Thuis / Nieuws / Industrie nieuws / Het substraat van plastic onderdelen is behandeld: waarom laat de coating na gebruik nog steeds los?
Industrie nieuws
1
Een behandeld plastic oppervlak betekent niet dat de staat van het oppervlak permanent stabiel is
Plastic verschilt van metaal; de toestand van het oppervlak kan in de loop van de tijd veranderen. Vooral bij spuitgietonderdelen worden tijdens de productie lossingsmiddelen en smeermiddelen gebruikt. Zelfs nadat de reiniging of oppervlakteactivering net is voltooid, kunnen sommige laagmoleculaire stoffen nog steeds geleidelijk van binnenuit het plastic naar het oppervlak migreren. Direct na het spuiten ziet de coating er prima uit, maar na verloop van tijd verandert de toestand van het grensvlak tussen coating en substraat, waardoor de hechting afneemt.
2
Waarom veroorzaakt dezelfde coating op een ander plastic gemakkelijk loslaten?
Verschillende kunststoffen hebben zeer verschillende oppervlakte-energieën, polariteit en chemische structuren. Gemeenschappelijke PP- en PE-materialen hebben bijvoorbeeld inherent een lagere oppervlakte-energie; de coating kan zich moeilijk op natuurlijke wijze verspreiden, zoals op substraten met een hoge oppervlakte-energie. Zelfs als zich een volledige film vormt, kan het feitelijke contactoppervlak nog steeds onvoldoende zijn. Deze situatie kan bij een eenvoudige hechtingstest onmiddellijk na het aanbrengen geen duidelijk probleem opleveren, maar na onderdompeling in water, koude-warmtecycli of langdurig gebruik worden zwakke punten in het grensvlak geleidelijk aan duidelijk.
3
Overmatige oppervlaktebehandeling is niet altijd beter
Oppervlakteactivatie is niet: hoe sterker, hoe beter. Als de behandelingsomstandigheden te sterk zijn, kan de kunststofoppervlaktestructuur veranderen of zelfs oppervlakteschade ontstaan. Bovendien hebben sommige oppervlakteactiveringseffecten een bepaalde geldigheidsduur: als de rusttijd na de behandeling te lang is voordat er wordt gespoten, kan de geactiveerde toestand geleidelijk afnemen, waardoor de oorspronkelijk verbeterde hechting afneemt. De kracht van de behandeling, de uniformiteit, de wachttijd na de behandeling en het daadwerkelijke spuitvenster moeten allemaal in overweging worden genomen.
4
Waarom is de hechtingstest bij levering gekwalificeerd, maar na verloop van tijd afbladderend?
Hechtingstests worden meestal op een specifiek tijdstip en in een specifieke omgeving uitgevoerd. Maar daadwerkelijke producten moeten mogelijk hoge temperaturen, lage temperaturen, vochtige hitte, buigen, wrijving en warm-koud fietsen ondergaan. Kunststof en film hebben verschillende graden van thermische uitzetting en samentrekking; na temperatuurverandering veroorzaken substraat en film verschillende groottes van dimensionale veranderingen. Als de hechting tussen de coating en het plastic onvoldoende is, of als de film zelf grote interne spanningen heeft, kan het grensvlak na meerdere cycli geleidelijk microscheurtjes ontwikkelen.
5
Als de coating te "hard" is, kan het loslaten van plastic onderdelen ook het gevolg zijn
Kunststof onderdelen hebben doorgaans een zekere mate van flexibiliteit. Als de coating te hard en bros is ontworpen, terwijl de ondergrond zelf gemakkelijk een lichte buiging of vervorming ondergaat, moet de coating meer spanning kunnen verdragen. Wanneer het verschil in vervormingsvermogen tussen film en kunststof groot is, kan er tijdens langdurig gebruik een grensvlakspanningsconcentratie optreden. Daarom hebben coatings van kunststof onderdelen geen hogere hardheid, maar het is beter: er moet een geschikt evenwicht worden gevonden tussen hechting, flexibiliteit en filmsterkte.
6
Waarom adhesiepromotor kan helpen, maar geen complete oplossing is?
Voor kunststoffen met een lage oppervlakte-energie kunnen hechtingsbevorderaars de grensvlakbinding tussen coating en substraat verbeteren. Maar ze kunnen de substraatbehandeling niet vervangen. Als er duidelijke olieverontreiniging, lossingsmiddel of andere verontreiniging op het kunststofoppervlak aanwezig is, kan het eenvoudigweg verhogen van de hechtingspromotor het fundamentele probleem niet oplossen. De hechtingsbevorderaar moet ook passen bij het harssysteem; een te lage dosering kan onvoldoende effect hebben; te hoog kan de filmhardheid, waterbestendigheid en overschilderprestaties beïnvloeden.
7
Hoe bepaal je of het probleem het substraat of de coating is?
Als de hechting direct na de behandeling zeer goed is, maar merkbaar afneemt na een tijdje staan, richt u dan op de stabiliteit van de oppervlakteactivatie en de migratie van laagmoleculaire stoffen. Als verschillende kunststofsubstraten zeer verschillende prestaties laten zien met dezelfde coating, concentreer u dan op de oppervlakte-energie van het substraat en de bevochtiging van de coating. Als de initiële hechting in aanmerking komt, maar het loslaten optreedt na koude-warmtecycli, concentreer u dan op de flexibiliteit van de coating, interne spanning en thermische uitzettingsverschillen tussen substraat en film. Als het toevoegen van adhesiepromotor de situatie duidelijk verbetert, optimaliseer dan het promotortype en de toevoegingsverhouding verder.
8
Hoe kan de langdurige hechting van coatings van kunststof onderdelen worden verbeterd?
Bevestig eerst het type kunststofsubstraat en de werkelijke staat van het oppervlak. Selecteer vervolgens een coatingsysteem dat is afgestemd op de oppervlaktekenmerken van het substraat, zodat de coating het substraat volledig kan bevochtigen. Combineer bij kunststoffen met een lage oppervlakte-energie ook een geschikt hechtingsbevorderingssysteem. Breng tegelijkertijd de hardheid en flexibiliteit van de film in evenwicht, waarbij te broze coatings worden vermeden die overmatige grensvlakspanning genereren tijdens variaties in koude en hitte of mechanische vervorming. Bij de daadwerkelijke evaluatie worden niet alleen initiële hechtingstests uitgevoerd, maar ook waterbestendigheid, vochtige hitte, koude-warmtecycli en buigtests gecombineerd om de prestaties op de lange termijn te observeren.
Samenvatting
Het plastic onderdeelsubstraat is al behandeld, maar laat nog steeds los, wat niet betekent dat oppervlaktebehandeling geen waarde heeft. Het echte probleem kan komen van de onstabiele toestand van het oppervlak na behandeling, lage plastische oppervlakte-energie, migratie van lossingsmiddel, onvoldoende bevochtiging van de coating of een mismatch in het vervormingsvermogen tussen film en plastic. De meer rationele benadering is om het substraatoppervlak, de bevochtiging van de coating, de grensvlakbinding en de flexibiliteit van de film onderling op elkaar af te stemmen. Alleen als zowel de initiële hechting als het langdurig gebruik stabiel blijven, is het probleem van het loslaten van plastic onderdelen echt opgelost.
Veelgestelde vragen
Hoe lang duurt het effectieve tijdsbestek na vlam- of plasmabehandeling van PP voordat de bevochtigbaarheid begint af te nemen?
De oppervlakteactivatie door vlam- en plasmabehandeling is niet permanent. Voor PP blijft de verhoogde oppervlakte-energie doorgaans substantieel boven de onbehandelde basislijn gedurende ongeveer 24-72 uur onder normale opslagomstandigheden, waarna oppervlaktemigratie met een laag molecuulgewicht het activeringsvoordeel geleidelijk vermindert. Voor de beste hechtingsresultaten wordt aanbevolen om de coating binnen een paar uur na de oppervlaktebehandeling aan te brengen; de specifieke periode hangt af van de behandelingsintensiteit, de kwaliteit van het substraat en de opslagomstandigheden. Het meten van de watercontacthoek na de behandeling geeft een kwantitatieve indicatie van hoe snel de oppervlakte-energie afneemt voor een specifieke combinatie van substraat en behandeling.
Is een primer op basis van gechloreerd polyolefine (CPO) nog steeds de standaardaanpak voor hechting op PP- en polyolefinesubstraten?
Op CPO gebaseerde primers worden nog steeds veel gebruikt voor de hechting van polyolefine, omdat CPO-ketens fysisch kunnen verstrengelen met en chemisch kunnen interageren met polyolefinesubstraatoppervlakken, waardoor een hechting ontstaat die moeilijk te bereiken is met conventionele hechtingsbevorderaars. De druk van het milieu en de regelgeving op gechloreerde materialen heeft echter de ontwikkeling van alternatieve benaderingen gestimuleerd – waaronder specifieke adhesiebevorderende additieven, gemodificeerde harssystemen en optimalisatie van de energie van het substraatoppervlak – waarvan sommige de behoefte aan CPO kunnen verminderen of elimineren. De juiste aanpak hangt af van het specifieke polyolefinetype, het coatingsysteem, de prestatie-eisen en de toepasselijke regelgeving.
