Poliolefin Kaplama Yapışması: Astar mı, Plazma mı

Poliolefinlerde kaplama yapışması: astar, ön işlem veya ikisi birden

Temel çıkarımlar

• Poliolefinlerin bağ kurulacak polar grupları yoktur — her çözüm ya bu grupları ekler ya da uyumlu bir ara tabaka ekler.
• Astarlar kohezif olarak hasar verebilen bir tabaka getirir; ön işlem yüzeyi değiştirir ve hiçbir şey eklemez.
• İşlem zamanla zayıflar, astar zayıflamaz; temiz çözümün bedeli bu yüzden aralık kontrolüdür.
• İkisini birlikte kullanmak, gereksinimin zorlayıcı olduğu TPO ve dolgulu poliolefinlerde standart yanıttır.

Poliolefinler dünyada en çok kullanılan plastiklerdir ve kaplanması en zor olanlar arasındadır; nedeni prosedürel değil, kimyasaldır. Polietilen ve polipropilen yüzeyleri, polar fonksiyonelliği olmayan karbon ve hidrojenden oluşur; yüzey enerjileri düşük ve kimyasal dirençleri yüksektir. Onları malzeme olarak yararlı kılan her özellik, altlık olarak kabul etmez kılar.

Aynı engelin etrafından iki yol

Bir kaplama, yüzeyle moleküler ölçekte temas ve etkileşim yoluyla yapışır. İşlenmemiş poliolefin ikisini de sunmaz: kaplamalar ıslatmak yerine damlacıklar oluşturur ve biriktikleri yerde bile etkileşebilecekleri hiçbir şey yoktur. Sektörün iki yerleşik yanıtı vardır.

Bir ara tabaka ekleyin. Klorlanmış poliolefin astarlar ve ilgili yapışma güçlendiriciler, poliolefin altlığa afinitesi olan malzeme ve üstteki kaplamaya bağlanan polar fonksiyonellik içerir. Altlıkta hiçbir şey değişmez; birbiriyle uyumsuz iki malzemenin arasına uyumlu bir tabaka yerleştirilir.

Yüzeyi değiştirin. Alev plazması, atmosferik plazma ve korona deşarjı en dıştaki moleküler tabakaları oksitleyerek hiç olmayan yerde karbonil, hidroksil ve karboksil grupları oluşturur. Yüzey polar hale gelir ve enerjisi kaplamaların gerektirdiği aralığa yükselir. Hiçbir şey eklenmez.

Önemli ölçütlerde karşılaştırma

Sermayenin kısıtlı olduğu, geometrinin karmaşık olduğu veya üretim hacminin düşük olduğu durumlarda astarlar caziptir. Yalnızca püskürtme olanağı gerektirirler, girintilere ve alt kesimlere kaplama kadar iyi ulaşırlar ve astarlanmış yüzey kararlıdır — parçalar beklerken zayıflamaz.

Zayıf yönleri, kendi kohezif mukavemeti ve kendi uygulama değişkenleri olan bir tabaka getirmeleridir. Çok kalın, yetersiz kurutulmuş veya düzensiz dağıtılmış bir astar katmanın en zayıf elemanı olur ve ortaya çıkan hasar arayüzlerden birinde değil, astarın içinde kohezif olur. Ayrıca bir ıslak proses adımı, çözücü elleçleme ve kurutma süresi ekler.

Ön işlem bunların hepsinden kaçınır. Ek malzeme, çözücü ve hasar verebilecek kohezif tabaka yoktur ve proses kaplamadan hemen önce hatta yerleştirilebilir. Zayıf yönleri sermaye maliyeti, görüş hattının kısıtlı olduğu yerlerde kapsam sınırlamaları ve zayıflamadır: polimer zincirleri yeniden yönelirken ve göçen katkı maddeleri yeniden yüzeye çıkarken değiştirilmiş yüzey saatler ila günler içinde eski haline döner.

Zayıflama özelliği işin özüdür. İşlem daha temiz bir sonuç verir ve karşılığında aralık disiplini talep eder; astar daha toleranslı bir proses verir ve karşılığında ek bir tabakayı kabul eder.

İkisinin birlikte kullanılacağı durumlar

Otomotiv dış TPO bileşenleri, ikisini birleştirmenin gerekçesini gösterir. Altlık, birçok yıl boyunca hava koşulları, ısıl çevrim, nem ve taş darbesi sonrası yapışma gibi zorlayıcı bir gereksinimi olan dolgulu bir poliolefin karışımıdır. Tek başına işlem, derhal kaplanması gereken ve enerjisi geometriye göre değişen bir yüzey bırakır. Tek başına astar, işlenmemiş düşük enerjili bir yüzeyi ıslatmak ve ona bağlanmak zorundadır; bu da sunabileceği miktarı sınırlar.

Birlikte uygulandığında, işlem yüzey enerjisini yükseltir, böylece astar tamamen ıslatır ve iyi bağlanır; astar da üst kat sistemiyle kimyasal uyumu sağlar. Kombinasyonun proses adımı daha fazladır ve marjı kayda değer ölçüde daha geniştir; bu, saha hasarının pahalı olduğu yerde doğru takastır.

İşlemi doğru uygulamak

Ön işlemin kullanıldığı yerde, üç pratik nokta işe yarayıp yaramadığını belirler.

Kapsam. İşlem, kafaya bakan yüzeylere ulaşır. Girintiler, alt kesimler ve gölgede kalan bölgeler daha azını alır ve tam da bu yerlerde kaplama hasarı öngörülebilir sonuçtur. Kaplanacak alanın tamamında — erişilebilir tek bir noktada değil — yüzey enerjisini haritalamak, bir kurulumu kontrollü bir prosese dönüştürür.

Doz. Etkili işlem, yoğunluk ve maruziyetin birleşimini gerektirir. Maruziyeti çevrim süresine sığdırmak için kısaltmak, işlemden hemen sonra kabul edilebilir okunan ancak kaplamaya kadarki aralığı atlatacak yeterli dayanıklılığa sahip olmayan bir yüzey üretir.

Aşırı işlem. Aşırı işlem yüzeyi bozar ve polar, ıslanabilir ancak zayıf bağlı, düşük moleküler ağırlıklı oksitlenmiş malzeme üretir — mükemmel dyne okumaları ve zayıf yapışma veren zayıf bir sınır tabakası. Fazlası güvenilir biçimde daha iyi değildir.

Her ikisini de yenen kontaminasyon

Hiçbir yaklaşım silikon kontaminasyonuna dayanamaz. Silikon içeren kalıp ayırıcı tek tabaka kaplamasına kadar yayılır, bağın oluşması gereken düzlemde yer alır ve kimyasal olarak inerttir. Üzerine uygulanan işlem, ıslanabilir ancak yine de polimere bağlı olmayan oksitlenmiş silikon üretir. Üzerine uygulanan astar, altlığa değil silikona bağlanır.

İşaret, dyne testini geçen ve yapışma testinde başarısız olan bir yüzeydir ve tanı koyucudur. Ortaya çıktığı yerde düzeltici eylem, daha fazla işlem veya daha fazla astar değil, kaynağın ortadan kaldırılmasıdır — boyanabilir ayırıcılar, püskürtme operasyonlarının ayrılması, filtrelenmiş basınçlı hava, kontrollü bakım ürünleri.

Gerçek servis için kalifikasyon

Yeni kaplanmış bir parça üzerinde ilk yapışma testi gerekli bir kontrol ve zayıf bir tahmincidir. Poliolefin kaplama sistemleri ağırlıklı olarak iki gecikmeli mekanizmayla hasar görür: nem ve daldırmanın yönlendirdiği, arayüze ulaşan nem ve bir poliolefin altlık ile kaplama arasındaki büyük genleşme uyumsuzluğunun yönlendirdiği, ısıl çevrimden kaynaklanan arayüz yorulması.

Bu nedenle ayrım yapan bir kalifikasyon; yüksek sıcaklıkta nem maruziyetini, servis aralığında ısıl çevrimi, ilgili yerlerde su daldırmasını ve dış mekân uygulamaları için UV ve hava koşulları maruziyetini içerir — yapışma yalnızca öncesinde değil, her birinden sonra ölçülür. Kenarlar ve karmaşık özellikler dahil gerçek parçalarda test yapmak da önemlidir, çünkü kapsam ve kaplama kalınlığı tam olarak hasarın başladığı yerlerde en kötüdür.

Dolgulu ve karışık poliolefinler farklı davranır

Endüstriyel poliolefin bileşenlerin çoğu saf polimer değildir. Talk ve cam dolgulu kaliteler, darbe modifiyeli karışımlar ve termoplastik olefinler, kaplama sorununu önceden öngörmeye değer şekillerde değiştirir.

Dolgulu kaliteler, kalınlığı akış uzunluğuna, yolluk konumuna ve kalıp sıcaklığına göre değişen, reçine bakımından zengin bir kabuk sunar; bu nedenle kaplamanın karşılaştığı yüzey parça boyunca tutarlı değildir. İşlem tepkisi de onunla değişir ve kaplama yapışması uzun bir akış yolunun uzak ucunda yolluk yakınından ölçülebilir ölçüde farklı olabilir. Bir bileşen büyük olduğunda veya karmaşık bir akış desenine sahip olduğunda, tek bir noktayı test etmek yerine yapışmayı parça boyunca haritalamak bunu ortaya çıkarır.

Darbe modifiyeli karışımlar ve TPO'lar, yüzey boyunca dağılmış bir kauçuk fazı içerir. Bu faz işleme polipropilen matristen farklı tepki verir ve göç edebilir; bu da ulaşılabilir yüzey enerjisini ve zaman içindeki kararlılığını etkiler. Boyalı uygulamalar için tasarlanmış kaliteler bunu göz önünde bulundurularak formüle edilir; yalnızca mekanik özelliklere göre seçilen kaliteler çoğu zaman edilmez ve fark mekanik veri sayfasında görünmez.

İlgili okumalar

• Endüstriyel kaplamalar
• Yüzey ön işlemleri ve yüzey kalitesi
• Poliolefin ürünlerin endüstriyel sıvı kaplaması
• Plastik boyama
• Soft-touch kaplama hataları
• Sıvı, toz veya UV ile kürleşen kaplama seçimi

Bu konuda yardıma mı ihtiyacınız var?

The Sabreen Group, poliolefin bileşenler için kaplama yapışması geliştirme ve ön işlem seçimi konusunda bağımsız mühendislik desteği sağlar. Mühendislik hizmetleri ekibimiz üreticilerle proses geliştirme, malzeme kalifikasyonu ve üretim sorun giderme konularında çalışır. Uygulamanızı görüşmek için bizimle iletişime geçin.

Sık sorulan sorular

Kaplamalar polipropilen veya polietilene neden yapışmaz?

Çünkü yüzeyleri polar değildir ve kimyasal olarak inerttir; yüzey enerjisi 30 mN/m civarındadır. Kaplamaların bağlanmak için polar etkileşime ve moleküler temasa ihtiyacı vardır ve işlenmemiş bir poliolefin yüzeyinde etkileşebilecek hiçbir şey yoktur. Kaplama düzgün ıslatamaz ve ıslattığında bile tutunacak bir şey bulamaz.

Klorlanmış poliolefin astarı ne yapar?

Kimyasal bir köprü sağlar. Klorlanmış poliolefin kısmının poliolefin altlığa afinitesi vardır; polar fonksiyonelliği ise üstteki kaplamaya bağlanır. Sonuç, altlığın kendisinde hiçbir değişiklik olmadan her ikisiyle de uyumlu bir ara tabakadır.

Ön işlem astardan daha mı iyidir?

Daha iyi değil, farklıdır. Ön işlem polimer yüzeyini oksitleyerek kabul edici hale getirir; kohezif olarak hasar verebilecek hiçbir şey eklemez ve ıslak proses adımı gerektirmez. Karşılığında işlenmiş yüzey zamanla zayıflar ve astarlı yüzeyin gerektirmediği bir aralık kontrolü ister.

İkisi ne zaman birlikte kullanılır?

Zor altlıklara sahip zorlayıcı uygulamalarda, özellikle otomotiv dış mekân kullanımındaki TPO ve dolgulu poliolefinlerde. İşlem yüzey enerjisini yükseltir, böylece astar düzgün ıslatır ve bağlanır; astar da üst katla kimyasal uyumu sağlar. Her biri diğerinin zayıf yönünü kapatır.

Dış mekân kullanımı için kaplama yapışması nasıl kalifiye edilir?

İlk yapışmanın ötesinde; nem maruziyeti, ısıl çevrim, su daldırması ve UV ile hava koşulları maruziyeti uygulanır ve her birinden sonra yapışma testi yapılır. Dış mekân poliolefin bileşenleri ağırlıklı olarak arayüzdeki nem ve çevrim sırasındaki genleşme uyumsuzluğu nedeniyle hasar görür; ilk çapraz kesim testi bunların hiçbirini tespit etmez.

---