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ABS塑膠用涂料組成及涂裝工藝簡介

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信息來源:本站   日期:2015-05-06  

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第一章.涂料概念、品種、組成

一. ABS 全稱

ABS 樹指:丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚樹指


二.   什么是涂料

涂料是一個復雜的多相液固分散體系,涂料樹脂必須能夠溶解在溶劑中形成具有優良流動性的液體并分散在液體介質中形成穩定的乳液,它們再與顏、填料和助劑充分混合形成均一穩定的分散體系。


三.   什么是ABS涂料

ABS涂料是一種熱塑型丙烯酸漆

1液型涂料主要成膜成分為丙烯酸清漆

2液型涂料主要成膜成分為丙烯酸聚氨酯,由含羥基丙烯酸多元醇與脂肪族多異氰酸酯結合而成,不同種類2液型涂料硬度可以有很大不同

大多聚合物底材不同程度地可以被涂料中的溶劑溶解或溶脹,有利于涂料樹脂與底材互溶或互混,增強涂料的附著。


四.   ABS涂料組成成份

組成成份由主要成膜物質,次要成膜物質和輔助成膜物質組成,具體由成膜樹脂、著色顏料、填料、溶劑、助劑等構成。


成膜樹脂:涂層特性與附著力的來源。(主要成膜物質)

著色顏料:涂層的顏色的來源,本身不能單獨成膜。(次要成膜物質)

填    料:涂料流動性,漆膜厚度,硬度的保證,本身不能單獨成膜,(次要成膜物質)

溶    劑:涂料的流動性,涂裝時霧化性,使成膜基料分散成粘性液體。(輔助成膜物質)

助    劑:涂裝作業性,改進流動,流平性,使成膜基料分散成均勻液體。(輔助成膜物質)


第二章.涂料各組成部分性能、特點、應用


一.成膜樹脂的性能、特點、應用

1.成膜樹脂又稱基料樹脂,它的功能是將顏、填料與樹脂結合在一起,在底材上形成均一、致密的涂膜,固化后形成涂層,它是涂料的基礎,決定了涂料對底材的附著力、涂層的物理、化學、機械性能。

2.成膜樹脂最好是其化學結構、表面張力及溶解度參數(即涂料中溶劑與樹脂的相溶性)與底材相近的聚合物樹脂方能達到最好的附著。


二.著色顏料的性能、特點、應用

1.顏料是不溶于水,不溶于油的固體粉末,具有一種特定的顏色,分著色顏料,體質顏料(即填料)等。

2.著色顏料:賦予涂層遮蓋力及增強機械和物理性能,主要起著色與遮蓋作用;

3.著色力:當某種顏料在基料中與其它顏料混合時,能呈現出其它顏料本身色彩未影響涂料顏色的能力。

4.遮蓋力:由于顏料的作用,能夠將被涂物面遮蓋住時的最少用量遮蓋好壞,取決于顏料 與油料折光率之差,越大越好。

所謂顏料的耐光性和耐侯性,顏料在光和大氣作用下會發生不同程度變化

5. 三原色: 紅、黃、藍,三種顏色是最基本色彩,也叫第一次色,本身不能再分解調配色漆的原料,而配制涂料則常用主要有紅、黃、藍、白、黑五種色母。


三.填料的性能、特點、應用

1.填料即填充顏料(又稱體質顏料)

2.它是一種沒有遮蓋力和著色力的粉狀物質,主要是有耐化學藥品,耐侯,耐磨糧良好,呈中性,改進涂料流變性能,封閉性能,耐溫性能,機械性能,施工性能并可以大幅降低涂料的成本.


四.溶劑的性能、特點、應用

1.溶劑是揮發性的有機液體,只要兩種涂料性質相似,兩者溶劑可以通用

2.溶劑的主要作用是將成膜樹脂溶解或分散成均一穩定的液體分散體系,降低涂料粘度,便于涂料制備,施工成膜,在形成涂膜過程中必須全部蒸發掉而無殘余物,它的重要指標有溶解力和揮發率。

3.溶劑的另一主要作用是溶解或溶脹底材,最好不要溶解底材,僅僅發揮溶脹的作用.尤其不要將塑料中增塑劑等添加劑溶解并遷移到底材表面形成

4.丙烯酯漆用溶劑由酮類、酯類、醇類、醚類溶劑混合而成。

酮類作用:真溶劑,丙酮、沸點低揮發快,易吸水,易發白,但溶解力強,

環已酮,高沸點,不易揮發,可防白

酯類作用:真溶劑,對樹脂溶解力強,對底材浸蝕性強。

醇類作用:助溶劑,緩和對底材的浸蝕

醚類作用:助溶劑,促進流平,減輕對底材的浸蝕

5.溶劑組合包括樹脂的真溶劑、助溶劑、稀釋劑(為了調節涂料的流平性、干燥速度及降低成本而使用的不良溶劑)的適當配合,達到溶解力、揮發速度、價格之間的最佳平衡


五.助劑的性能、特點、應用

調整和改進涂料和涂層的綜合性能,在涂料配方和生產過程中主要使用潤濕劑和分散劑,還有其它如防浮色劑、防流掛劑等。

第三章.涂料成膜機理


一.涂料附著

1.塑料和涂料附著的第一步是涂料在制品表面的潤濕,涂料潤濕制品表面,取代表面吸附的空氣和水,同時溶劑對制品的表面揮發溶解或溶脹作用,如果成膜樹脂與塑料的溶解度參數選擇適當,使得漆膜表面形成一個互混層


二.涂層干燥

1. 物理干燥:

即涂層中溶劑的全部揮發,它的干燥速度,完全取決于成膜物質中溶劑的揮發速度;

2.    化學干燥:

如雙液涂料由兩組分化學反應(即交聯固化反應)而干結成膜這類成膜速度主要取決于化學反應的速度。不過,化學反應固化的發生也是從溶劑揮發開始的

3. 干燥過程:(四階段)

(1)   凝結或繃緊:

溶劑差不多完全揮發,漆的粘度顯著提高,漆膜仍繼續發粘,沾塵土;

(2)   表面不沾土:手摸不留痕跡,對輕微力作用抵抗力弱;

(3)   實際干燥:手壓膜層不留痕跡,涂膜堅硬,能抗機械作用;

(4)   完全干燥:整個涂膜干硬度不再增加;

(5) 一般溫度每提高或降低14℃,烘烤時間就相應縮短或延長30分種

(6) 熱變形溫度:ABS 70~107℃  PC  120~150℃

(7) 常用ABS涂料多為常溫干燥型(或強制干燥型),其中1液型為溶劑揮發型,2液型為自反應交聯型


第四章.涂裝前的表面處理


一.    目的、作用

塑膠制品在涂裝前必須進行一定的表面處理,其根本目的在于改進表面物理,化學性質,提高附著力,常用溶劑清洗,表面研磨,露出新的較為活性的表面,同時增加了底材的表面粗糙度,有利于附著。

1.消除表面靜電,除去吸附的灰塵,使用溶劑或表面活性劑清洗

2.清除脫模劑,使用溶劑擦洗或堿水洗或超聲波清洗

3.表面改性,增強涂層附著力


二.常用的表面處理方法

1.溶劑處理法:清除底材表面的增塑劑、脫模劑、防靜電劑、潤滑劑、抗氧劑等

清除高分子底材中殘留的低分子齊聚物和單體

底材表面氧化分解或粉化后的分解或分離產物

溶劑溶蝕部分非結晶性表面,產生增加表面粗糙度

溶劑處理后,底材表面適度溶脹,有利于底材和涂料互溶、結合, 在涂漆前可先噴一種溶解性強的溶劑,使表面軟化,在溶劑未完全揮發前進行涂漆,以增強附著力。

2.表面活性劑:清除表面灰塵,遷移至表面的助劑、表面加工劑等,它除去無機雜質更方便、更容易,而溶劑處理除去油脂類更有效

3.化學試劑法:通過氧化等反應在塑料或橡膠底材表面引入極性的或反應性的官能團,同時表面生成多孔性結構,改進涂料對底材的潤濕性和附著力,印刷作業時,可改進底材的印刷適應性。

4.退火處理法:消除表面應力和改變結晶性最常用、最有效的方法

在成型過程中,不均一的冷卻可能在局部或表面產生殘余應力或局部結晶化,它們都不利于涂料的潤濕和涂層的附著,在溶劑處理前先進行退火處理以除去殘余應力,可更好的降低裂紋發生。

5.表面打磨法:對于底材基體或底漆(包括前道漆)過于光滑和堅硬,可人工砂紙打粗,粗化后再面涂。

對于底材基體或底漆表面失去活性,不利于面涂附著,可人工砂紙打磨,露出活性層后再面涂。

6.底涂處理法:底漆和面涂互補:底漆缺乏美觀,耐侯性差,面漆易被底材吸收,填充性不好,附著力差。

附著力好,對基體有良好的粘結力,無特殊破壞作用下,不易脫落;

有較好填充性和打磨性,經打磨后,在一定程度上能填充基體表面細微缺陷;

有較好耐溶劑性,涂底漆后絕大多數都是要涂面漆的,這就要求底漆干透后能抵抗面漆中強溶劑不被咬起;

底漆與面漆有很好的結合力,借助面漆中的溶劑能輕度重溶底漆表面,使底、面漆之間有一層微溶銜接層,以提高結合力。


第五章.涂裝工藝簡介

一. 什么是涂料粘度

即液體流動時所產生的摩擦力,即內摩擦力。

粘度低:造成流性,不均勻膜厚

粘度高:堵塞噴嘴,漆料霧化差,流平性差,表面不光滑。

涂料粘度可以隨溫度變化而改變;

30℃左右:粘度比常溫下下降,

35℃:粘度會比常溫上升,因為溶劑揮發快

低于5℃:會出現假稠


二. 什么是涂料細度

指色漆內顏料顆料粗細或分散均勻程度


三. 涂料細度影響

1. 涂料細度會影響涂膜光澤:而涂膜光澤與表面光滑程度有關。

2. 當油漆中加入各種顏料后,由于顏料顆粒的凹凸不平,就直接影響著涂膜的平滑度,也就影響涂膜的光澤;

3. 當顏料粒子小,用量少時,對表面平滑度影響就小,涂膜光澤就高;

4. 當顏料粒子粗,用量多時,對表面平滑度影響就大,涂膜光澤就低;

所以在油漆生產中常通過調節顏料用量,使涂模形成不同光亮度


三. 環境影響

環境影響主要因素是: 環境溫度,相對濕度

最佳環境濕溫度是15~25℃,最佳相對濕度是60%~75%


四.   溶劑的使用

1.溶劑由酮類、酯類、醇類、醚類溶劑混合而成。它的重要指標有溶解力和揮發率(即揮發速度)

2.涂料在成膜過程中,由于溶劑蒸發、冷卻或化學交聯反應,以及被溶解或溶脹的聚合物底材在成膜過程中由溶劑揮發而引起體積收縮產生內應力,內應力大小與溶劑揮發速度有關,通過控制溶劑揮發速度和溫度變化速度可減小應力

3.內應力可分為收縮應力、熱應力、變形應力,它們對涂層附著有直接關系。

4.溶劑的揮發速度與對底材的浸蝕程度及流平性關系很大,揮發速度快,則對底材浸蝕性弱,流平性差,揮發速度慢,則對底材浸蝕性強,流平性好,

5.不同季節對溶劑的要求:

夏季:容易出現溶劑揮發快,流平不良,要使用揮發速度低的溶劑

冬季:容易出現溶劑揮發慢,易流掛,要使用快干型的溶劑

高溫高濕季節:容易產生泛白現象,要使用慢干型溶劑

相對濕度RH<60%,溶劑揮發速度加快,應適當加入慢干型溶劑。RH>75%易吸水發白,需加入丙二醇醚類的混合物的防潮劑。


四. 濕碰濕工藝:

噴完一道漆后,在室溫下僅自干一會兒,使涂膜中溶劑得到一定程度揮發表面達到手摸近平不沾手,即進行第二道涂裝,然后一次烘干。


第六章.涂裝質量與涂裝工藝關系


一、什么是增韌劑:

在成膜物質中能增強涂膜彈性和附著力的物質(脂類),如丙烯酸類漆中,涂膜太硬,容易脆裂,附著力也不好,因此用增韌劑是改善涂料性能的最常用方法之一

熱塑型丙烯酸樹脂漆固體含量低,要達到一定光亮度,需多次噴涂,粘度稍稠,涂裝時,易出現絲花飛揚,涂層粗糙,耐溶劑性差


第七章.涂膜病態原因分析與防治方法

一. 涂膜粉化

1.現象:漆膜表面出現結構崩塌,暴露出顏料顆粒并呈粉末狀脫落。

2.原因:漆膜表面的聚合物樹脂大分子在熱、紫外線、風雨、氧作用下,發生化學降解過程,生成小分子化合物而失去粘合作用,使顏料粒子脫離開來。

3.對策:顏料性能對粉化有決定性影響,顏料與基料比例不當。清漆用量少,顏料和填料比例過大,施工時涂料中稀釋劑加入過量,涂層太薄。顏料中加入易粉化的碳酸鈣、鋅鋇白、鈦白粉等品種。


二.涂膜白化

1. 現象: 涂料在干燥過程中或成膜后產生云霧狀白色漆膜,通常產生于溶劑揮發干燥型涂料

2. 原因: a>溶劑揮發太快,引起涂層表面溫度急劇下降,空氣中水分在涂層表面結霧所致

b>溶劑中真溶劑與稀釋劑比例失調,或真溶劑揮發太快,留下不良溶劑比例增大,使樹脂溶解性下降,樹脂析出.

c>高濕季節涂裝時, 使用醇溶劑或以醇為主的混合溶劑,容易吸水,壓縮空氣中水分未分離干凈,而混入涂料中或涂料自身帶水,底材表面未干燥好.

3. 對策: 選擇適當溶劑和稀釋劑,控制其揮發速度,防止涂層表面溫度過低,以及防止聚合物析出

濕度大時,要通熱風或暖氣加熱以降低空氣相對濕度, 底材加熱、表面要烘干

保證溫度高于環境溫度,涂料中加防潮劑,已發白的涂層噴防白水。


三. 涂膜粗糙:

現象: 涂膜表面產生粗糙、顆粒、突起等現象,手感粗糙

原因:1. 涂料本身細度過粗,即顏料粗,用量多

2.涂料粘度過大

3.噴槍離工件面太遠,噴槍氣壓過高

4.涂料攪拌不均勻


四.流掛、流平

現象:流掛:垂直表面上涂裝,漆膜在成膜過程中,由于重力作用向下流動,成膜后形成表面不平,厚度不均,底部邊緣增厚的狀態

流平:水平面上涂裝時,涂層由于重力作用向四周鋪展,成膜后形成表面平展、厚度均勻的狀態

關系:流平與流掛是矛盾的關系

原因:從本質上講,流平與流掛的產生與涂料在涂裝過程中和干燥過程中的流動性或流變特征有關,

一般來說,涂裝時粘度低有利于流平;干燥成膜時粘度高有利于防止流掛

涂料的粘度與溶劑揮發速度關系很大,揮發快,增粘快,有利于防流掛,但不易流平,

溫度對粘度影響極大

對策:正確選擇溶劑和稀釋劑,控制涂料粘度及干燥過程中的粘度變化

嚴格膜厚管理,對噴涂參數:涂料量、空氣壓力、行槍速度、角度、方向、距離等均要明確控制

嚴格涂裝管理環境:溫度、濕度、換氣及通風、升溫速度


五.表面發亮

現象:

原因:涂料粘度過高

行槍速度太慢,噴槍離工件面太近,吐出量大

涂裝膜厚過大,顏料顆粒下沉

顏料顆粒小,用量少。


六. 顏料脫落

現象:在涂層表面用膠紙測試時,涂層中的顏料顆粒脫出,而涂層中的樹脂沒有脫落而露出底材

原因:顏料顆粒被樹脂大分子包覆不完全或包覆力不強,在外界作用下,顆粒露出樹脂大分子外面或脫落。

對策:1. 顏料顆粒減小、用量減少

2.加大樹脂中的固成分。

3.加大沉色顆粒的用量,減少浮色顆粒的用量。

4.適當增加膜厚,便于顏料顆粒沉降

5.適當增加粘度,或使用慢干天那水,盡量減少飛油

6.加大噴槍壓力,噴槍與工件面距離減小


七.附著不良

現象:在涂層表面用膠紙測試時,涂層中的顏料顆粒和樹脂都脫落而露出底材


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