(南京华格电汽塑业有限公司)
【摘要】本文主要分析了基材内应力研究,重点介绍了稀释剂与基材匹配性研究分析,它不仅能够有效降低PC+ABS产品喷涂咬底问题的发生,而且还可以提高PC+ABS产品喷涂效果。通过对PC+ABS产品喷涂咬底问题机理进行研究,以期为PC+ABS产品喷涂工作的开展提供可靠保障,创造出最大化的经济与社会效益。
【关键词】PC+ABS产品;喷涂;咬底问题;基材内应力;稀释剂
PC+ABS一般是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和聚碳酸酯的共聚物,其具有良好的综合性能,因此在汽车内外饰零部件、家电用品、通信器材及照明设备上得到了广泛应用,但是由于其基材产品内部应力过大、耐化学品腐蚀的性能差,不可避免的会诱发产品出现开裂问题。此时,就需要对PC+ABS产品喷涂咬底问题机理进行研究,并通过降低稀释剂的溶解力和基材自身的内应力,来有效提高稀释剂与基材的匹配性,进而达到预期的喷涂效果。
1.基材内应力研究
1.1模具设计因素
通常情况下,模具的浇注系统将会严重影响塑料零件内应力,此时在模具设计过程中需要对浇口的位置、尺寸和主浇道的长短、大小给予综合考虑。在具体模具浇筑过程中,浇口尺寸不宜太小,以免产生比较大的流动阻力,当然浇口也不宜过大,因为浇口过大将无法对模具进行修整。主流道太窄、太长以及流道方向出现急剧转折都有可能增加流动阻力,进而提高制品的取向应力。
1.2喷涂前热处理
在PC+ABS产品喷涂过程中,热处理可以使塑料制品内应力得到有效解决,其主要原理是:通过对塑料制件进行加热,能够驱动高分子链从最初的不平衡构象逐渐转变为平衡构象,并使急速冷却、不稳定状态的高分子链达到热松弛处理,这样不仅可以使其趋向无规卷曲的自由状态,而且还可以有效降低其内应力。在喷涂前热处理过程中,一般要求其温度低于热变形温度,最好低10-20℃为宜。本次研究过程中,PC+ABS材料的热变形温度一般需要控制在105°左右,因此选择了85°的烘烤温度来烘烤PC+ABS产品,并将正丁醇与醋酸乙酯进行1:1混合后进行擦拭,从而达到消除应力的目的,如图1所示。
图1 烘烤前后验证效果
表1描述的是烘烤前后咬底数量,通过对产品进行烘烤可以使其内应力降低,烘烤2h后能够使大部分应力降低,进而有效降低咬底发生率。
表1烘烤前后咬底数量
1.3注塑工艺影响因素
在注塑制品生产过程中,虽然成型工艺存在内应力,但是如果对加工温度、模具温度、注射压力、注射速度、注射时间、保压压力、保压时间、冷却时间等工艺条件给予有效控制,将会有效降低塑件内应力,以确保制件的正常使用。实际上,在塑料成型工艺中,温度、压力、时间是比较常见的影响因素,此时就需要结合应力产生机理,来调整和优化注塑工艺,进而有效提高注塑效果。
2.稀释剂与基材匹配性研究
2.1降低稀释剂腐蚀性
对现有产品不咬底位置采用不同溶剂进行涂覆实验,如图2所示。通过对实验结果进行分析发现,产品表面开裂及发白程度存在一定的差异,稀释剂中不同溶剂将会对基材产生不同的腐蚀性,而且在不出现咬底的位置喷涂腐蚀性强的溶剂也有可能对基材造成腐蚀,进而诱发裂纹。
图2 不同溶剂涂覆实验
本次研究以现有PC+ABS产品为例,溶剂溶蚀性强弱排序如下:丁醚=二丙酮醇>甲苯>醋酸乙酯>100#溶剂油>环己烷。通过对单个溶剂的匹配结果进行分析可以得知,在配方满足油漆稀释剂性能的基础上,选择用异丁酸异丁酯来取代甲苯、丁醚、二丙酮醇,可以有效降低稀释剂腐蚀性,进而提高PC+ABS产品喷涂效果。表2描述的是现有稀释剂优化方案。
表2现有稀释剂优化方案
2.2提升原材料耐腐蚀性
通过大量的实验和调查结果得知,在PC+ABS产品喷涂过程中,影响耐腐蚀开裂性的因素比较多,主要包括了以下几个方面:(1)材料的流动性;(2)PC与ABS的比例;(3)耐溶剂类添加剂的增加。通常情况下,在现有PC+ABS 产品中,基本上是PC和ABS成分各占50%,并通过结合实际情况来对上述三个方面的调整和优化,不仅可以有效发挥原材料的性能,而且还可以提高PC+ABS产品喷涂效果。通常情况下,在PC+ABS中添加化学结构较稳定的5%聚酯类组分,将会使PC+ABS产品的耐溶剂腐蚀性得到有效提升。同时,为了提高PC+ABS产品性能和质量,还可以选择耐溶剂性优良的原材料,其既可以实现对溶剂的有效阻隔,避免溶剂快速往下溶蚀,而且还可以使材料表面开裂和溶胀的程度得到降低,进而提高有效提高PC/ABS产品的耐腐蚀性。
3.结束语
综上所述,在进行PC+ABS产品喷涂过程中,需要对其常见的咬底问题机理进行研究,并采取有效措施给予解决,这样既可以有效提高喷涂产品质量,而且还可以缩短技术人员的工作量,在提高PC+ABS产品喷涂效果的同时,还可以有效工厂生产成本。同时,在PC+ABS产品开发过程中,还需要对原材料、稀释剂等给予合理选择,进而有效避免咬底问题的发生,提高PC+ABS产品合格率。
参考文献:
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