Couche sous vide UV + PVD pour les produits en plastique: un guide complet sur la sélection des agents de traitement, la composition de la peinture UV et le processus de pulvérisation

Dans des secteurs tels que l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les intérieurs automobiles, la demande de décoration métallisée de produits en plastique augmente de plus en plus. The combined process of UV coating and PVD (Physical Vapor Deposition) vacuum coating has become the mainstream solution for plastic surface metallization due to its advantages of environmental friendlinessLe noyau de ce procédé réside dans la sélection d'agents de traitement en fonction des caractéristiques des matières plastiques,régulation précise de la composition de la peinture métallique UV, et en respectant strictement les procédures de pulvérisation normalisées.et une excellente durabilité.

I. Agents de traitement et leurs dénominations chimiques pour différents matériaux plastiques

Les différences de polarité et de cristallinité de surface des matières plastiques ont une incidence directe sur l'adhérence des revêtements PVD. Des agents de prétraitement ciblés sont nécessaires pour améliorer les propriétés de surface.Basé sur la difficulté d'adhérenceLes matières plastiques peuvent être divisées en deux catégories: les substrats facilement adhérents et les substrats difficiles à adhérer.

(I) Substrats facilement adhérents: pas besoin d'agents de traitement spéciaux

Les alliages ABS, PC et ABS+PC sont les plastiques les plus couramment utilisés pour le revêtement PVD.et les groupes polaires dans leurs structures moléculaires (tels que les groupes nitrile dans l'ABS et les groupes carbonate dans le PC) peuvent former une bonne liaison avec les revêtements à base de solvants conventionnelsDans la production réelle, seul l'éthanol ou l'isopropanol est nécessaire pour le nettoyage de surface afin d'éliminer l'huile, la poussière et aucun agent de traitement spécial supplémentaire n'est nécessaire.Les préparations de primer UV régulières peuvent obtenir une adhésion stable.

II) Substrats difficiles à adhérer: agents de traitement spéciaux et leur composition chimique

Matériaux tels que le PP, le PET, le PA (nylon),les PC renforcés de fibres de verre nécessitent une modification de surface avec des agents de traitement spéciaux (primers) pour assurer l'adhérence du revêtement PVD en raison de leur faible tension de surface, de haute cristallinité, ou des groupes inertes.

1.PP (polypropylène): En tant que plastique non polaire typique avec une polarité superficielle extrêmement faible, il nécessite l'utilisation deagent spécial de traitement du polymère de PP chloré(nom chimique: solution de résine de polypropylène chloré), dont la composition chimique est le polypropylène chloré comme substance principale de formation de film,d'une teneur en acide chlorhydrique de 0,25% ou plus mais n'excédant pas 0,25%Il améliore la polarité et la rugosité de la surface de PP pour construire un pont de liaison entre le primer et le substrat.liquide légèrement jaune d'une densité de 00,87 g/cm3 et un point d'éclair d'environ 6,3 °C, adapté au prétraitement sous vide des boîtiers d'appareils ménagers, des pièces en plastique des produits informatiques, etc.

2.PET (téréphtalate de polyéthylène): Avec une surface lisse et une cristallinité élevée, il nécessiteà base de polyuréthane(nom chimique: agent de traitement de la résine de polyuréthane modifié au polyester), dont le composant principal est un prépolymère de polyuréthane modifié au polyester, combiné à des solvants cétoniques (tels que l'acétone),qui peut former un film réactif sur la surface du PET pour améliorer la résistance d'adhérence du primer UV ultérieur.

3.PA (nylon): En raison de la présence de liaisons amides dans sa structure moléculaire, il est sujet à l'absorption de l'eau, ce qui entraîne une diminution de l'adhérence du revêtement.agent de traitement de la polyamide époxy modifiéeLes groupes époxy contenus dans cet agent de traitement peuvent réagir chimiquement avec les groupes aminés à la surface du PA pour former une liaison chimique,tout en ayant un effet résistant à l'humidité pour assurer la stabilité du revêtement.

4.PC renforcé de fibres de verre: L'ajout de fibre de verre réduit l'adhérence de surface du matériau, ce qui nécessiteagent de couplage silane-agent de traitement acrylique modifié(nom chimique: agent de traitement de la résine acrylique γ-aminopropyltriéthoxysilane modifiée).Les groupes alkoxy de l'agent de couplage silane hydrolysent et se lient aux groupes hydroxyle sur la surface de la fibre de verre, tandis que la résine acrylique est compatible avec le primer UV, formant un système de liaison stable "agent de traitement du substrat-primer".

II. Composition de base de la peinture UV pour différentes couleurs métalliques

Le noyau de la peinture métallique UV est d'obtenir une texture métallique grâce à l'arrangement orienté des pigments métalliques,combiné à un système de résine durable aux UV pour assurer les propriétés mécaniques et la résistance aux intempéries du revêtementLa différence de composition entre les différentes couleurs métalliques réside principalement dans le type et la proportion de pigments métalliques, tandis que le système de résine est principalement basé sur les acrylates.Les compositions spécifiques sont les suivantes::

(I) Peinture UV argentée

La peinture UV argentée est le revêtement métallique le plus largement utilisé, avec des composants de base depoudre d'aluminium en flocons(pigmentation) etOligomères/monomères d'acrylateLa poudre d'aluminium a une taille de particules de 10 à 30 μm et une structure en flocons, représentant 8,6% à 12% de la teneur en solide.Il forme un lustre métallique argenté en réfléchissant la lumière à travers un arrangement orientéLe système de résine comprend des oligomères d'acrylate de polyuréthane et des monomères de triacrylate de triméthylolpropane (TMPTA),combiné avec des photoinitiateurs à base d'oxyde d'acylphosphine (TPO) (pour résoudre l'effet de blindage des pigments métalliques sur la lumière UV à courte longueur d'onde), complété par des additifs tels que des agents de nivellement et des antioxydants.d'une teneur en solide de construction d'environ 38% et d'une viscosité de 15 mPa.s (25°C).

(II) Peinture UV dorée

Le pigment de la peinture UV dorée estpoudre d'alliage cuivre-zincLa couleur de la poudre d'or est déterminée par le rapport cuivre-zinc:une teneur en zinc de 8% à 12% donne une couleur dorée rougeâtreLa teneur en zinc de 20% à 30% donne une couleur dorée verdâtre, et le rapport intermédiaire donne une couleur dorée rouge-vert.la poudre d'or a une taille de particules de 800 mailles et est recouverte d'un tensioactif pour améliorer sa compatibilité avec la résineLe système de résine utilise une résine acrylique/polyuréthane de haute transparence pour s'assurer que le lustre métallique de la poudre d'or n'est pas obscurci,et des absorbeurs UV sont ajoutés pour améliorer la résistance aux intempéries et éviter la décoloration après une utilisation prolongée.

(III) Peinture UV à base de métal

Utilisations de peinture UV pour les armes à feu (couleur métallique gris foncé)Pigments composés de poudre de nickel et de poudre de graphite, avec une composition chimique de poudre de nickel (taille de particule 20-40 μm) et de poudre de graphite (taille de particule 5-10 μm) avec un rapport de masse d'environ 3:1Le système de résine sélectionne des oligomères d'acrylate époxy, qui présentent à la fois dureté et adhérence.Le photoinitiateur est un système composite d'acétophénone et de TPO pour assurer un durcissement profond du revêtementCette formule forme un effet calme et métallique grâce à la réflexion métallique de la poudre de nickel et à l'absorption de la lumière de la poudre de graphite, adaptée aux pièces décoratives haut de gamme.

III. procédé de pulvérisation UV pour revêtement sous vide UV + PVD

La pulvérisation UV est un lien clé entre le prétraitement plastique et le revêtement PVD.Un contrôle strict des paramètres de construction et des étapes du processus est nécessaire pour assurer la qualité du revêtement et les effets ultérieurs du revêtement.Le processus complet comprend quatre étapes: prétraitement, pulvérisation, nivellement et durcissement, comme indiqué ci-dessous:

(I) Étape de prétraitement

1.Nettoyage du substrat: Un nettoyant à ultrasons est utilisé avec de l'éthanol ou de l'isopropanol comme milieu de nettoyage pour éliminer les résidus d'huile, de poussière et d'agent libérateur de moisissures de la surface plastique.et la température est contrôlée à environ 40°C.

2.Le revêtement de l'agent de traitement: Pour les substrats difficiles à adhérer, un agent de traitement spécial est pulvérisé à l'aide d'un pistolet à pulvérisation électrostatique avec une quantité de revêtement de 8 à 10 g/m2Après pulvérisation, le séchage infrarouge est effectué à 50-60°C pendant 3 à 5 minutes pour assurer une évaporation complète du solvant.

(II) Pulvérisation de préliminaire UV

1.Paramètres de revêtement: On sélectionne un imprimant UV PVD spécial avec une teneur en solides de 40% à 55%, une viscosité de 10-12s (NK-2# cup, 25°C) et des solvants principalement composés de cétones et d'esters.

2.Opération de pulvérisation: Un pistolet à pulvérisation à rotation est utilisé avec une pression de pulvérisation de 0,3-0,5 MPa et à une distance de 15 à 20 cm de la pièce à usiner.m2et une épaisseur de film cible de 15-25 μm.

3.Traitement de nivellement: Après pulvérisation, placer la pièce dans une salle de nivellement pendant 5 à 8 minutes à température ambiante ou à niveau infrarouge à 60°C pendant 3 minutes pour éliminer les traces de pulvérisation et assurer un revêtement lisse.

4.Durcissement par UV: Une machine de durcissement à lampe à mercure est utilisée avec une énergie de durcissement de 400-800mj/cm2.

(III) Pulvérisation UV au milieu du revêtement (facultatif)

Pour les produits nécessitant une rugosité de surface élevée, un procédé de revêtement intermédiaire UV supplémentaire est nécessaire.l'épaisseur du film est de 5 à 8 μmAprès séchage infrarouge à 50-70°C pendant 3 à 5 minutes, le durcissement UV est effectué à une énergie de 300 à 500mj/cm2 pour combler les petits défauts et améliorer la planéité de la surface.

(IV) Pulvérisation de peinture métallique UV

1.Préparation du revêtement: Remuer complètement la peinture métallique UV avant utilisation pour assurer une dispersion uniforme des pigments métalliques.

2.Paramètres de pulvérisation: La pulvérisation à basse pression est adoptée avec une pression de 0,2 à 0,3 MPa et une quantité de revêtement de 15 à 20 g/m2.m2Appliquez 2 à 3 couches minces pour éviter le relâchement.

3.Nivélisation et durcissement: Après pulvérisation, stabiliser pendant 3 à 5 minutes, puis effectuer un durcissement UV à une énergie de 500 à 800 mj/cm2 pour assurer un durcissement complet du revêtement et une bonne disposition des pigments métalliques.

(V) Pulvérisation de revêtement UV supérieur (revêtement de protection)

En tant que revêtement de protection final, la couche supérieure UV doit être résistante à l'usure, résistante aux produits chimiques et brillante.Un revêtement UV transparent à haute transparence est sélectionné avec une teneur en solides de 45% à 60% et une épaisseur de film de 15 à 40 μm.. Après pulvérisation, le nivellement infrarouge est effectué à 60°C pendant 5 à 8 minutes, suivi d'un durcissement UV à une énergie de 600 à 1200mj/cm2.et satisfaire aux exigences de l'essai de résistance à l'eau bouillante (80°C), 60 minutes) et à l'humidité (80°C, 96 heures, 95% d'humidité relative).