塑料表面二次加工的方式有表面喷涂、电镀、附膜、涂饰等手段,塑料表面涂饰是其中重要的工艺之一,通过塑料表面涂饰可达到以下几个目的:改善或提高制品表面的光泽、硬度、耐划伤性;提高耐候性、耐光性、耐溶剂性等性能;遮掩制品成型过程中产生的一些欠缺或划伤。
国外彩色塑钢门窗研究工作比较早,特别是西德、英国等国家于70年代已研究出性能可靠的各种塑料表面专用涂料。英国AIC公司研究出的彩色专用涂料具有独特的性能,可与塑料表面产生分子间化学交联,使涂膜十分牢固,不会产生脱落现象,并有极佳的稳定性、防污性、抗老化性,可延长塑料的使用寿命。此公司产品已在美、英、德、法、沙特等国家广泛应用,特别是沙漠地区增加了塑料表面防风沙、耐老化的性能。国内彩色塑钢门窗研究工作起步比较晚,目前采用喷涂工艺的彩色塑钢门窗产品不多,而且产品性能不可靠,选用的专用涂料性能不过关。因次,此次开题的目的就是立足国内,选用性能可靠的专用塑料型材的涂料进行喷涂,并提高产品附加值。
塑料涂膜与底材附着是凭借范德华力和化学键力,然后两者充分接近并使之有效地一起作用,这就要使涂料充分润湿底材。所谓充分润湿就是能在底材上自发展布;此外涂料中的溶剂对塑料表面的溶解,使涂膜与塑料表面有一个混层,亦有助于附着。
涂料对塑料表面的润湿和展布液体在固体表面上润湿和展布情况决定于展布功(Ws),RsL液体的界面张力I固体表面的粗糙度,即实际面积与其投影面积之比回缩;所以要涂料在塑料表面自发展布则Ws必须大于零,因此涂料和塑料表面张力对二者的附着是非常关键的,它决定涂料是否能充分润湿塑料,自发展布。
氯乙烯塑料用涂料的选择塑料的种类繁多,用途广泛,对涂料性能的要求也各不一样,产品的施工条件各不相同,因此选择何种涂料用于聚氯乙烯塑料涂饰是比较重要的,根据被涂料的性质来选择涂料,有两个条件:涂料对塑料必须具有良好的附着力;涂料不能过分溶蚀塑料表面。
塑料不同于金属,它也是高分子材料,不同的塑料有着它特有的结构和性能,对于极性较强的、表面张力比较高的塑料如聚氯乙烯塑料,在选择涂料时,应选具有一定量如羧基、羟基、环氧基等极性基团的树指,这样有利于附着力提高。硬质聚氯乙烯在成型过程中要加人一定量增塑剂,以保证塑料在模具内具有一定的流动及成品有一定的韧性。在塑料涂饰后增塑剂会不断向涂膜迁移,以至使涂膜变软,影响涂膜性能,同时考虑塑料表面涂饰的光泽丰满,耐污性强,耐老化性能好,在施工时干燥时间短。综合以上因素,选择聚氨酯类专用塑料涂料用于塑钢门窗表面涂饰。
国内专业生产塑料表面彩色喷涂的企业是:济南科来帮化工有限公司,该公司的喷涂工艺先进,涂料性能过关,但是价格昂贵,塑钢门窗单位面积成本增加60元/平方米;因此立足国内开发一种价格低性能好的硬聚氯乙烯专用涂料是此次研究的目的。
聚氯乙烯塑料型材:上海双化实业有限公司生产;聚氯乙烯塑钢门窗:上海双化实业有限公司生产;塑料专用涂料:上海市涂料研究所;专用助剂:稀释剂、抗静电剂、清洗剂、固化剂。
风淋装置、天平、料架、干燥设备等。
操作人员穿戴好工作服,备好喷枪工件、涂料、清洗剂,检查工件有无划痕、裂纹、缺损及其他毛病,对不符合标准要求的工作应予拣出,待喷支架到位,不需喷涂的部位采取保护措施,同时开启空压机。
用占有清洗剂的清洁布擦工作表面,去除污垢及油脂,工作表面风干后用吸湿的不起毛的清洁布擦表面,使底材一点水也不能有,特别是有机硅类化合物和油脂对涂层会造成灾难性损害,务必彻底清除,当清洗干净后再用抗静电剂清除塑料表面的静电。
喷涂工件水平放置,操作人员手握喷枪,均匀保持一定速度移动喷枪进行喷涂,喷涂完毕后放到固定的温度和湿度让塑料工件按一定程序固化、干燥。
聚氯乙烯专用涂料的选择和确定根据塑料用涂料选择的原则,在选择聚氯乙烯专用涂料时,考虑两个基本原则:(1)涂料对塑料必须有良好的附着力;(2)涂料不能过分溶蚀塑料表面。对于聚氯乙烯型材制品在选择涂料时,应选具有一定量如羧基、轻基、环氧基等极性基团的树脂;考虑到聚氨酯涂料干燥快、耐污性强、耐老化性能好。因此在选择涂料品种时着重寻找聚氨酯类专用涂料,用于型材喷涂。
通过一段时间的市场调研和产品性能比较,我们选择三家产品,具体如下济南科来邦化工有限公司型材专用彩喷涂料、上海涂料研究所的聚氨酯面漆以及上海三佳高科技有限公司生产的聚乙烯特种涂料。然后选用我厂生产的型材进行涂料喷涂试验。
试验条件如下:鲁温度:20~30C湿度:35~75涂层厚度:20um试验结果涂料干燥时间公司名称表干时间实干时间济南科来邦1小时上海涂料所1小时8小时上海三佳公司2小时鲁型材彩喷表面质量对比从型材彩喷表面看,济南科来邦公司的涂料属于亚光涂料,上海涂料研究所和上海三佳公司产品属于高光涂料产品光泽好一些;从硬度角度看,上海涂料研究所和济南科来邦产品优于上海三佳公司产品;从附着力角度看,济南科来邦产品最好,上海涂料研究所产品次之,上海三佳公司差一些;从型材耐划伤性角度看,上海涂料研究所和济南科来邦产品优于上海三佳公司产品;三种产品外观耐污性都较好,用水和湿手不会占上污点。
(3)试验结论综观型材彩喷表面质量和干燥时间来看,济南科来邦塑料专用涂料性能比较好,但其成本很高,每平方米彩色型材面积成本是60-70元/平方米,而上海涂料研究所产品成本是20~30元/平方米。因此选择上海涂料研究所的聚氨酯面漆用于塑料型材和塑钢门窗彩色喷涂。
做成一定规格的塑钢门窗,首先用清洗剂擦工作表面,去除污垢及油脂;清洗干净后再用抗静电剂清除表面的静电,待风干后放到待喷支架上,进行喷涂;喷涂条件如下:压缩空气:>3.5Kg鲁喷涂温度:20~35C(下转第5页)瓶的结晶度,让已定向的PET大分子定型下来,经热定型的高结晶度的PET双向拉伸吹塑瓶,耐热性明显提高,达到能耐80C(或更高温度)的热灌装的水平。由于热定型过程中,PET大分子处于拉伸定向状态,在热定型时可以不生成大尺寸的PET球晶,因此尽管经热定型处理的PET瓶提高了结晶度,但仍保持有高的透明度。为了提高PET双向拉伸吹塑瓶非拉伸部位口部的耐热性,适应高温灌装的需要,通常采用如下几种办法,即(1)在拉伸吹塑之前,对瓶口加热使其结晶化;结晶化的同时,瓶口“白化”(PET大分子形成大尺寸的球晶);(2)瓶口部位采用耐热性高的PC制得(这时瓶坯需二次注射);(3)对于热灌装温度不甚高的PET双向拉伸吹塑瓶,也可采用增加瓶口厚度以提高其耐热性的方法(国内“三得利”乌龙茶用PET瓶即属此类)。
热定型类耐热PET瓶,根据其热定型的实施方法之不同,可分为一步法与二步法二种。
一步法热灌装PET瓶。该瓶的生产与普通PET双向拉伸吹塑瓶的生产方法相似,不同之处在于生产热灌装瓶时,拉伸吹塑过程中模具处于高温状态下(15(TC左右),吹塑瓶与高温模接触、热定型处理一段时间之后,再使模具骤冷,然后取出PET瓶。)二步法热灌装瓶。该瓶在生产过程中,有两次吹塑过程,即预拉伸吹塑与成型吹塑过程。二次吹塑分别在二个不同的模具中进行,首先在预吹塑模中经拉伸吹塑制得尺寸略大于最终产品的预吹塑瓶(预吹塑模模腔尺寸略大于最终产品的尺寸),然后用远红外加热对PET预吹塑瓶进行热处理,使之结晶化,结晶的同时预吹塑瓶产生收缩,完成热处理后,将其移至成型模中吹塑而得到最终产品。
一步法热灌装瓶的生产设备及工艺均较为简单,一次性投资小,操作维修方便,但因吹塑过程中,模具要反复经受加热与冷却的变化,能量耗费大,生产速度亦较慢;二步法热灌装瓶的情况正好相反,其生产设备有生产效率高、能量耗费小的优点,但一次性投资大,目前日本多用一步法工艺生产热灌装PET瓶,而欧美等国则倾向于使用二步法工艺生产热灌装PET瓶。
除了上述的PET瓶生产技术之外,中还介绍有所谓液氮冷却技术,该法仍通过拉伸吹塑瓶直接与高温模具相接触而进行热定型处理,但热定型后的PET瓶不是通过降低模温的方法而是通过向PET瓶内通人液氮而使之骤冷,冷却PET瓶,脱模以得到产品,采用液氮冷却技术,吹塑模的温度可高达20CTC,因而有更佳的处理效果,制得的PET瓶可耐10(TC的热水以及11(TC的色拉油的高温灌装,只是由于这种方法目前成本高以及过程稳定性控制方面的问题尚待解决,离工业化生产还有一定距离。
(待续)序号检验项目名称及单位检验结果检验依据1附着力划格)级0(iB/92682硬度(铅笔)HGB/t7393耐洗刷性次通过20000GB/T92664耐温变性(35X:4h,常温Sh,5(TC4h,常温8h,共10周期)无异常5耐沾污性u.2GB/T9780ti耐酸性(StlL.SO,)24h无异常GB/T92747耐人工老化性uh)无粉化允裂纹允脱落GB/T1766(下转第10页)(上接第26页)喷涂湿度:35-塑料型材的性能分析喷涂完毕的塑料型材送上海市涂料颜料质量监督检验站进行性能测试,具体性能指标如卞:鞋工业。
PVG热塑性弹性体的展望聚氯乙烯是五大通用塑料中历史最悠久的品种。目前的产量仅次于聚烯烃塑料。但是从市场覆盖面来说,是用途最广的塑料。但在许多领域,遇到了各种新型材料的挑战,逐渐地退出了一些传统领域,笔者认为,聚氯乙烯工业的希望在于二个方面。一是化学工业的发展需要聚氯乙烯来实现氯碱平衡,在可见的将来还没有可完全替代聚氯乙烯的路线;二是聚氯乙烯的可开发性。聚氯乙烯是有少量结晶的极性塑料,它可以因加人不同的助剂而呈现完全不同的特性。从坚硬的结构材料到柔软的装饰材料均能胜任。但是,软质取胜氯乙烯首先面临各种弹性体的挑战,而增塑剂挥发是一个致命弱点。随着PVC热塑性弹性体的开发,将会出现一大批各种性能的软质PVC材料,来提高弥补目前软PVC材料之不足;填补现有PVC材料的应用空白领域。所以,今后PVC热塑性弹性体的开发重点可能有以下几方面:价格非常低廉,目前开发的PVC热塑性弹性体的价格,却常常高于SBS、TPO等弹性体的价格,与TPU弹性体相近。这样就严重影响了PVC热塑性弹性体的应用,只能用于一些特殊场合。离子交联型弹性体往往大量加人羧基丁腈橡胶,使其价格会高于通常的TPU.其他类型的热塑性弹性体,因为加人橡胶,使加工工艺大为复杂,增加了加工成本。为此,今后如何降低PVC热塑性弹性体的配方成本和加工成本将成为一个重要的研究方向。
改进加工方法:目前所有的PVC热塑性弹性体基本不透明。由于分散相的颗粒尺寸,无法向纳米级靠拢,有一些装饰性的场合,只能采用其他材料。如果改进加工方法使分散相畴达到纳米级水平,这将使热塑性弹性体的性能提高到一个全新的水平。
仅屈指可数的几种,共聚品种更是少得可怜。对于改性材料的研制,无疑受到了难以逾越的限制;又因为我国PVC树腊的聚合工艺、设备和配方,基本来自国外,这又给PVC的合成研究带来了种种限制,尤其是这类研究往往投人巨大,也使得此类研究立题极为困难。
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