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直接涂层工艺流程及操作注意事项 |
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作者：拜耳材料科技中国有限公司 徐振钢李金旗 来源：CPRJ 中国塑料橡胶 |
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常规的塑料部件注塑和涂装是两个独立工艺来完成。塑料部件注塑好以后通常放在仓库备用或者直接发送到涂装公司或部门。涂装前需要对塑料部件进行表面处理如除油，然后喷涂多次底漆、面漆来达到足够的漆膜厚度以保证外观效果，底漆和面漆间有时还需要打磨。如果使用双组份的面漆通常要在60-80℃的条件下烘烤20-30分钟，使漆膜固化到适合包装的强度，成品产生。
直接涂层技术则将注塑和涂装整合在一套模具中完成，塑料部件的成型沿用传统的注塑工艺，塑料部件脱模后转移到第二个模腔。使用RIM机（反应注塑成型机）注入涂料，涂料注射和固化时间可优化到与塑料注塑时间相匹配，脱模以后塑料部件成品即产生。整个部件生产工艺流程根据部件的大小不同可控制在几十秒至几分钟内，且能达到高度自动化生产。
工艺、设备及原料
直接涂层技术由原材料和设备来完成。原材料部分主要包括塑料粒子和油漆，其中塑料粒子用以成型塑料部件，油漆起着塑料部件的保护和装饰作用。如果需要特殊效果可能还有印刷图案的薄膜或者其他材料涉及。设备部分主要包括注塑机、双穴模具和RIM机。
常规工艺流程为：对涂料模腔喷涂脱模剂→注塑机注射塑胶件→冷却成型→动模转移到第二个模腔→RIM机注入油漆→油漆固化→从模具取出，部件制造完成。
(1) 脱模剂的使用
脱模剂的使用是针对涂料面与模具的脱模，塑料部件这一模腔基本不需要使用脱模剂即可自行脱模。针对不同涂料体系及样品最终的外观，工艺中对脱模剂使用的频率也不一样。某些部件甚至通过模具设计的优化可以省略这一步骤。
(2) 注塑机
注塑机没有特殊要求，注塑机将和RIM机连在一起工作，需要在注塑机上安装一个新的接口，实现在注塑机上给RIM机下达指令完成自动化操作。
(3) RIM机
传统的双组份聚氨酯涂料采用喷涂、滚涂和淋涂等涂装工艺，在涂料的利用效率和施工时限都有很大的局限性。RIM机器包含两个或两个以上储料容器，管道输送各组份到喷嘴附近的时候通过高压使油漆组份雾化达到充分混合均匀的效果，然后利用压力注入到模具中。整个过程没有漆雾飞溅对环境的影响，涂料不会受到活化期的影响且油漆的利用效率得到很大的提高。相对涂料手动施工的情形，RIM机器的施工能够保证优异的油漆使用精确度以及良好的重复性。
(4) 双穴模具
双穴模具是成品产生的场所，其中第一穴用于塑料件的成型，第二穴用于涂料的施工和成型。涂料产品由于粘度低的特性，在模具内有着相对塑料更好的流动性但同时易引起飞边等缺陷。因此对于涂料模穴的密封和排气槽的设计很有讲究。
(5) 塑料原料
塑料原料的选择主要是基于产品的性能要求，在3C和汽车行业使用较多的产品为PC、ABS、PC/ABS、PP等。在直接涂层技术中没有对成型后塑料产品的涂装前处理环节如电晕，火焰处理，因此附着力是需要考量的关键因素。
(6) 双组份聚氨酯涂料
双组份聚氨酯技术在3C和汽车行业有着多年成熟的应用。如汽车车身的罩光清漆，汽车内饰件的装饰涂料和笔记本电脑外壳的手感涂层等。由于其具有优异的外观、机械性能、耐水性、耐化学品、耐刮擦以及耐候性能而得到市场的认可和消费者的青睐。直接涂层体系采用特殊的原料和配方技术满足了环保、高的生产效率以及低生产能耗的需求。
传统工艺（左）与直接涂层工艺流程
注意要点
作为一种新产品、新工艺，直接涂层技术的试验和实际应用时有一些需要考虑和注意的地方。基于目前的实践经验认为，对于产品设计建议尽量精简，避免过多孔洞和尖角部位，保证油漆组份在模具内的填充性以及填充过程的密封性能。
其次对于表层厚度过低，如小于100微米的需求很难实现，主要原因在于对模具的精度要求非常高，而且涂料的填充也比较难。
另外一个局限性是对于有银粉排列的特殊效果的涂料，在模具内施工容易引起银粉的定向排列不佳以及流痕的缺陷。
基于聚氨酯体系的直接涂层技术在生产效率、环保及外观多样化性能相对传统的工艺都有很多优势，相信未来在汽车和3C塑料部件的应用会有很大的发展空间。直接涂层技术与传统工艺的对比
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(2/17/2012) |
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