Rivestimento UV + PVD a vuoto per prodotti in plastica: una guida completa alla selezione dell'agente di trattamento, alla composizione della vernice UV e al processo di spruzzatura

In settori come l'elettronica di consumo, gli elettrodomestici e gli interni delle automobili, la domanda di decorazioni metalliche di prodotti in plastica è in crescente aumento. 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 friendlinessIl nucleo di questo processo consiste nella selezione di agenti di trattamento in base alle caratteristiche dei materiali plastici,regolamentare con precisione la composizione della vernice metallica UVSolo attraverso la sinergia di questi tre elementi si ottiene una forte adesione tra il rivestimento e il substrato, un aspetto metallico perfetto,e ottima durata.

I. Agenti di trattamento e loro nomi chimici per diversi materiali plastici

Le differenze di polarità superficiale e di cristallinità dei materiali plastici influenzano direttamente l'adesione dei rivestimenti PVD. Sono necessari agenti di pretrattamento mirati per migliorare le proprietà superficiali.Sulla base della difficoltà di adesioneLa selezione degli agenti di trattamento e delle loro composizioni chimiche è la seguente:

(I) Substrati facilmente aderenti: non sono necessari agenti di trattamento speciali

Le leghe ABS, PC e ABS+PC sono le materie plastiche facilmente aderenti più comunemente utilizzate per il rivestimento PVD.e i gruppi polari nelle loro strutture molecolari (come i gruppi nitrili in ABS e i gruppi carbonatici in PC) possono formare un buon legame con i rivestimenti convenzionali a base di solventiNella produzione effettiva, per la pulizia superficiale è necessario solo etanolo o isopropanolo per rimuovere olio, polvere e non sono necessari agenti di trattamento speciali aggiuntivi.Le normali formulazioni di primer UV possono ottenere un'adesione stabile.

(II) Substrati difficili da aderire: agenti di trattamento speciali e loro composizioni chimiche

Materiali quali PP, PET, PA (nylon),e PC rinforzati con fibre di vetro richiedono una modifica della superficie con agenti di trattamento speciali (Primer) per garantire l'adesione del rivestimento PVD a causa della loro bassa tensione superficiale, ad alta cristallinità, o gruppi inerti.

1.PP (polipropilene): essendo una plastica tipicamente non polare con una polarità superficiale estremamente bassa, richiede l'uso diAgente speciale per il trattamento dei polimeri di PP clorurati(nome chimico: soluzione di resina di polipropilene clorato) La sua composizione chimica è costituita dal polipropilene clorato come sostanza focalizzante,completi di solventi misti quali acetato di etilo e tolueneIl trattamento del materiale è effettuato mediante un processo di raffreddamento, che consente di ridurre il volume del materiale e di ridurre il volume del materiale, in modo da aumentare la polarità e la rugosità della superficie del PP.liquido leggermente giallo con densità di 00,87 g/cm3 e punto di infiammazione di circa 6,3 °C, adatto per il pretrattamento con rivestimento sotto vuoto di involucri di elettrodomestici, parti di plastica di prodotti informatici, ecc.

2.PET (polietilene tereftalato)Con una superficie liscia e un'elevata cristallinità, richiedepromotore di adesione a base di poliuretanoIl suo componente principale è un prepolimero di poliuretano modificato in poliestere, combinato con solventi chetonici (come l'acetone),che può formare un film reattivo sulla superficie del PET per aumentare la resistenza all'adesione del successivo primer UV.

3.PA (Nylon): A causa della presenza di legami amidici nella sua struttura molecolare, è soggetto all'assorbimento dell'acqua, con conseguente diminuzione dell'adesione del rivestimento.Agente di trattamento della poliammide epossidica modificata(nome chimico: Epoxy-Terminated Polyamide Resin Solution) I gruppi epossidici in questo agente di trattamento possono reagire chimicamente con i gruppi amino sulla superficie del PA per formare legami chimici,avendo anche un effetto impermeabile per garantire la stabilità del rivestimento.

4.PC rinforzato con fibre di vetro: l'aggiunta di fibra di vetro riduce l'adesione superficiale del materiale, richiedendoAgente di accoppiamento silano-trattore acrilico modificato(denominazione chimica: γ-aminopropiltrietossisilano-modificato per il trattamento della resina acrilica).I gruppi alossido dell'agente di accoppiamento silano idrolizzano e si legano ai gruppi idrossili sulla superficie della fibra di vetro, mentre la resina acrilica è compatibile con il primer UV, formando un sistema di legame stabile "agente di trattamento del substrato-primer".

II. Composizione di base della vernice UV per diversi colori metallici

Il nucleo della vernice metallica UV è quello di ottenere una consistenza metallica attraverso la disposizione orientata dei pigmenti metallici,con un sistema di resina UV-curable per garantire le proprietà meccaniche e la resistenza alle intemperie del rivestimentoLa differenza di composizione tra i diversi colori metallici risiede principalmente nel tipo e nella proporzione dei pigmenti metallici, mentre il sistema di resine si basa principalmente sugli acrilati.Le composizioni specifiche sono le seguenti::

(I) Vernice UV argento

La vernice UV argento è il rivestimento metallico più utilizzato, con componenti principali di:polvere di alluminio a scaglie(pigmento) eOligomeri/monomeri di acrilatoLa polvere di alluminio ha una dimensione delle particelle di 10-30 μm e una struttura squamosa, che rappresenta l'8,6%-12% del contenuto solido.Forma uno splendore metallico argenteo riflettendo la luce attraverso una disposizione orientataIl sistema di resine comprende oligomeri di acrilato di poliuretano e monomeri di triacrilato di trimetilolpropano (TMPTA),in combinazione con fotoiniziatori a base di ossido di acilfosfina (TPO) (per risolvere l'effetto di schermatura dei pigmenti metallici sulla luce UV a lunghezza d'onda corta), integrato da additivi quali agenti nivelatori e antiossidanti.con un tenore di solido di costruzione di circa il 38% e una viscosità di 15 mPa.s (25°C).

(II) Vernice UV dorata

Il pigmento della vernice UV dorata èpolvere di lega di rame-zincoIl colore della polvere d'oro è determinato dal rapporto rame-zinco:un contenuto di zinco dell'8%-12% produce un colore rosso dorato, il contenuto di zinco del 20%-30% dà un colore dorato verdastro, e il rapporto intermedio dà un colore dorato rosso-verde.la polvere d'oro ha una dimensione delle particelle di 800 maglie ed è rivestita di un tensioattivo per migliorare la compatibilità con la resinaIl sistema di resina utilizza resina acrilica/poliuretana ad alta trasparenza per garantire che il lucentezza metallica della polvere d'oro non sia oscurata,e assorbitori UV sono aggiunti per migliorare la resistenza alle intemperie ed evitare lo scolorimento dopo un uso prolungato.

(III) Vernici UV a base di metalli da arma

Utilizzatori di vernici UV per armi da fuoco (colore metallico grigio scuro)pigmenti compositi di polvere di nichel e di polvere di grafite, con una composizione chimica di polvere di nichel (dimensioni delle particelle 20-40 μm) e polvere di grafite (dimensioni delle particelle 5-10 μm) con un rapporto di massa di circa 3:1Il sistema di resina seleziona oligomeri di acrilato epossidico, che presentano sia durezza che adesione.Il fotoiniziatore è un sistema composito di acetofenone e TPO per garantire una cura profonda del rivestimentoQuesta formulazione forma un effetto calmo di metallo da sparo attraverso la riflessione metallica della polvere di nichel e l'assorbimento della luce della polvere di grafite, adatta per parti decorative di fascia alta.

III. Processo di spruzzatura UV per rivestimento a vuoto UV + PVD

La spruzzatura UV è un collegamento fondamentale tra il pretrattamento della plastica e il rivestimento PVD.È necessario un controllo rigoroso dei parametri di costruzione e delle fasi del processo per garantire la qualità del rivestimento e i conseguenti effetti del rivestimentoIl processo completo comprende quattro fasi: pretrattamento, spruzzatura, livellamento e cura, come indicato di seguito:

(I) Fase di pretrattamento

1.Pulizia del substrato: un detergente ad ultrasuoni viene utilizzato con etanolo o isopropanolo come mezzo di pulizia per rimuovere residui di olio, polvere e agenti rilasciatori di muffe dalla superficie plastica.e la temperatura è controllata a circa 40°C.

2.Rivestimento con agente di trattamento: per i substrati difficili da aderire, viene spruzzato uno speciale agente di trattamento con una pistola di spruzzo elettrostatica con una quantità di rivestimento di 8-10 g/m2Dopo la spruzzatura, l'essiccazione a infrarossi viene eseguita a 50-60°C per 3-5 minuti per garantire la completa evaporazione del solvente.

(II) Spruzzatura di impronta UV

1.Parametri del rivestimento: viene selezionato uno speciale primer UV PVD con un contenuto solido del 40%-55%, una viscosità di 10-12s (NK-2# cup, 25°C) e solventi composti principalmente da chetoni ed esteri.

2.Operazione di spruzzatura: si utilizza una pistola di spruzzo a scambio con una pressione di spruzzo di 0,3-0,5 MPa e a una distanza di 15-20 cm dal pezzo da lavorare; si applicano uniformemente 1-2 rivestimenti con una quantità di rivestimento di 40-50 g/m2.m2e uno spessore della pellicola bersaglio di 15-25 μm.

3.Trattamento di livellamento: Dopo la spruzzatura, collocare il pezzo di lavoro in una stanza di livellamento per 5-8 minuti a temperatura ambiente, o livellamento a infrarossi a 60°C per 3 minuti per eliminare i segni di spruzzatura e garantire un rivestimento liscio.

4.Curing UV: viene utilizzata una macchina per la cura con lampada a mercurio con un'energia di cura di 400-800mj/cm2.

(III) Spruzzatura UV a strato medio (facoltativo)

Per i prodotti che richiedono un'elevata rugosità superficiale, è necessario un ulteriore processo di rivestimento medio UV. Il rivestimento medio ha un contenuto solido del 15%-30% e utilizza solventi ad alta volatilità.lo spessore del film è di 5-8μmDopo l'essiccazione a infrarossi a 50-70°C per 3-5 minuti, viene eseguita la curatura UV ad un'energia di 300-500mj/cm2 per riempire i piccoli difetti e migliorare la piattezza della superficie.

(IV) Spruzzatura di vernici metalliche UV

1.Preparazione del rivestimento: prima dell'uso mescolare completamente la vernice metallica UV per garantire una dispersione uniforme dei pigmenti metallici.

2.Parametri di spruzzatura: Si utilizza la spruzzatura a bassa pressione con una pressione di 0,2-0,3 MPa e una quantità di rivestimento di 15-20 g/l.m2Applicare 2-3 strati sottili per evitare la flessione.

3.Livellamento e cura: Dopo la spruzzatura, livellare per 3-5 minuti, quindi eseguire la cura UV con un'energia di 500-800mj/cm2 per garantire la completa cura del rivestimento e una buona disposizione orientata dei pigmenti metallici.

(V) Spruzzo di rivestimento UV (rivestimento protettivo)

Come ultimo rivestimento protettivo, il rivestimento UV deve avere resistenza all'usura, resistenza chimica e lucentezza.Si seleziona un rivestimento UV trasparente ad alta trasparenza con un tenore di solido del 45%-60% e uno spessore di film di 15-40 μm.. Dopo la spruzzatura, viene eseguita una livellazione a infrarossi a 60°C per 5-8 minuti, seguita da una cura UV ad un'energia di 600-1200mj/cm2.e soddisfano i requisiti della prova di resistenza all'acqua bollente (80°C), 60 minuti) e prova di resistenza all'umidità (80°C, 96 ore, umidità relativa del 95%).