涂料表面处理技术浅析

正如可以预料的那样，清洁和制备塑料表面的程序几乎与聚合物类型一样多。一些程序便宜并且容易完成;其他人不是。大多数塑料类型都有一些强烈建议的程序，以获得的涂层表面处理效果，但用户往往面临许多同样有效的选择，或者更糟的是，在强度水平方面存在相互矛盾的建议。

塑料可以以多种形式获得：模塑，片材，成型部件，泡沫和薄膜。许多聚合物可以容易地混合在一起以实现特定的性质。填料和增塑剂也包含在树脂基体中以产生某些特性。显然，即使主要成分保持不变，相同的表面处理程序也可能不适用于每种情况。

塑料和涂层的制造商应准备好提供适当的表面处理技术的建议，以便与产品一起使用。但是，由于用户需求差异很大，即使制造商可能也没有针对个人情况的明确答案。可能需要进行相当多的实验才能确定给定操作的适当技术。

本章其余部分概述的程序集中在技术上，而不是塑料上。然而，在适当的情况下，某些技术列出了它们适合的聚合物类型。

后，许多过程使用危险，腐蚀性，有毒，易燃或有毒化学品，处理方法，工人培训和适当的控制程序对于降低工作环境中的风险至关重要。

溶剂清洗

溶剂作用通过溶解不需要的物质来消除表面污染。这是简单和常用的程序，常常是更复杂程序的步。

有机溶剂和水是推荐的溶剂。有机溶剂可以是易燃或不可燃的。常用于塑料的是丙酮，，异丙醇，甲醇，甲苯，1,1,1-三氯乙烷，石脑油，有时是氟利昂（单独使用或与其他溶剂混合）。水便宜且容易获得，但通常具有微量的杂质，这也会污染表面。经常推荐的是蒸馏水或去离子水。水常常用作其他表面处理程序的冲洗剂。

这些溶剂可以在像塑料上擦拭湿布一样简单的工艺中使用。浸泡是一种通常通过将部件浸入漩涡浴中并通过加热完成的技术

用于加速溶剂作用。喷雾清洁具有利用喷雾力清除污染的优点。蒸汽脱脂要求塑料部件悬挂在沸腾的溶剂罐上。当蒸汽凝结在零件上时，表面上的恒定流量将其清洗干净。

超声波脱脂利用声波的高频振动去除溶剂浴中的污染物。

在所有情况下，建议经常更换或过滤溶剂以防止残留物积聚和再次污染。应彻底检查溶剂与塑料的相容性。由于一些塑料吸水，应该小心。清洗后通常使用热来干燥零件，但热量很容易使热塑性塑料变形。

洗涤剂清洁

肥皂和洗涤剂在塑料部件中的作用是在家用洗碗机和洗衣机中完成的。

在热水或冷水溶液中容易实现油，油脂和一些脱模剂的乳化。 洗涤剂清洁通常用作机械处理的初步步骤。

清洁工的名字很熟悉，因为他们经常在家中找到物品。 象牙皂，阿贾克斯，硼砂和磷酸三钠都被推荐用于各种清洁操作，并且做得很好。

除非塑料对水敏感，否则浸入式清洗非常有效。 用中等硬度的刷毛擦洗很适合清除许多污染物。

必须监控清洁度。 清洁水冲洗是必不可少的，因为肥皂如果不洗掉就可以作为污染物。 建议在高温下彻底干燥。

机械

物理擦洗塑料表面可去除氧化物和污染层。 在机械处理之前必须先进行溶剂清洁或清洁剂清洁，以避免将表面污染物擦洗到粗糙表面中。 这个过程通常在化学处理之前进行。

无论是湿的还是干的砂磨都是一种常用的工艺，使用40-400的砂砾尺寸，具体取决于要移除的表面数量和所需的表面光洁度。 较软的塑料显然更容易受到损坏。 对于配置复杂的部件，喷砂（湿或干）或金属丝

刷牙更合适。 砂粒的大小和类型可以变化，以获得适当的表面处理。 加工可以用于暴露新鲜的塑料层进行涂覆。

在所有情况下，应对粗糙表面进行抽真空或空气吹扫以去除残留的灰尘或砂砾。

还建议使用溶剂擦拭或水冲洗，然后进行高温干燥。

化学处理

通常，有效的表面处理是对待涂覆的塑料进行化学蚀刻。 物理和化学特性都可以改变，以改善浸润和胶片附着力。

几乎总是在化学处理之前进行一次或多次清洁操作以去除表面污染。

这些先前的操作减少了溶液污染并确保了溶液和基材之间的相互作用

通常，将表面洗涤或浸入含有酸，碱，氧化剂，氯化剂或其他高活性化学品的浴中。 每个程序都需要控制活性成分的重量份数，溶液的温度和浸渍的经过时间。 有些程序具有广泛的成分比例，而其他程序则相当具体。 溶液的温度与浸泡时间成反比; 也就是说，温度越高，暴露越短。

几乎所有的化学蚀刻过程都需要水冲洗（一次或两次），建议高温干燥。 对于活性成分处理，必须在适当的时间间隔内对溶液强度进行监测和更新。

1）硫酸 - 重铬酸盐蚀刻

迄今为止常用的塑料部件推荐使用的化学处理方法是在丙烯腈 - 丁二烯苯乙烯（ABS），乙缩醛，三聚氰胺或尿素，聚烯烃，聚苯醚，聚苯乙烯，聚砜和苯乙烯 - 丙烯腈（SAN）。 对于每种塑料，建议使用不同的成分比例和浸泡温度和时间。

以下列表可作为可能的参数范围的指南：

虽然范围非常广泛，但实验试验与测试结果相结合可以让用户确定给定塑料的合适值。

2）钠蚀刻剂

对于真正困难的表面涂层，如各种氟塑料和一些热塑性聚酯，必须使用高度活性的材料。将金属钠（2至4份）分散在萘（10至12份）和四氢呋喃（85至87份）的混合物中。

在环境温度下浸泡时间约为15分钟，随后在水冲洗前用溶剂（酮）彻底冲洗。

3）氢氧化钠

20重量份氢氧化钠和80份水的混合物是热塑性聚酯，聚酰胺和聚砜的有效处理。将溶液加热至175至200°F并浸泡2至10分钟是适当的。

4）Satinizing

Satinizing是杜邦公司为其均聚物级缩醛开发的工艺（美国专利3,235,426）。将部件浸入二氧六环，对甲苯磺酸，全氯乙烯和增稠剂的加热溶液中。浸渍循环后，按照规定的程序对部件进行热处理，漂洗和干燥。

5）酚

尼龙通常用80％的苯酚水溶液蚀刻。通常，处理是在室温下通过刷在表面上并在约150°F下干燥约20分钟来进行的。

6）次氯酸钠

许多塑料，特别是热塑性塑料和较新的热塑性橡胶，可以通过使用下列成分（重量份）的溶液在表面上进行氯化处理：

水：95至97

次氯酸钠，15％：2至3

浓盐酸：1至2

部件可以在室温下浸泡5到10分钟，或者溶液可以刷在表面上同一时间。

其他处理

还有其他各种清洁和准备技术。许多这些程序是塑料加工独有的，并且是为了克服许多塑料表现出的低表面活性而开发的。为了在大多数情况下获得效果，这些处理需要先用溶剂除去表面污染物或清洁剂清洁。

1）引物

底漆是一种增粘涂层，用于形成终涂层与塑料基材的更好的附着力。底漆可以是任何数量的化学类型，包括硅烷，聚氨酯聚合物，异氰酸酯，腈酚醛树脂或乙烯树脂。为了保护基材免于再次污染，在完成其他表面处理程序后，通常需要在表面上涂上底漆。

2）火焰

许多塑料（如聚烯烃，缩醛，含氟聚合物和聚碳酸酯）对火焰的撞击会使表面氧化，从而提供更高水平的表面能和更好的薄膜附着力。

这个过程可以在复杂的形状和模制部件上特别有效。过热空气（1000°F）的功能与火焰相同。

3）暴露于紫外线辐射

来自紫外线源的高强度辐射提供了离子化或高度极性的表面。

4）干燥

由于许多塑料容易吸收大气中的水分，简单的烘箱干燥可能是有效的

5）等离子体处理

大多数塑料受益于等离子处理。部件暴露于气体中，通过射频或微波放电将其电离。有效的气体包括氖气，氦气，氧气和湿气。

尽管在改善表面条件以提高膜层附着力方面非常有效，但这一过程通常受限于较小组件和部件的设备限制。

6）电晕放电

对于薄膜和其他薄规格塑料，通过在两个电极之间通过可以改善表面张力。这种处理适用于高速操作。