怎么解决喷涂耐磨涂层加工时会出现涂层不均?

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&UV固化涂层的附着理论和机理UV涂层与基材之间的附着力是评判漆膜物性优劣的首要前提条件,在涂料配方设计的过程中,附着力的解决也就决定了材料选型与协调的方向。UV固化涂料有着快,速固化交联的特性,但随之而来是在干燥过程中所形成的收缩问题较其他固化形式的涂层会更为严重,若要UV涂层形成稳固的基材附着牢度则变得更具有挑战性。在此文中,收集和整理了涂层附着力形成理论及一般性机理,并针对UV固化涂层的特殊性对其进行了细化解析,以便明晰UV涂层附着力的形成机理,以此来筛选合适的附着力解决途径,从而使得涂料配方师设计出合符期望要求的保护涂层。一.涂层附着力理论当两物体被放在一起达到紧密的界面分子接触,以至生成新的界面层,就生成了附着力。附着力是一种复杂的现象,涉及到“界面”的物理效应和化学反应。当涂料施工于基材上,并在干燥和固化的过程中附着力就生成了。这些力的大小取 决于表面和涂膜(树脂、活性单体、助剂、溶剂等)的性质。广义上这些力可分为二类:主价力和次价力。化学键即为主价力,具有比次价力高得多的附着力,次价力基于以氢 键为代表的弱得多的物理作用力。这些作用力在具有极性基团的底材上更 常见,而在非极性表面如聚乙烯(PE)、聚丙,烯(PP)上则较少。涂料附着的确切机理目前尚未完全了解。但使两个物体连接到一起的力由于底材和涂料通过涂料扩散生成机械连接、静电吸引或化学键合。根据底材表面和所用涂料的物理化学性质的不同,附着可采取以下机理的一种或几种。1.机械连接理论这种涂层作用机制适用于当涂料施工于含有孔、洞、裂隙或空穴的底材上时,涂料能够渗透进去。在这种情况下,涂料的作用很象木材拼合时的钉子,起机械锚定作用。 当底材有凹槽并填满固化的涂料时,由于机械作用,去掉涂层更加困难,这与把两块榫结的木块拼在一起类似。对各种表面的仪器分析表明,涂料确实可渗透到复杂“隧道”形状的凹槽或裂纹中,在固化硬化时,可提供机械附着。涂料对疏松结构基材,以及对喷砂底材的附着就属于这种机理。表面的粗糙程度影响涂料和底材的界面面积。因为去除涂层所需的力与几何面积有关,而使涂层附着于底材上的力与实际的界面接触面积有关。随着表面积增大,去除涂层的困难增加,这通常可通过机械打磨方法提供粗糙表面来实现。实际的界面接触面积一般比几何面积大好几倍。通过喷砂或填料使表面积增加,结果附着力增加,只有当涂料完全渗透到不规则表面处,提高表面粗糙度才有利,若不能完全渗入,则 涂料与表面的接触会比相应的几何面积还小,并且在涂料和底材间留有空隙,空隙中驻留的气泡会导致水汽的聚积,最终导致附着力的下降或彻底散失。通过对已固化的涂层进行打磨处理,可改进层间附着力(如UV木器涂料中), 特别是在底漆/清漆体系中,要求清漆平滑、光亮且表面能低,因此第二层清漆的附着有一定的困难。这一问题当涂料以光固化方式固化时变得更为严重,在此情况下,对该表面进行轻度打磨,附着力可显着提高。 虽然表面粗糙化能提高附着力,但必须注意避免深而尖的形状,由于粗糙化生成的砂痕或尖峰会导致透影(看到底材),在大多数情况下并不希望这样;同时也容易形成不均一的涂层,生成应力集中点,从而导致附着力降低。只要涂膜稍具流动性,涂膜收缩,厚度不均匀以及三维尺寸的变化就很少会生成不可释放应力,但随着粘度和涂层刚性的增加,涂膜对底材的附着力逐渐形成的过程中会生成大量的应力,并残留于干漆膜中。尤其在涂膜出现厚度不均一涂层中,具有很高的内部应力,在实际应用时,极有可能会超过涂膜的应力承受能力,导致裂纹、剥落或其他附着降低的情况。2.化学键理论 在界面间可能形成共价键,且在光固化和热固化的性涂料中更有可能发生,这一类连结最强且耐久性最,佳,但这要求相互反应的化学基团牢牢结合在底材和涂层中。因为界面层很薄, 界面上的化学键很难检测到。然而,如下面所讨论的,确实发生了界面键合,从而大大提高了粘结强度。有些表面,如已涂过的表面、木材、复合物和塑料,会有各种各样的化学官能团,在合适的条件下,可和涂层材料形成化学键。     硅氧烷偶联剂广泛用于各类涂料附着力的解决过程中,可用作底漆或一体化混合物以促进涂层对无机底材、金属和塑料的附着力。在实际应用时,它可与基材表面的,基,或者也可能与其他金属氧化物形成强的醚键 。这类化学键合可发生在玻璃、陶瓷及一些金属底材表面的金属氢氧化物。    含有羧,基的UV涂料倾向于和含有类似基团的底材更牢固地附着,基材上残留的基团极易与它们进行反应,从而把涂层和底材咬合在一起,这类化学反应的发生大多数情况下出现在涂膜润湿完全的前提下,湿膜侵蚀底材后形成PIN界面,在涂膜干燥后,极性基团之间相互咬合形成巩固。化学键合的形成在高温下会更加容易进行,同时,这类附着力形成的牢度远大于其他理论的方式。3.静电理论涂层和基材表面均带有残余电荷,散布于体系中,这些电荷的相互作用能提高一些附着力。静电力主要是色散力和来源于永,久作用引起。涂料润湿固体表面的程度通过接触角测定诱导偶极子间的吸引力,称为色散力,是范德华力的一种,也对附着力有所贡献,对某些底材/涂料体系,这些力提供了涂料和底材间的大部分吸引力。应该注意到这些相互作用只是短程相互作用。因为当距离超过0.5纳米(5埃)时,这些力的作用明显下降,所以涂层和底材的密切接触是必要的。4.扩散理论当涂料和底材这两相通过润湿达到分子接触时,根据材料的性质和固化条件的不同,大分子上的某些片段会向界面另一边进行不同程度的扩散。这种现象需经两步完成,即润湿之后链段穿过界面相互扩散形成交错网状结构。因为长链性质不同和扩散系数较低,非相似聚合物通常不兼容,因此,完整的大分子穿过界面扩散是不可能的。然而,理论和实验资料表明,局部链段扩散很容易发生,涂料的扩散也从接触时间、固化温度和分子结构(分子量、分子链柔性、侧链基团、极性、双键和物理兼容性)的影响间接得到证实。直接的证据则包括扩散系数的测定、电镜对界面结构的观察、辐射热致发光技术和光学显微镜。显然,这种扩散最易发生在诸如工程塑料的基材上,因为分子间自由体积较大,且与金属及玻璃等相比分子间距离大得多。二.附着形成机理当不相似的两种材料达到“紧密”接触时,形成了新的界面。界面相互作用的性质决定了涂料和底材之间成键的强度,这种相互作用的程度基本由一相被另一相的润湿性决定,使用液体涂料时,液相的流动性也有很大帮助,因此润湿可被看作涂料和底材的密切接触。为了保持涂层与底材的附着力,除了保证初步的润湿外,在涂膜形成后的完全润湿和固化后仍保持键合情况不变是很重要的,因此涂料对底材的润湿是形成附着键的关键。1.润湿性和表面能在考察附着力的过程中,涂膜润湿性是必须的前提条件,附着机理只有当底材和涂料达到有效润湿时才起作用。表面的润湿可从热力学角度描述,涂料在液态时的表面张力,以及底材和固态涂膜的表面能是影响界面连接强度和附着力形成的重要参数。均相液体表面的分子或原子的周围环境与内部不同。在内部,分子被相同的分子所包围,分子间的距离由把分子拉到一起的吸引力和阻止分子占据同一位置的排斥力的平衡决定;而界面上的分子各个方向受力不均匀,它们和表面以上的空气相互作用,同时受表面以下分子的吸引。表面下的分子倾向于将表面分子向内拉,使表面分子数最小,因而表面积也最小,这种吸引提高了液体的表面张力,并可解释液体以液滴形式存在,好象被一层弹性表皮覆盖。而且表面分子间的距离比体相大,因而能量更高。把分子从内部移到表面需要做功,液体增加单位表面积导致的自由能的增加值定义为表面张力。2.界面热力学液体涂料对固态表面的润湿程度通过接触角(θ)来测定,当θ=0,液体在表 面自由铺展,称为完全润湿。当液相和固相分子的分子吸引大于类似的液体分子时, 发生完全润湿。测定固体表面张力广泛采用的办法是测量接触角。通过测定接触角来计算表面自由 能的办法多有争议,该问题至今仍未解决,因为固体的表面自由能不能直接测定。近似的表观接触角可通过检测设备供应商提供的各种接触角仪测定。该法中滴一滴各种不同的液体在待测的表面上,并测定接触角。表面性质测定的一种方法是临界表 面张力γc,该法系通过测定一系列液体在表面上的接触角,以接触角的余弦对各种液体的 表面张力作图,并外推至Cosθ=1(θ=0)。外推表面张力称为表面的临界表面张 力。例如根据上述程序,聚乙烯的临界表面张力为31达因/厘米。当一液滴滴于该表 面上时,所有表面张力小于或等于该临界表面张力的液体会自发铺展。因此,如果涂膜表面张力超过31达因/厘米,不会润湿聚乙烯表面,而很大一部分低张力的流平剂能迅速降低涂膜整体的表面张力,从而有利于铺展的进行。来源:网络
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主要加工:喷砂机、超声波、全自动陶瓷涂料专用喷枪、烘烤线等
加工设备:2(台(套))
关键词:喷涂,表面
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主要加工设备:
喷砂机、超声波、全自动陶瓷涂料专用喷枪、烘烤线等
加工设备数量:
2(台(套))
加工贸易形式:
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承涂材质:
不锈钢、铝、铁,铜等其他五金材质
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喷砂,超声波清洗,喷涂
喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工
样品图片专业不锈钢炊具产品喷涂加工我司采用韩国进口陶瓷涂料,拥有国内最先进的陶瓷涂料喷涂线和喷涂技术,为客户提供任何形式的加工服务。喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工陶瓷涂料具有以下几个优点:1、化学成分:经韩国化学试验研究院对陶瓷涂料,做6大毒性物质:As(-树脂)、Cd(镉)、Cr6+(铬绿)、Pb(铅)、Cu(阻燃剂)、Hg()溶出试验,检测结果显示没有其中任何一项溶出;是同类产品无法达到的;2、FDA认证:美国食品医药局,对陶瓷涂料64项组成物质化学成分安全性检测,没有检测出一项有毒物质和重金属;3、耐抗菌性:采用高科技负离子技术,使产品放射出负离子,有效的防止霉和细菌类繁殖,抗菌效果达到99.9%;不粘污染物,干净卫生可以长久使用;喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工4、耐酸性:以醋酸煮24小时,不粘效果和附着力不变;喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工5、耐碱性:连续煮水72小时,以10%盐水煮24小时,硬度、不粘效果稍微有些变化,过后恢复原状;更避免了粉化、脱落、起泡和小孔现像;6、不粘性:在320-360℃温度下加热后可以维持不粘性能,用3M铁丝球加1.5kg左右力度,擦拭表面70回后在170℃温度下煎蛋测试,使用食用油不粘性能恢复;喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工7、耐高温性:在500℃以上温度下连续使用涂层也不会被烧焦或变形,烹饪时反复洗涤和加热涂层也不会掉漆,附着力很好;8、高硬度:使用金属炊具也不易产生刮痕,根据国际铅笔硬度测试,硬度达到:8-9h;喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工9、放射红外线:红外线放射热量温度200度时:90.7%,在烹饪时涂层放射大量红外线能使食物内外同时加热缩短烹饪时间更加美味;比其他同类产品高出2百分点;10、防水性能:在煎炒和烘烤烹饪时,陶瓷涂料排斥食用油,接近防水性能,所以不会吸入食用油和食物中的蛋白质成分,保护了食品的营养价值。11、高耐磨性:根据日本社团法人东京食品卫生协会&东京食品技术研究院的测试结果显示,在200±5℃使用重量280±20克,用金属工具以每分钟40回的速度测试,耐磨达到35000回,是其他同类产品无法比较的;喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工12、附着力:涂料的粘性(1mm交叉切割)测试:被切割的部分没有破损并且有显著的不粘性。优越的耐热,耐磨,不沾,耐腐蚀等特殊性能,能够满足各行业客户对产量的需求.其适用范围如下:1、电器类:电饭煲,电熨斗,烤箱,油炸锅,咖啡炉,美发器,小电炉,电热水瓶.喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工2、厨餐器具类:烤盘,烤网,炒锅,平底锅,户外烤具,餐具,铁板.炉头.3、工业机械类:手机外壳,手机配件,刀具,活塞,复印锟,螺丝,模具.4、适用材质:不锈钢,铝,铁,铜等陶瓷涂料和普通不粘涂料的对比比较对照表(属性)描述PTFE陶瓷涂料耐磨性100point100耐酸性100point95附着力100/耐碱性100point100抗划伤60(1~2H)100(9H~)耐沸腾性100point100颜色可用性(包括大理石类型)局限性多种颜色防污染性100point100防腐蚀性100point95没有任何数据110环境安全高温的不确定因素高温的不确定因素远红外线发射85~89%90~93%光泽度20~30%45~65%重金属没有没有耐热性(1){释放特性}380℃300℃耐热性(2){其他相关的应用}400℃600℃铅笔硬度1~2H6~9HPFOA含量YES/NONO冷热冲击100point100不粘效果100point85耐盐雾测试100point95韧性100point90有毒气体蒸发260℃以上没有喷涂表面处理,进口涂层,喷涂加工
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热喷涂修复处理怎么做呢?
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传统的修复方法包括机械加工修理法、焊接修理法和电镀修理法等。对于重要零部件的局部破坏,采用上述维修方法常常是费工、费时、费料,甚至无法修复。而采用热喷涂修补技术效果很好。热喷涂修复处理过程:
  1、表面预处理
  为了使涂层与基体材料很好地结合,基材表面必须进行清洁及粗糙处理。
  净化处理的目的是除去工件表面的所有污垢,如氧化皮、油渍、油漆等。关键是除去工件表面和渗入其中的油脂。净化处理的方法有溶剂清洗法、蒸汽清洗法、碱洗法及加热脱脂法等。
  粗化处理的目的是增强涂层与基材间的接触面,增大涂层与基材的机械咬合力,使净化处理过的表面更加活化,以提高涂层与基材的结合强度。同时,基材表面粗化还可以改变涂层中的残余应力分布,对提高涂层的结合强度也是有利的。粗化处理的方法有喷砂、机械加工法、电拉毛等。其中喷砂处理是最常用的粗化处理方法。
  2、预热
  目的是消除工件表面的水分和湿气,提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度,以提高涂层与基体的结合强度,减少因基材与涂层材料的热膨胀差异造成的应力而导致的涂层开裂。预热温度取决于工件的大小、形状和材质,以及基材和涂层材料的热膨胀系数等因素,一般情况下预热温度控制在60-120℃之间。
  3、喷涂
  喷涂方法主要取决于选用的喷涂材料。工件的工况及对涂层质量的要求。预处理好的工件要在尽可能短的时间内喷涂,参数要根据涂层材料、喷枪性能和工件的具体情况而定,优化的喷涂条件可提高喷涂效率并获得致密度高、结合强度高的高质量涂层。
  4、涂层后处理
  喷涂所得涂层有时不能直接使用,必须进行一系列的后处理。
  1)对于承受高应力载荷或冲击磨损的工件,为了提高涂层的结合强度,要对喷涂层进行重熔处理,使多孔并与基体仅以机械结合的涂层,变为与基体呈冶金结合的致密涂层。
  2)有尺寸精度要求的,要对涂层进行机械加工。喷涂涂层一般要比基材硬度高、加工难,所以必须选用合理的加工方法和相应的工艺参数才能保证喷涂层机械加工顺利进行,达到要求的尺寸精度。
  热喷涂修复可以对大型轴类零件且磨损深度大于2mm的大面积修复,修复可使报废的零部件重新应用,也可在新产品的制造中起强化和预保护作用,使产品的使用寿命增加,有一定的推广应用价值。(中国五金商城采编)
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