>
>
2026-01-15
Trong các ngành công nghiệp như điện tử tiêu dùng, thiết bị gia dụng và nội thất ô tô, nhu cầu trang trí kim loại cho các sản phẩm nhựa ngày càng tăng. Quy trình kết hợp sơn UV và phủ chân không PVD (Bốc hơi lắng đọng vật lý) đã trở thành giải pháp chủ đạo để mạ kim loại bề mặt nhựa nhờ những ưu điểm về thân thiện với môi trường, hiệu quả cao và kết cấu kim loại mạnh mẽ. Cốt lõi của quy trình này nằm ở việc lựa chọn chất xử lý dựa trên đặc tính của vật liệu nhựa, điều chỉnh chính xác thành phần của sơn kim loại UV và tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình phun tiêu chuẩn. Chỉ thông qua sự phối hợp của ba yếu tố này mới có thể đạt được độ bám dính chắc chắn giữa lớp phủ và bề mặt, vẻ ngoài kim loại hoàn hảo và độ bền tuyệt vời.
Sự khác biệt về độ phân cực bề mặt và độ kết tinh của vật liệu nhựa ảnh hưởng trực tiếp đến độ bám dính của lớp phủ PVD. Cần có các chất tiền xử lý nhắm mục tiêu để cải thiện các đặc tính bề mặt. Dựa trên độ khó bám dính, nhựa có thể được chia thành hai loại: chất nền dễ bám dính và chất nền khó bám dính. Việc lựa chọn chất xử lý và thành phần hóa học của chúng như sau:
ABS, PC và hợp kim ABS+PC là những loại nhựa dễ bám dính được sử dụng phổ biến nhất để phủ PVD. Các vật liệu này có độ phân cực bề mặt vừa phải và các nhóm phân cực trong cấu trúc phân tử của chúng (chẳng hạn như nhóm nitrile trong ABS và nhóm cacbonat trong PC) có thể tạo liên kết tốt với các lớp phủ gốc dung môi thông thường. Trong sản xuất thực tế, chỉ cần ethanol hoặc isopropanol để làm sạch bề mặt để loại bỏ dầu, bụi và không cần thêm chất xử lý đặc biệt. Các công thức sơn lót UV thông thường có thể đạt được độ bám dính ổn định.
Các vật liệu như PP, PET, PA (nylon) và PC gia cường sợi thủy tinh yêu cầu sửa đổi bề mặt bằng các chất xử lý đặc biệt (Sơn lót) để đảm bảo độ bám dính của lớp phủ PVD do sức căng bề mặt thấp, độ kết tinh cao hoặc các nhóm trơ.
1. PP (Polypropylene): Là một loại nhựa không phân cực điển hình với độ phân cực bề mặt cực thấp, nó yêu cầu sử dụng chất xử lý polyme PP clo hóa đặc biệt (tên hóa học: Dung dịch nhựa Polypropylene clo hóa). Thành phần hóa học của nó lấy polypropylene clo hóa làm chất tạo màng cốt lõi, được bổ sung bởi các dung môi hỗn hợp như ethyl acetate và toluene. Nó cải thiện độ phân cực và độ nhám của bề mặt PP để xây dựng cầu nối liên kết giữa lớp sơn lót và chất nền. Chất xử lý này xuất hiện dưới dạng chất lỏng trong suốt, hơi vàng nhạt với mật độ 0,87g/cm³ và điểm chớp cháy khoảng 6,3℃, thích hợp để tiền xử lý mạ chân không cho vỏ thiết bị gia dụng, các bộ phận nhựa sản phẩm IT, v.v.
2. PET (Polyethylene Terephthalate): Với bề mặt nhẵn và độ kết tinh cao, nó yêu cầu chất xúc tiến độ bám dính gốc polyurethane (tên hóa học: Chất xử lý nhựa polyurethane biến tính polyester). Thành phần chính của nó là một prepolymer polyurethane biến tính polyester, kết hợp với dung môi ketone (chẳng hạn như acetone), có thể tạo thành một lớp màng phản ứng trên bề mặt PET để tăng cường độ bền liên kết của lớp sơn lót UV sau đó.
3. PA (Nylon): Do sự hiện diện của các liên kết amide trong cấu trúc phân tử của nó, nó dễ bị hấp thụ nước, dẫn đến giảm độ bám dính của lớp phủ. Nó yêu cầu chất xử lý polyamide biến tính epoxy (tên hóa học: Dung dịch nhựa polyamide đầu epoxy). Các nhóm epoxy trong chất xử lý này có thể phản ứng hóa học với các nhóm amino trên bề mặt PA để tạo thành liên kết hóa học, đồng thời có tác dụng chống ẩm để đảm bảo độ ổn định của lớp phủ.
4. PC gia cường sợi thủy tinh: Việc bổ sung sợi thủy tinh làm giảm độ bám dính bề mặt của vật liệu, yêu cầu chất xử lý acrylic biến tính silane (tên hóa học: Chất xử lý nhựa acrylic biến tính γ-Aminopropyltriethoxysilane). Các nhóm alkoxy của chất liên kết silane thủy phân và liên kết với các nhóm hydroxyl trên bề mặt sợi thủy tinh, trong khi nhựa acrylic tương thích với lớp sơn lót UV, tạo thành một hệ thống liên kết "chất nền-chất xử lý-sơn lót" ổn định.
Cốt lõi của sơn kim loại UV là đạt được kết cấu kim loại thông qua sự sắp xếp theo định hướng của các sắc tố kim loại, kết hợp với hệ thống nhựa có thể đóng rắn bằng tia UV để đảm bảo các tính chất cơ học và khả năng chống chịu thời tiết của lớp phủ. Sự khác biệt về thành phần giữa các màu kim loại khác nhau chủ yếu nằm ở loại và tỷ lệ của các sắc tố kim loại, trong khi hệ thống nhựa chủ yếu dựa trên acrylates. Các thành phần cụ thể như sau:
Sơn UV bạc là lớp phủ kim loại được sử dụng rộng rãi nhất, với các thành phần cốt lõi là bột nhôm dạng vảy (sắc tố) và oligome/monome acrylate (chất kết dính). Bột nhôm có kích thước hạt từ 10-30μm và cấu trúc dạng vảy, chiếm 8,6%-12% hàm lượng chất rắn. Nó tạo thành độ bóng kim loại bạc bằng cách phản xạ ánh sáng thông qua sự sắp xếp theo định hướng. Hệ thống nhựa bao gồm oligome polyurethane acrylate và monome trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), kết hợp với chất khơi mào quang học gốc acylphosphine oxide (TPO) (để giải quyết hiệu ứng che chắn của các sắc tố kim loại trên ánh sáng UV bước sóng ngắn), được bổ sung bởi các chất phụ gia như chất làm phẳng và chất chống oxy hóa. Dung môi là ketone hoặc ester có độ bay hơi cao, với hàm lượng chất rắn xây dựng khoảng 38% và độ nhớt 15mPa.s (25℃).
Sắc tố của sơn UV vàng là bột hợp kim đồng-kẽm (thường được gọi là bột vàng), và chất kết dính tương tự như sơn UV bạc. Màu sắc của bột vàng được xác định bởi tỷ lệ đồng-kẽm: hàm lượng kẽm 8%-12% tạo ra màu vàng đỏ, hàm lượng kẽm 20%-30% tạo ra màu vàng xanh lục và tỷ lệ trung gian tạo ra màu vàng đỏ-xanh lục. Trong các công thức thực tế, bột vàng có kích thước hạt 800 mesh và được phủ bề mặt bằng chất hoạt động bề mặt để cải thiện khả năng tương thích với nhựa, chiếm 10%-15% hàm lượng chất rắn. Hệ thống nhựa sử dụng nhựa acrylic/polyurethane có độ trong suốt cao để đảm bảo rằng độ bóng kim loại của bột vàng không bị che khuất và các chất hấp thụ UV được thêm vào để cải thiện khả năng chống chịu thời tiết và tránh đổi màu sau thời gian dài sử dụng.
Sơn UV màu súng (màu kim loại xám đậm) sử dụng sắc tố hỗn hợp của bột niken và bột than chì, với thành phần hóa học là bột niken (kích thước hạt 20-40μm) và bột than chì (kích thước hạt 5-10μm) với tỷ lệ khối lượng khoảng 3:1, với tổng hàm lượng 12%-18% hàm lượng chất rắn. Hệ thống nhựa chọn oligome epoxy acrylate, có cả độ cứng và độ bám dính. Chất khơi mào quang học là một hệ thống hỗn hợp của acetophenone và TPO để đảm bảo lớp phủ đóng rắn sâu. Công thức này tạo thành hiệu ứng màu súng tĩnh lặng thông qua sự phản xạ kim loại của bột niken và sự hấp thụ ánh sáng của bột than chì, thích hợp cho các bộ phận trang trí cao cấp.
Phun UV là một liên kết quan trọng kết nối tiền xử lý nhựa và lớp phủ PVD. Cần kiểm soát chặt chẽ các thông số xây dựng và các bước quy trình để đảm bảo chất lượng lớp phủ và các hiệu ứng lớp phủ sau đó. Quy trình hoàn chỉnh bao gồm bốn giai đoạn: tiền xử lý, phun, làm phẳng và đóng rắn, được trình bày chi tiết dưới đây:
1. Làm sạch chất nền: Máy làm sạch bằng sóng siêu âm được sử dụng với ethanol hoặc isopropanol làm môi trường làm sạch để loại bỏ dầu, bụi và cặn chất chống dính khỏi bề mặt nhựa. Thời gian làm sạch là 3-5 phút và nhiệt độ được kiểm soát ở khoảng 40℃.
2. Lớp phủ chất xử lý: Đối với các chất nền khó bám dính, một chất xử lý đặc biệt được phun bằng súng phun tĩnh điện với lượng phủ 8-10g/㎡ và độ dày màng 3-5μm. Sau khi phun, sấy khô hồng ngoại được thực hiện ở 50-60℃ trong 3-5 phút để đảm bảo dung môi bay hơi hoàn toàn.
1. Thông số lớp phủ: Chọn một loại sơn lót UV PVD đặc biệt với hàm lượng chất rắn 40%-55%, độ nhớt 10-12s (cốc NK-2#, 25℃) và dung môi chủ yếu bao gồm ketone và ester.
2. Vận hành phun: Súng phun qua lại được sử dụng với áp suất phun 0,3-0,5MPa và khoảng cách 15-20cm so với phôi. Phủ đều 1-2 lớp với lượng phủ 40-50g/㎡ và độ dày màng mục tiêu 15-25μm.
3. Xử lý làm phẳng: Sau khi phun, đặt phôi vào phòng làm phẳng trong 5-8 phút ở nhiệt độ phòng hoặc làm phẳng bằng hồng ngoại ở 60℃ trong 3 phút để loại bỏ các vết phun và đảm bảo lớp phủ nhẵn.
4. Đóng rắn UV: Máy đóng rắn bằng đèn thủy ngân được sử dụng với năng lượng đóng rắn 400-800mj/cm². Sau khi đóng rắn, độ cứng lớp phủ đạt trên 2H mà không bị dính.
Đối với các sản phẩm yêu cầu độ nhám bề mặt cao, cần có một quy trình lớp giữa UV bổ sung. Lớp giữa có hàm lượng chất rắn 15%-30% và sử dụng dung môi có độ bay hơi cao. Sau khi phun, độ dày màng là 5-8μm. Sau khi sấy khô hồng ngoại ở 50-70℃ trong 3-5 phút, đóng rắn UV được thực hiện ở năng lượng 300-500mj/cm² để lấp đầy các khuyết tật nhỏ và cải thiện độ phẳng bề mặt.
1. Chuẩn bị lớp phủ: Khuấy đều sơn kim loại UV trước khi sử dụng để đảm bảo sự phân tán đồng đều của các sắc tố kim loại. Có thể thêm một lượng nhỏ chất chống lắng để ngăn chặn sự lắng đọng của sắc tố.
2. Thông số phun: Phun áp suất thấp được áp dụng với áp suất 0,2-0,3MPa và lượng phủ 15-20g/㎡. Phủ 2-3 lớp mỏng để tránh chảy xệ.
3. Làm phẳng và đóng rắn: Sau khi phun, làm phẳng trong 3-5 phút, sau đó thực hiện đóng rắn UV với năng lượng 500-800mj/cm² để đảm bảo lớp phủ đóng rắn hoàn toàn và sự sắp xếp theo định hướng tốt của các sắc tố kim loại.
Là lớp phủ bảo vệ cuối cùng, lớp phủ trên cùng UV phải có khả năng chống mài mòn, chống hóa chất và độ bóng. Chọn một lớp phủ trong suốt UV có hàm lượng chất rắn 45%-60% và độ dày màng 15-40μm. Sau khi phun, làm phẳng bằng hồng ngoại được thực hiện ở 60℃ trong 5-8 phút, sau đó đóng rắn UV ở năng lượng 600-1200mj/cm². Lớp phủ trên cùng đã đóng rắn có thể vượt qua thử nghiệm mài mòn RCA trong hơn 300 chu kỳ và đáp ứng các yêu cầu của thử nghiệm chống nước sôi (80℃, 60 phút) và thử nghiệm chống ẩm (80℃, 96 giờ, độ ẩm tương đối 95%).
Liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào
