如果无添加剂塑料材料不能或只能很差地结合或涂覆,尽188金宝搏bet官网管表面干净,这很可能是由于它们的低极性和由此产生的低表面能。表面能是指在产生新材料表面时打破化学键所需的能量。它是评估胶粘剂层或涂层可能附着力的最重要的措施。一般情况下,塑料材料的表面能较低,通常在188金宝搏bet官网<28达因- 40达因之间。然而,经验表明,当表面能大于38-42达因时,首先达到良好的附着条件。对于液体来说,表面能等于表面张力,每一种液体、油漆和粘合剂都有自己固有的张力。安全涂层粘附的条件是固体材料(基材)的表面能高于液体粘合剂或涂料的表面张力。有几种增加表面能的方法,最常见的是使用含溶剂因而对环境有害的物质。

等离子体的力量

Openair等离子体喷射技术是Plasmatreat GmbH于1995年开发的,是湿式化学预处理工艺的替代品。该工艺目前在世界范围内广泛应用于工业应用,可实现材料表面的微细清洗、强活化和纳米涂层,从而实现油漆和粘合剂的长时间稳定粘附。该技术在正常环境空气条件下工作,即不需要像低压等离子体工艺那样昂贵的密集真空室。此外,该等离子体法在零电位下工作,极大地扩展了其应用可能性。在Plasmatreat进行的试验表明,使用Openair等离子体预处理塑料材料时,表面能值可达72达因以上。188金宝搏bet官网结果:不仅以前不兼容的基材可以粘合,而且水性粘合剂或涂料系统也可以在非常耐粘的表面上粘合。

自2007年以来,Openair等离子工艺已被GfO使用Gesellschaft für Oberflächentechnik AG的子公司纳米门技术集团,德国。在这里,每年有成千上万的显示筋膜在涂层之前用等离子体进行处理。最近,GfO开始将这种等离子技术应用于一种从未以这种形式制造过的新产品——大众汽车的汽车钥匙。

严格的规定

2009年,大众汽车为其新车钥匙设计了一种从未见过的光学表面效果。这种涂料不仅应该是“钢琴黑”(即一种深的、高光泽的黑色),同时还应该是透明的,并且必须提供世界市场上最好的抗划伤和抗冲击性能。完美的涂料外观和长期稳定的附着力是最优先考虑的。位于Schwäbisch Gmünd的GfO接到了这款全球首次亮相产品的订单。对于GfO来说,这一命令意味着把不可能变成可能,并在六个月内完成。此外,还必须确保为批量生产做好准备。

新型注塑解决方案

钥匙的顶部和底部外壳由聚酰胺PA 66 GF30(由30%玻璃纤维部分加强)组成。选择这种材料是为了满足高冲击强度要求,其中包括成功通过跌落和断裂试验。还要求扩展键位不能在特定负载下冲出壳体。开发人员非常清楚,玻璃纤维实际上不适合用于高光泽涂层,当然也不适合应用在10微米范围内的单组分纳米涂料体系,这是GfO应用的涂料的最大薄膜厚度。

GfO销售经理Norbert Weiss评论道:“玻璃纤维在注塑过程中‘直立’,并一直延伸到油漆表面。其后果是像疙瘩一样的不规则现象和立即报废。”为了使关键外壳能够按照规格进行喷涂,决定改变塑料制造工艺。而不是使用传统的注射成型方法和通常的颗粒在关键表面掩盖不规则,壳是通过应用MuCell注射成型工艺生产的,这是热塑性塑料的物理发泡工艺。该工艺不仅可以实现模具表面的完美再现,而且可以避免常见的沉痕和不规则现象。但即使在这里也出现了一个问题:发泡过程在工件上留下了可见的条纹,注塑成型后的表面是无烟煤而不是深黑色。

所面临的挑战

对GfO来说,显然有两种经过验证的方法可以依赖。首先,他们有自己的Sicralan喷墨工艺,这是一种独特的专利单组分纳米涂料系统,可用于选择性、透明和高光泽的耐刮擦涂料。其次,Openair等离子技术确保了100%均匀的涂料梯度和强大、长期稳定的附着力。客户要求产品满足汽车制造商测试目录中的所有测试规格,包括气候变化测试、水解测试、介质、酸和膏体测试以及附着力横切测试。但在所有这些测试之外,大众还要求进行另一项特殊测试:高磨蚀滚筒测试。

通过血浆活化粘附

如果没有聚酰胺在等离子体工艺中获得的高度活化,就会出现润湿问题,使涂层无法实现。Plasmatreat的研发主管Alexander Knospe博士解释了化学过程:“等离子体预处理极大地增加了塑料材料的表面能,因为在表面形成了极性基团,如羟基功能。在这种应用中,不仅可以改善给定涂料或粘合剂的完整表面润湿性,而且还可以在表面上形成共价键。”结果是均匀的涂料梯度和长期稳定的抗划伤涂层的附着力,即使在最高的应力。应该注意的是,在处理过程中塑料表面的典型温升小于30°C。

结论

测试结果证实了对高科技技术的信任:快速钢棉测试不会损害Sicralan MRL UV高性能表面。另一个难点,即在一个下降半径内停止抗刮擦涂层的压力(在设计接头中揭开),也得到了解决。由于等离子体预处理,横切试验以最佳值Gt0(无粘连拉脱)通过,即使暴露在滚筒试验中,涂层也不会分离。其他测试也提供了同样的阳性结果。条纹消失了,表面是完美的,深黑色和高光泽。世界上第一个具有这种光学效果和这种质量的无线电汽车钥匙,将用于辉腾汽车模型,可以按时投入生产。n

有关等离子技术和系统的更多信息,请访问www.plasmatreat.com.有关塑料加工/关键制造的信息,请访问www.gfo-online.com