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关于 UV 硬化型 车灯反射体用涂料. 2008 年 4 月 15 日 藤仓 化成株式会社 涂装事业部. 1. 小汽车车灯反射体的构成. 【 截面图 】. ★ 热 硬化型: 3 ~ 5μ m 等离子体聚合 ・ 铝膜的保护 ・ 防锈 ・ 和铝膜的密着. 面漆. ★ 真空镀膜、溅镀 : 约 1000Å(0.1μ m) ・ 铝 : 通用性 、 反射率大 、 耐蚀性欠佳. 铝真空镀膜. ★ UV 硬化型: 10 ~ 20μ m ・ 确保 平滑性( 流平 ) ・ 素材以及和铝真空镀膜层的密着. 底漆. ★要求耐 热 温度・ 根据 用途 选择素材
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关于UV硬化型 车灯反射体用涂料 2008年4月15日 藤仓化成株式会社 涂装事业部
1.小汽车车灯反射体的构成 【截面图】 ★热硬化型:3~5μm 等离子体聚合 ・铝膜的保护・防锈 ・和铝膜的密着 面漆 ★真空镀膜、溅镀:约1000Å(0.1μm) ・铝:通用性、反射率大、耐蚀性欠佳 铝真空镀膜 ★UV硬化型:10~20μm ・确保平滑性(流平) ・素材以及和铝真空镀膜层的密着 底漆 ★要求耐热温度・根据用途选择素材 铝铸件(230℃),BMC,PBT/PET(180℃) 耐纶(160℃),HTPC(150℃),PC,(120℃) AES,ABS(90℃)等 素材 2
2.真空镀膜底漆的作用 真空镀膜 底漆的作用 (1)平滑性的确保 塑料的表面有细微的 凹凸 ⇒真空镀膜发生乱反射, 不能体现光亮性。 (2)确保底部素材以及 和真空镀膜的密着 (3)耐热性的赋予 塑料 泛白的外观 涂装底漆的话 真空镀膜 底漆 光亮性 镜面 塑料 3
★面漆的作用 铝真空镀膜无耐蚀性,由于非常薄 物理性、化学性都弱,所以需要保护膜(面漆)。 3.真空镀膜面漆的作用 耐热性 耐药品性 耐磨损性 耐水性 面漆 真空镀膜 底漆 4
4.涂料的构成 ・热硬化树脂⇒热硬化型 ・UV树脂⇒ UV硬化型 【涂料的基本构成】 ★主要成分・・・树脂 ★辅助成份・・・添加剂 ★着色成份・・・颜料、消光剂 ★稀释成份・・・溶剂、水 形成涂膜的成份 (固体成份、不挥发成份) 涂膜里无残留(挥发成份) ・涂装性(喷涂性) ・流平性 ・素材刺激性(密着性) 目 的
★反应特性 靠UV(紫外线)照射数秒~数十秒钟瞬间硬化涂料 反应效率高而且快! ★主要成份 5.UV硬化型涂料的特征
UV 涂料和氨基甲酸酯涂料、丙烯常温干燥涂料等热硬化型涂料的比较 5.UV硬化型涂料的特征
涂装工艺 预备干燥工艺(Preheat) UV照射工艺 UV涂膜完成 6.UV硬化型涂料的硬化 热干燥 (溶剂成份挥发) UV照射 (架桥反应)
流平放置 预备干燥 涂装 6.UV硬化型涂料的硬化 流平剂 UV硬化性树脂 光聚合引发剂
6.UV硬化型涂料的硬化 一般为自由基聚合反应 UV硬化反应 裂开⇒自由基形成 UV 照射 光聚合 引发剂 自由基攻击 UV树脂 UV硬化性树脂 连锁反应 聚合体化⇒涂膜形成
7.UV硬化反应结构(化学反应式) 作为 I・ 1.光聚合反应开始 UV照射 hv 自由基形成 -C-C- -C・ ・ 2 =O =O =O 自由基攻击 乙烯基! 光聚合引发剂(PI) 2.聚合成长反应⇒连锁反应 攻击! ・C-C-I hv =O =O C-O-R C=C C=C =O C-O-R UV硬化性树脂 C-O-R UV硬化性树脂
7.UV硬化反应结构(化学反应式) 3.连锁反应 攻击! C-C-I -C-C ・C-C ・C-C hv R 攻击・・・攻击、攻击! C-C-I ・・・ =O =O C-O-R C-O C-O C-O-R C-O C=C C=C =O =O =O =O =O 聚合体化⇒涂膜形成 R R C-O-R C-O-R 12
7.UV硬化反应结构(化学反应式) 4.停止反应 ① -C-C- -C・ -C・ C-C-I ・C-C =O =O =O =O ② R P ・C C-O C-O-R ③ UV照射的停止⇒不稳定的自由基失去活力(黄相⇒消失) =O =O 13
光照强度和高度的平方成反比 8.UV照射的概念 UV灯 高度⇒光照强度[mW/cm2] 注塑件工作 面积⇒(累积)光照量[mJ/cm2] 运行方向
涂膜 涂膜分子 分子间引力 素材分子 塑料素材 未干燥涂膜 (树脂+溶剂) 干燥涂膜(树脂) 干燥过程中界面的两种成份发生内部扩散 塑料素材 塑料素材 9.关于小汽车车灯 反射体用真空镀膜底漆 底漆和素材的密着 ①分子间引力(范德瓦尔斯力) 即使是电流中的中性分子,根据它的构成,也分布着+(正)部分和-(负)部分。这种力是由各个+部分和-部分互相的拉扯力形成的分子间的相互作用而产生的力 ②接触面积 底部素材和涂膜成份的特性越类似(分子构造类似),与素材的润湿性就越好,使得接触面积加大,密着力增加
涂膜 塑料素材表面 9.关于小汽车车灯 反射体用真空镀膜底漆 ③锚栓效果 机械性的效果。涂料中的溶剂把素材表面溶解・膨胀,因为增大了接触面积,并且素材表面形成的凹凸部分中涂膜的成份象钥匙一样插入使得密着力增强 塑料素材表面 ★影响因素 溶剂强弱、涂装条件、干燥条件、膜厚、素材前处理
9.关于小汽车车灯 反射体用真空镀膜底漆 底漆和真空镀膜的密着 电流性结合 (AL:铝原子) AL AL AL AL AL AL AL AL AL δ- δ+ δ- δ+ O H O H CH2 C O CH2 C N ・真空镀膜在底漆表面的电流性结合就象脚手架一 样增长、堆积 ・氧化物状态要比纯粹的铝来得稳定
10.涂装事故・成因 素材成型 前处理 ★涂装不良的主要原因 涂装环境 工艺条件 保管条件 膜厚 硬化条件 涂料 涂装不良
11.主要的涂装事故 主要的涂装事故的种类 ・涂料的异常 ・垃圾(麻点) ・缩孔、凹陷 ・发白(喷霜) ・柚子皮(鲨鱼皮、桔皮) ・流挂、堆积 ・素材侵蚀、开裂 ・涂料未硬化 ・漏光(条纹) ・剥离
11-1.涂料的异常 涂料的异常:胶凝物形成、二次凝集物等⇒麻点、缩孔 ★原因 ・局部的高温保管引起UV树脂发生反应 ・异物的混入 ★对策(涂料操作的基本点) ・避免直射阳光和热源,保管在屋内阴冷处 ・先进先出 ・使用后密封保管(涂料缸上也要加盖) ・管道和喷枪的清洗要使用适当的清洗溶剂 ※UV涂料经过一定时间会有黄相变强的情况,不影响涂 装后的外观、物性和品质
11-2.(垃圾)麻点 (垃圾)麻点:涂膜上附着有垃圾和灰尘的话破坏美观。 ★原因 因涂料原因、涂装和各种工艺环境引起的异物附着, 或因素材上的游离物引起的看似麻点的现象 ★识别方法 有全面涉及、比较多的均匀麻点存在的话,涂料是主要原因 的可能性较大。除此之外为其他原因 ★对策 ・除去涂料中的异物、清洗管道 ・涂装和各种工艺环境的改善 (必须查明是哪一个工艺发生的问题) ・除去素材上的游离物引起的原因
11-3.缩孔、凹陷 缩孔、凹陷:因素材的污染等引起的涂料润湿不止,产生圆形凹陷。 ★原因 ・素材上有某污染物质附着(水份、硅酮、油份等)。 ・与底部素材的相合性差,有部分未润湿。 ★对策 ・素材的操作(勿直接用手和戴污染的手套 拿取) ・涂装棚内的空气(水份、硅酮和油份) ・涂料漆雾(注意自己的 漆雾) ・冶具(异物发生源头)
11-4.发白(喷霜) 发白:涂膜发白浑浊 ★原因 高湿度时涂装的话失去溶剂挥发产生的蒸发潜热的涂膜表面因急速冷却,大量的水份引起结露,和涂膜融合后形成发白浑浊的现象。 ★対策 ・涂装室的湿度调整到75%以下 ・使用和水份有相溶性的(乙醇系列等)、 蒸发速度慢的稀释剂(蒸发潜热小的 溶剂有利) ・ 水份 底漆 素材
11-5.柚子皮(桔皮) 柚子皮:表面呈现波浪纹。破坏清晰性。 ★原因 涂膜无流动性,表面呈现波浪纹。在涂膜延展方面溶剂量 不足够。 ★对策 ・稀释剂的种类、稀释剂稀释量提高 ・转变为调近喷枪距离、降低雾化压力、提高出漆量等抑 制溶剂成份挥发的涂装方法(cf.流挂) ・降低涂料温度、涂装室温度and/or预备干燥温度
11-6.流挂、堆积 流挂:涂装过厚等造成涂料流下从边缘开始流挂。 堆积:注塑件的底部等的流挂使涂料聚集、形成类似小水 塘的形状,会产生毫米单位的异常膜厚。 ★原因 ・溶剂含有量多,产生流动性高的流动。 (冬季气温低,溶剂蒸发慢,容易发生流挂) ・因膜厚过厚,超过界限发生流挂膜厚。 ★对策 ・提升稀释剂的蒸发速度。 ・转变为调远喷枪距离、提高雾化压力、减少出漆量等促进 溶剂成份挥发的涂装方法(cf.柚子皮) ・提升涂装环境温度。
11-7.素材侵蚀、开裂 素材侵蚀、开裂 底漆的溶剂成份过度刺激素材,使其产生腐蚀、失去光泽、变得发白浑浊的现象。 开裂为无变色的素材和涂膜发生破裂。 ★对策 ・稀释剂的种类、稀释量 (降低稀释剂的溶解力、降低稀释量) ・降低预备干燥温度 ・调远UV灯距离 (避免过度的集聚光线以降低强度)
11-8.涂料未硬化 涂料未硬化:形状复杂的物体等在UV未充分照射到的部位涂膜收缩,失去光泽,发白浑浊。 ★识别方法 ・用指甲刮的话比其他发脆部而且会有剥离。 ・用显微镜观察的话,如右面照片所示,呈 现收缩的外观。 ★对策 ・提升UV照射量(灯调近and/or传送带调慢) ・变更UV灯的配置使得UV适当地照射有问题的部位 (或者冶具配置和放置方法的变更) ・变更运行方向使得有问题的部位更加靠近
11-9.漏光(条纹) 漏光(条纹):产生条纹状的蓝白线 ★原因 正式UV照射前从UV区域漏进的光线照射到注塑件的影子部位,发生不完全硬化,正式UV照射时影子周围收缩不同,光泽度产生差异,发生蓝白条纹状的阴影。 ★识别方法 ・发生在光线难以照射到的部位(平板上不发生) ・要确认条纹是否和注塑件的阴影成平行的角度 ★对策 ・变更冶具配置和放置方法,不使阴影产生 ・UV区域入口朝百叶门的地方设置遮光板 ・变更为连续的动作
11-10.剥离 剥离 ★先确认发生剥离的位置,再寻求对策! ①素材~底漆间的剥离 ★对策 ・素材的种类、状态(注塑成型、 前处理) ・稀释剂的种类、稀释量 ・提升预备干燥温度 ・适当的UV照射量
11-10.剥离 ②底漆~铝真空镀膜间的剥离 ★对策 ・底漆的硬化条件 (UV照射增强,但请注意过强的话会发生恶化) ・底漆膜厚过厚(底漆凝集剥离) ・与面漆的种类、相合性进行确认 (使用双组份反应款式等收缩力大的面漆的话容易剥离, 另外请注意膜厚过厚的话收缩也会增强)
THE END 非常感谢您 长时间的听讲!