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常見的塑料制品的材質以PP、ABS、PVC、PSHIPS為主。一方面這些材料注射成型時為便于脫模,使用了脫模劑(如石蠟類或聚乙烯醇類),另一方面這些材質本身結構較為規整,極性小,表面能低,溶解度參數小。因此要在其表面進行噴涂是非常困難的,噴涂技術的關鍵就是通過合理的工藝設計,對塑料制品表面進行特殊處理,使涂料完全浸潤在制品表面,然后進行擴散滲透,使之緊密接觸,最終達到美觀、耐用的目的。
一、工藝流程
塑料制品表面噴涂工藝流程見圖1。
圖1 塑料制品表面噴涂工藝流程
二、噴涂工藝
1 噴涂前的準備
準備工序主要包括投產前檢驗、塑膠件的修補和消除制件內應力。一般來說檢驗的目的主要是檢查塑膠制品的外觀質量,去除影響美觀的飛邊,或修補運輸中劃傷、磕碰面等。對于尺寸要求嚴格的,還需進行熱處理來消除內應力。
2 表面處理
表面處理工序是塑料制品噴涂的關鍵技術之一。處理的好壞直接影響到涂膜的附著力等技術指標,尤其對PP更是如此。目前提高PP或改性PP附著力的方法有:燃燒火焰法、等離子體或紫光處理、強酸腐蝕法等,均是以改善其分子結構為目的,來增強與涂層的粘附性。但這些辦法均需配置復雜的設備,并且增加了噴涂成本。而選擇特殊的專用涂料及合理的工藝就可使表面處理變得簡單易行。其工藝主要包括:脫模劑的去除、侵蝕脫脂和除塵除靜電等內容。
1)脫模劑的去除。去除脫模劑一般使用烷系溶劑(如乙烷)擦洗。操作時尤其注意流線體圓弧過渡處,凹凸面部位等,做到干凈、徹底。
2)侵蝕和脫脂處理。侵蝕脫脂也是為了除去油污,提高涂膜的附著力。一般用乙醇或乙醇和涂料專用底漆稀釋劑混合溶液(比例約8︰2),用布擦洗制品表面時,尤其應注意不要使用含有油漬的布,以防二次污染。
3)除塵、除靜電。除靜電的目的是防止靜電吸塵,其方法有兩種:手工擦洗除塵和使用靜電除塵裝置除塵。手工除塵是用干凈的棉布醮防靜電稀料擦洗制品,每件擦洗至少2次,同時必須使稀料揮發干燥后才能進行下道工序。使用靜電除塵裝置是利用設備產生高壓靜電并借助于潔凈的強氣流(壓縮空氣)噴射,來達到除塵除靜電的目的。
3 噴涂
噴涂是在專用的噴涂室內進行的,噴涂空氣嚴格要求防塵,有專用的供氣及排氣裝置,確保噴涂室空氣干凈,同時噴槍用壓縮空氣也必須經嚴格的除油、除濕處理。噴涂室主要包括噴涂裝置、送風排風裝置、空氣過濾裝置、水幕簾循環裝置、廢水、廢氣處理裝置及其它附屬設備等。
噴涂工序是整個噴涂技術的核心,直接關系到噴涂效果的好壞。其方法主要有濕碰干和濕碰濕兩種。濕碰干是指每次噴涂前,塑件都必須經干燥處理。濕碰濕適用于自動化程度高、大批量連續的生產。工藝流程為:噴專用底漆→閃干5 min→噴中涂漆→閃干5 min→噴面漆→閃干10 min~15 min→噴罩光漆→閃干10 min。
1)噴底漆
1)噴底漆
材質不同,塑膠制品所用的底漆也不相同,底漆噴涂主要技術要求見表1。
表1 底漆噴涂主要技術要求
項 目
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指 標
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施工黏度(涂-4杯,25 ℃)/s
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15~18
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噴槍口徑/mm
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1.0~1.4
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壓力/MPa
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0.4~0.6
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噴涂道數
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2~3道,每道之間閃干5 min
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噴涂距離/cm
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20~30
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干膜厚度/μm
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15~20
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注:噴涂底漆過程中要使用同一廠家的底漆及稀釋劑,否則會影響涂膜的附著力。另外噴涂前必須用稀釋劑清潔所有工具,同時還應用銅網過濾底漆及稀釋劑。
2)噴中涂漆
使用中涂漆目的是為提高面漆的豐滿度,增強裝飾效果。對于使用要求不高的場合,可以忽略這道工序,在底漆上直接噴面漆。
3)噴面漆
面漆以丙烯酸金屬閃光/珠寶漆最為常見,因具有良好的珠光、閃光效果、優良的附著力、耐沖擊性等特殊性能,所以廣泛用于汽車、摩托車等塑膠制品的表面裝飾。面漆一般由丙烯酸樹脂、閃光或珠光顏料、助溶劑制成各色閃光或珠光漆(A組分)和脂肪族異氰酸酯固化劑(B組分)組合而成,噴涂面漆技術要求見表2。
表2 噴涂面漆技術要求
項 目
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指 標
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原漆固化劑(A︰B質量比)
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按廠家技術說明配制
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噴涂黏度(涂-4杯,25 ℃)/s
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14~16
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噴槍口徑/mm
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1.0~1.4
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噴涂壓力/MPa
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0.4~0.6
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噴涂距離/cm
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20~30
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干膜厚度/μm
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15~20
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噴涂道數
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1~2道,每道之間閃干5 min
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由于面漆大多數為雙組分交聯固化型涂料,所以應按需配制,以免浪費。另外開桶未用完時,一定要蓋嚴密封,防止固化劑吸空氣中水分失效。
4)噴罩光漆
噴罩光漆的目的是使漆膜具有較高的硬度、耐磨性、抗堿性、耐鹽霧性和良好的附著力。罩光漆多為丙烯酸樹脂類。噴涂技術要求見表3。
表3 噴罩光漆技術要求
項 目
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指 標
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噴涂黏度(涂-4杯,25 ℃)/s
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12~16
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噴涂壓力/MPa
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0.4~0.6
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噴涂距離/cm
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20~30
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干膜厚度/μm
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15~20
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噴涂道數
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1~2道,每道之間閃干5 min
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4 干燥
干燥室一般是由100 mm~150 mm厚的巖棉保溫層制成的隧道式干燥裝置。加熱方式有:蒸汽加熱、煤氣加熱、燃油加熱及電加熱等。爐內設有熱電偶。工作時,在溫控器上設定所需爐溫值,通過溫控器自動控制加熱器的通斷狀態,以保持爐溫恒定,爐內溫差應小于±5 ℃。涂膜干燥溫度一般在60 ℃~80 ℃。
5 注意事項
1)膠制品表面噴涂嚴禁灰塵污染,條件若允許,整個生產線均應采用獨立的供風,排風裝置,保證整個生產線空氣清潔。
2)所用涂料稀釋劑均屬易燃液體,并有一定的毒性,因此施工現場應遵循涂裝作業及安全操作規程。必須采取有效防火、防靜電等安全措施。
3)定期用吸塵器清理干燥爐及閃干室,保持內部干凈、整潔。
4)噴槍及附屬裝置使用完,應及時清洗,以防堵塞。