塑膠用涂料的性能特征課件

1、 塑膠涂裝缺陷及其對策 塑膠用涂料的性能特征和一、涂料概述二、塑膠用涂料的性能特征三、塑膠產(chǎn)品的涂裝缺陷及其對策一、概述 涂料的定義：涂料是一種材料，可以采用不同的施工 工藝涂覆在物件的表面上，形成粘附牢 固、具有一定 強度、連續(xù)的固態(tài)薄膜。 保護作用裝飾作用特殊功能作用：電絕緣、電磁波屏蔽、防靜電、 防霉、殺菌 作用 涂料的組成 成膜物質 顏料：無機顏料、有機顏料 溶劑 助劑： 涂料生產(chǎn)過程發(fā)生作用的助劑，如消泡劑、潤濕劑、分散劑、乳化劑等； 對涂料儲存過程發(fā)生作用的助劑，如防結皮劑、防沉淀劑等； 涂料的分類 按涂料的形態(tài)分類和命名按涂料的成膜機理分類按涂料的施工方法分類和命名按涂料的干燥方

2、法分類按成膜物質分類 對涂料施工和成膜過程發(fā)生作用的助劑，如催干劑、固化劑、流平劑、防流掛劑等； 對涂料性能發(fā)生作用的助劑，如增塑劑、平光劑、防霉劑、阻燃劑、防靜電劑、紫外光吸收劑等。表1 成膜物質分類表 成膜物質類別主要成膜物質油脂天然物質酚醛樹脂瀝青醇酸樹脂氨基樹脂硝酸纖維素（酯）纖維素酯、纖維素醚過氯乙烯樹脂烯類樹脂丙烯酸樹脂聚酯樹脂環(huán)氧樹脂聚氨酯樹脂元素有機化合物橡膠天然植物油、動物油(脂)、合成油等鬆香及其衍生物、蟲膠、乳酪素、動物膠、大漆及其衍生物酚醛樹脂、改性酚醛樹脂等天然瀝青、(煤)焦油瀝青、石油瀝青等甘油醇酸樹脂、季戊四醇醇酸樹脂、其他醇類的醇酸樹脂、改性醇酸樹脂等三聚氰胺甲

3、醛樹脂、脲(甲)醛樹脂等硝酸纖維素(酯)乙酸纖維素(酯)、乙酸丁酸纖維素(酯)、乙基纖維素、芐基纖維素等過氯乙烯樹脂聚二乙烯乙炔樹脂、聚多烯樹脂、氯乙烯共聚樹脂、聚乙酸乙烯及其共聚物、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚苯乙烯樹脂、含氟樹脂、氯化聚丙烯樹脂石油樹脂等熱塑性丙烯酸樹脂、熱固性丙烯酸樹脂等飽和聚酯樹脂、不飽和聚酯樹脂等環(huán)氧樹脂、環(huán)氧酯、改性環(huán)氧樹脂等聚氨(基甲酸)酯樹脂有機硅樹脂、有機鈦樹脂、有機鋁樹脂等氯化橡膠、環(huán)化橡膠、氯丁橡膠、氯化氯丁橡膠、丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠等其他以上16類包括不了的成膜物質，如無機高分子材料、聚酰亞胺樹脂、二甲苯樹脂等二、塑料用涂料的性能、特征 塑膠用涂料首先應具

4、備的兩個基本性質： 涂料對塑膠必須具有良好的附著力。 涂料不能過份溶蝕塑膠表面。 選擇和設計涂料配方時應注意事項：根據(jù)被涂塑膠的性質來選擇涂料；根據(jù)塑膠產(chǎn)品對涂膜性能的要求選擇涂料；參考產(chǎn)品的價值和涂料的價格選擇涂料；參考施工工藝選擇涂料塑膠類型涂料類型聚乙烯(PE)聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)ABS聚碳酸酯(PC)丙烯酸酯環(huán)氧、丙烯酸酯環(huán)氧、氯化聚烯烴丙烯酸酯、環(huán)氧、丙烯酸過氯乙烯環(huán)氧、聚氨酯、丙烯酸酯雙組分聚氨酯、有機硅丙烯酸酯、有機硅表2 各種塑膠用涂料聚氨酯涂料的性能特征 概述 在分子結構中含有氨基甲酸酯(NHCOO)重復鏈節(jié)的高分子化合物稱為聚氨酯。 物理機械性能好， 涂料堅硬、柔

5、軔、光亮豐滿、漆膜附著力強耐磨 耐腐蝕性能優(yōu)異， 涂膜具有優(yōu)異的耐油、耐酸、耐化學藥品性; 施工范圍廣， 可室溫固化或加熱固化， 節(jié)約能源; 能和各種樹酯混溶， 可在廣泛的范圍內(nèi)調整配方， 配制成多品種、多 性能的各種涂料產(chǎn)品， 以滿足各種通用的和特殊的使用要求。 在聚氨酯漆涂層中含有大量氨基甲酸酯鍵， 以及酯鍵醚鍵不飽和油脂雙鍵 縮二脲鍵等。 因此具有多種優(yōu)異性能： 主要成份 多異氰酸酯、多羥基樹脂、顏料、溶劑和助劑 多異氰酸酯的常用原料 甲苯二異氰酸酯 異佛爾酮二異氰酸酯 單體 己二異氰酸酯 二苯甲烷二異氰酸酯(MDI) 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI) 六氫甲苯二異氰酸酯(HTDI)

6、預聚物TDI三聚體 HDI三聚體 TDI、HDI 混合三聚體 異佛爾酮三聚體 多異氰酸酯種類 TDI與三羥甲基丙烷加成物 TDI三聚體: 干性快、施工時限短。 TDI/HDI三聚體型: 干性快、施工時限短，保色性保 光性好。 HDI縮二脲: 不泛黃、保光性好、制戶外用高級涂料，成本較貴。 HDI三聚體: 不泛黃、保光耐候性比縮二脲更好， 可制戶外高級涂料。 IPDI三聚體: 不泛黃、保光耐候性好， 溶解性好， 能與許多樹脂混溶。 聚脂: 耐候性好， 不泛黃，耐溶劑; 耐熱性好。 缺點: 制 造溫度過高。 丙烯酸樹脂: 硬度比相應的聚脂高， 表干性比聚脂好 聚醚: 耐寒性好，耐鹼性好，黏度低，但

7、耐水性， 耐油 性，機械強度， 干燥性等均不及聚脂 環(huán)氧樹脂: 其它樹脂: 如含羥基的氯醋共聚體， 醋酸丁酯縴維素等。 多羥基樹脂(活潑氫組分) 叔氮原子(a)上沒有氫原子，不一氧化，并且被三聚的異氰脲酸環(huán)所穩(wěn)定，在(a)處不會裂解。 即使在(b)處裂解，叔氮原子(a)阻止形成強力的助色團醌結構，變黃性減弱 助劑的選擇 熱塑性樹脂: 典型的如醋酸丁酯縴維素。 最為常用的是Eastman化學的CAB381-0.5和CAB551-0.2;有機硅化合物: 能降低聚氨酯漆的表面張力。 典型的如BYK306， 也可將此類助劑與CAB合用調節(jié)。 消泡劑 BYK052，Acronal700L等。 相容性更低

8、者如BYK053， 則消泡力更高; 防縮孔流平劑 催化劑表3 各種催化劑的作用情況 溶液的組成及對涂料性能的影響 注意事項:溶劑不含能夠與NCO反應的物質;溶劑對NCO基的反應性的影響 溶劑的選擇溶劑的選擇原則相似相溶原則溶解度參數(shù)原則表4 常見聚合物的溶解度參數(shù)聚甲基丙烯酸甲酯聚醋酸乙烯酯聚碳酸酯PVC聚氨酯環(huán)氧樹脂三聚氰胺甲醛樹脂聚對苯二甲酸乙二醇酯聚甲基丙烯酸正丁酯醋酸纖維素聚苯乙烯聚丙烯腈9.39.49.59.59.79.510.59.710.99.610.110.78.710.711.48.69.715.4c. 混合溶劑原則SPm=SP11SP22+SPnn式中1、2n分別表示每種純

9、溶劑的體積分數(shù)；SP1、SP2SPn是每種純?nèi)軇┑娜芙舛葏?shù)；SPm為混合溶劑的溶解度參數(shù)。 混合溶劑的組成 混合溶劑由真溶劑、助溶劑及稀釋劑3種組份組成，配方時應根據(jù)以下原則進行平衡。溶劑的揮發(fā)應均衡。乙醚法：揮發(fā)速率=(受驗溶劑的揮發(fā)時間)/(同重量乙醚的揮發(fā)時間)。醋酸丁脂法：揮發(fā)速度=(相同時間內(nèi)揮發(fā)的受驗溶劑的質量100)/(相同時間內(nèi)揮發(fā)的醋酸丁酯的質量)。 表5 不同溶劑的溶解度參數(shù)及物理性質 真溶劑、助溶劑與稀釋劑的比例應平衡。真溶劑、助溶劑及稀釋劑的比例對漆的粘度影響很大，較高含量的稀釋劑或過高含量的助溶劑都會明顯地提高漆的粘度。表6 溶劑對NCO基的反應性的影響 溶劑K,

10、10 4L/mol.s溶劑K, 10 4L/mol.s甲苯1.2二氧六環(huán)0.03醋酸丁脂0.18丙烯腈0.017甲乙酮0.05 鋁粉顏料的選擇與分散級別不透明度表面光澤度隨角異色閃光鮮映光澤粗中細低高亮暗暗亮高低低高 鋁粉顏料的選擇 浮型: 硬脂酸是用來制造浮型級的 非浮型: 而油酸則是典型用來制造非浮型級的 (片狀、 銀元型). 表7 非浮型鋁粉顏料的性質 鋁粉顏料的正確分散 極性溶劑(酯類、醇類和醚酯類)、芳香烴(二甲苯)、 混合溶劑。 單液型熱塑性丙烯酸樹脂優(yōu)點：1）耐候性優(yōu)良，保光、保色性好2）耐化學品性及耐水性良好3）常溫自幹缺點：1）施工固體分較低2）裝飾性及豐滿度較差 常用的樹脂

11、的分子量175000120000以3040%的固體分形式供應，使用時加入了約3050%稀釋劑，施工工粘度下的固體分在1020%之間。三、塑膠產(chǎn)品的涂裝缺陷及其對策 涂料生產(chǎn)和儲存過程中產(chǎn)生的缺陷：膠化、增粘(儲存中粘度增大)、結皮、發(fā)花、混色、顏料沉淀和結塊、顏料分散不良，顏料儲存返粗以及與特殊色漆有關的其他缺陷等； 涂裝過程中產(chǎn)生的缺陷：流掛、漆膜白化、滲色、浮色、增塑劑遷移、漆膜軟化、裂紋、橘皮、起皺、咬底、縮孔、縮邊、針孔、起泡等； 涂裝后及使用過程中產(chǎn)生的缺陷：變色和退色、粉化、裂紋、層間剝離和脫落、起泡等。 分類底材的表面狀態(tài)表面的極性助劑的表面濃集塑膠產(chǎn)品表面的帶電狀況 對于塑膠產(chǎn)

12、品的涂裝特別應注意以下幾方面的問題： 塗料的表面張力與底材的潤濕的附著，以及漆膜 表面的流平性。 塗料溶劑和稀釋劑的溶解度參，表面張力和揮發(fā)速度。 塗料的粘度和流變特性，特別注意粘度在成膜過程中隨塗裝方法和塗裝環(huán)境發(fā)生變化的特點。 塗料中各種助劑使用的合理性和兼容性。 影響涂裝的因素: 與塗料質量有關的因素 底材的狀況 塗料稀釋和攪拌過程存在問題 雜質的混入 過濾 稀釋劑是否合適 塗裝粘度的調整和保持 與塗裝過程有關的因素 塗裝方法：輥塗、噴塗、自動噴塗、靜電噴塗等。 操作者的技能 噴塗的角度、行槍速度、距離、漆膜厚度和塗裝道數(shù)、噴槍的類型等 空氣的壓力、風量、除水和除油程度 塗料補充系統(tǒng)：循

13、環(huán)速度、補充量和時間 與晾幹放置過程有關的因素 溫度：烘房溫度及分布狀況、升溫速度 時間長短 換氣速度和空氣污染情況 與幹燥成膜條件有關的因素 附著不牢 原因分析： 產(chǎn)品表面存在脫模劑； 壓縮空氣含水、油等物； 運輸或操作者手上的油污。 對策： 改進模具不使用脫模劑； 定期放出壓縮機中油和水，安裝氣水分離 裝置； 操作者戴汗布手套。 塑膠表面被溶蝕 原因分析： 涂料中溶劑溶解力太強； 塑膠產(chǎn)品密度不均； 塑膠用樹脂聚合得不好。 對策： 調整稀釋劑組成如加些丁醇； 改進模具，流道位置，注塑工藝中的溫度及熔融時間； 對不同產(chǎn)地和型號的樹脂要進行選擇。 漆膜表面平整度差 原因分析： 施工時涂料粘度大

14、； 干燥速度過快； 稀釋劑揮發(fā)過快。 對策： 調整施工粘度； 在干燥流水線上溫度逐漸升高； 在稀釋劑中加些高沸點溶劑。 漆膜顏色和光澤不均即發(fā)花現(xiàn)象 原因分析： 涂料中樹脂拼配不適當； 加熱干燥速度過快； 塑膠成型工藝不當，涂料濕潤不好； 施工現(xiàn)場濕度過大。 對策： 重新選擇涂料； 由低溫到高溫逐漸加熱； 改善成型工藝； 調整施工現(xiàn)場濕度。 涂料硬度不夠 原因分析： 干燥得不充分； 漆膜過厚； 塑膠增塑劑的遷移； 高沸點的溶劑釋放不出來。 對策： 提高干燥效率； 選擇小噴槍涂膜，控制在812m； 選擇硬度較高的涂料； 調整溶劑組成。 溶劑快速蒸發(fā)引起涂膜表層溫度急劇降低至環(huán)境 溫度的露點以下，

15、從而導致濕氣凝結成水混入涂料中。 高濕季節(jié)噴涂時，壓縮空氣中的水分未分離干淨而混入涂料中。 涂料自身帶有水或底材表面未干燥好。 涂膜白化 現(xiàn)象：涂料在干燥過程中或成膜后產(chǎn)生云霧狀白色漆膜，也稱之為泛白。通常產(chǎn)生于溶劑揮發(fā)干燥型的清漆涂裝場合。嚴重時引起失光。 原因分析：涂裝過程中漆膜中混入水份。 選擇適當溶劑和稀適劑，控制其揮發(fā)速度，防止漆膜表面溫度過低，以及防止聚合物析出。 嚴格控制環(huán)境的相對濕度70%，濕度大時可加入防潮劑。 底材表面要烘幹，最好保証其溫度高於環(huán)境溫度。 噴塗時稀釋劑要脫水，杜絕壓縮空氣帶水。 嚴格樹脂和溶劑體系及稀釋劑的配比，防止聚合物在塗裝過程析出。 對策 聚合物與溶劑

16、接觸後其表面能降低； 溶劑分子滲入聚合物內(nèi)部； 溶劑使聚合物表層發(fā)生溶脹； 溶劑揮發(fā)後表層體積收縮，產(chǎn)生應力； 塑料加工殘余內(nèi)應力與外應力協(xié)同作用導致裂紋。 表面裂紋 現(xiàn)象 聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)ABS樹脂以及聚碳酸酯(PC)等熱塑性塑料塗裝後，漆膜表面產(chǎn)生微細裂紋，稱之為微裂(crazing)，或者叫做溶劑開裂。 有關因素： 塗料溶劑和稀釋劑的適當選擇溶劑的溶解力和揮發(fā)速度的搭配。 選擇適當?shù)膲T料幹燥方法和升溫程序，減少幹燥過程中產(chǎn)生應力。 塗裝前對塑膠產(chǎn)品進行退火處理，消除塑膠加工的殘余內(nèi)應力。 對策 橘皮 現(xiàn)象 塗料塗裝時，不是生成平滑的表面，而是形成如橘子皮那樣凹凸不平

17、的現(xiàn)象。當使用快溶劑揮發(fā)幹型塗料，進行空氣噴塗時容易發(fā)生橘皮缺陷。 原因分析 橘皮產(chǎn)生的根源在於漆膜不能很好的流平。 對策 為防止橘皮的產(chǎn)生關鍵是改善塗層表面的表面張力狀態(tài)。 通常添加少量硅油等助劑可取得明顯效果。硅油富集在漆膜表面調節(jié)溶劑均勻蒸發(fā)。 調配適當?shù)母叻悬c溶劑和稀釋劑，加入流平劑改善涂料的流平性； 選擇合適的噴槍，控制空氣壓力，保証涂料充分霧化； 控制漆膜厚度，保証足夠的晾乾時間和流平； 嚴格控制噴漆室溫度在20左右，調整正確的噴槍距離和角度。 噴涂時嚴格涂裝工藝，注意以下要點： 氣泡和針孔 現(xiàn)象 涂料成膜后可觀察到漆膜表層以下存在氣泡或者是在漆膜表面上生成凹穴，根據(jù)大小形態(tài)的不同

18、，可分為針孔、麻點、縮孔等。 原因分析 產(chǎn)生氣泡和針孔的原因是多種多樣的，通常由於潤濕不良和消泡不佳而引起的氣泡較多。同時與涂料的粘度，表面張力，溶劑的揮發(fā)速度和涂裝環(huán)境清潔程度（灰塵含量）等因素有關。 攪拌過程中進入的空氣未能充分靜止消泡； 噴涂過程中帶入的壓縮空氣； 底材，尤其是粗糙和多孔底材，表面吸附的空氣在涂裝時，由于涂液潤濕不良殘留在底材表面上、 含NCO的聚氨酯涂料與空氣中的濕氣反應產(chǎn)生二氧化碳氣體。 在涂裝過程中不可避免的會混入氣體，其來源有： 選用潤濕性良好的涂料，加入適量高沸點溶劑改進溶劑揮發(fā)速度和流動性； 干燥和清潔底材表面，保持涂裝環(huán)境清潔； 烘烤型涂料保証足夠長的晾置時間，嚴格控制升溫速度； 選擇具有消泡效果的醇類溶劑和稀釋劑； 根據(jù)不同的涂料體系選用消泡劑，但是要十分小心，如有機硅類消泡劑用量過多會產(chǎn)生露底或縮孔的毛病。 對策 低表面能的油脂，過量的硅油，壓縮空氣