过滤器。(3) 现场清洁每天清理生产现场，保证车间内尘埃许可度控制在尘埃粒5m以内、尘埃个数300 个/ cm3 以下。4 结论ABS 塑料制品涂装虽已在工业产品、家用电器外壳、医务用品、电子元件、摩托车行业等得到广泛的应用，但其前处理大部分厂家仍以手工擦拭与溶剂法结合使用,漆膜常出现开裂、附着性差等问题。对此，本文系统地介绍了ABS 塑料制品涂装前处理及涂装的一些工艺要求，批量大的产品可以采取静电喷涂工艺，提高涂装效率，降低涂装公害。 参考文献 1 刘登良. 塑料橡胶涂料与涂装技术M . 北京：化学工业出版社，2001. 2 王锡春等. 最新汽车涂装技术M . 北京：机械工业出版社，1997.
