淺析提高聚氨酯泡沫塑料表面涂層附著力的方法

1、來源于：注塑塑膠網(wǎng) HYPERLINK 淺析提高聚氨酯泡沫塑料表面涂層附著力的方法含表皮的聚氨酯泡沫塑料（PUF）外觀密實(shí)平整，但其上卻難以形成良好潤(rùn)濕和牢固 附著的聚氨酯涂層，原因是其表面存在大量泡孔和縫隙，同時(shí)含有脫模劑。本文采用不了幾 種不同的方法來改善涂層的潤(rùn)濕和附著。PUF塊的制備 將南京塑料廠生產(chǎn)的聚醚型多元醇與重慶長(zhǎng)風(fēng)化工廠生產(chǎn)的PAPI，在 一定的催化劑（二月桂酸二丁基錫、三乙醇胺以及蒸餾水）存在下混合攪拌，裝入已經(jīng)預(yù)熱 好的板材模具內(nèi)（模具內(nèi)壁刷涂沈陽(yáng)沈新公司產(chǎn)的LK888脫模劑），發(fā)泡時(shí)控制泡沫體密 度在0.40.5 g/cm3以內(nèi)。3060 min后放入100r的烘箱中保

2、溫4h以上。1周后將 試樣取出并在銑床和車床上將PUF板材加工成數(shù)量盡可能多的100 mmx100 mmx15 mm的小方塊，每一小方塊至少有一個(gè)100 mmx100 mm的PUF表皮面（以下稱表皮）， 用于進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。表面不含脫模劑的PUF試樣的制備 本過程基本上與上述制法相同，不同的是模具內(nèi)不 刷涂脫模劑，而是采用PC薄膜緊貼模具內(nèi)壁，脫模后，只需將PC膜撕開即可。溶劑擦拭實(shí)驗(yàn)溶劑的擦拭 取兩塊表面含脫模劑的100 mmx100 mmx15 mmPUF小方塊，首先 以烴類溶劑75#航空汽油（脫模劑的溶劑為烴類化合物）擦拭表皮，待溶劑揮發(fā)后，再以 極性溶劑乙酸丁酯擦拭表皮。取兩塊表皮不含脫

3、 模劑的100 mmx100 mmx15 mmPUF 小方塊，只用乙酸丁酯進(jìn)行擦拭。涂裝處理待溶劑揮發(fā)后，對(duì)含脫模劑和不含脫模劑PUF表皮進(jìn)行涂裝處理。噴涂時(shí) 控制涂層的厚度在0.10.15 mm以內(nèi)，涂層太厚，易導(dǎo)致自身的脫落；涂層太薄，遮蓋 力差，引起測(cè)試附著力產(chǎn)生誤差。測(cè)試涂層的附著力待涂層自固化一周后，將涂有涂層的PUF加工成中20 mmx8 mm的圓片，采用LY 12鋁柱和環(huán)氧膠粘劑對(duì)圓片的兩端進(jìn)行粘接，以便拉伸機(jī)的裝卡（因 為對(duì)PUF進(jìn)行裝卡，其強(qiáng)度不夠）。膠粘劑自固化一周后，粘接試樣在WD-50KN電子萬 能材料試驗(yàn)機(jī)上按GB 8813-88標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行涂層附著力的測(cè)試，因?yàn)槟z粘劑的

4、粘接強(qiáng)度大于 20 Mpa，而PUF表面涂層的附著力遠(yuǎn)小于該值，因此小圓片與鋁柱粘接后測(cè)試出的拉伸 破壞強(qiáng)度即是涂層的附著力。刮涂膩?zhàn)訉?shí)驗(yàn)將兩塊PUF小方塊進(jìn)行溶劑擦拭處理，然后再刮涂四川省簡(jiǎn)陽(yáng)縣生產(chǎn) 的99”牌不飽和聚酯膩?zhàn)?，膩?zhàn)淤|(zhì)量配比為樹脂主體100份，固化劑24份。刮涂?jī)杀?膩?zhàn)?，注意膩?zhàn)硬坏糜忻黠@的凸起，凸出的膩?zhàn)邮褂?00#水磨砂紙打磨平整。每一道膩?zhàn)?刮涂完畢后，需在5060C烘箱中保溫1 h以上方可進(jìn)行打磨。對(duì)刮涂膩?zhàn)雍蟮腜UF小 方塊，進(jìn)行涂裝處理、粘接處理和涂層附著力測(cè)試。氬直流等離子體處理實(shí)驗(yàn)Ar+直流等離子體處理將塊PUF小方塊進(jìn)行溶劑擦拭處理，然后入德國(guó)萊寶公司生產(chǎn)

5、的PLASMA SAUCE VACUUM 1400鍍膜機(jī)內(nèi)進(jìn)行Ar+的轟擊實(shí)驗(yàn)，轟擊時(shí)注意PUF 的表皮正對(duì)離子源。離子轟擊參數(shù)如下：放電電壓：61.5 V偏壓：64.7 V放電電流：10.5 A Ar+流量：12.0 ml/min放電功率：0.5 kW 轟擊時(shí)間：120 min真空室氣壓： 1x10-3Pa。涂裝、粘接及附著力測(cè)試從真空室里取出一塊試樣，馬上噴涂聚氨酯涂料，將Ar+轟 擊處理的PUF表皮迅速覆蓋。另取一塊試樣，24 h后再噴涂聚氨酯涂料，然后再進(jìn)行粘接 和涂層附著力測(cè)試。50%Ar/50% O2射頻等離子體處理實(shí)驗(yàn) 將兩塊PUF小方塊進(jìn)行溶劑擦拭處理，然 后將其放入吉林農(nóng)安廣

6、播局電子儀器廠生產(chǎn)的JGB-300型晶控高頻等離子體發(fā)生器內(nèi)，進(jìn) 行混合氣體50%Ar/50%O2射頻等離子體處理。處理參數(shù)如下：進(jìn)氣量：100 ml/min反 應(yīng)器真空度：150300 Pa射頻頻率：13.56 MHz處理功率：400 W處理時(shí)間：10 min 處理后的試樣馬上進(jìn)行涂裝處理、粘接處理和涂層附著力測(cè)試。附著力計(jì)算公式為：o=F/S式中：O-PUF表面涂層附著力（Mpa）； F-涂層總的 破壞力（kN）； S-試樣有效面積（m2）。脫模劑對(duì)于PUF表面涂層附著力的影響是明 顯的。溶劑的擦試并不能完全消除脫模劑的影響，因?yàn)椴捎锰厥夥椒ㄖ频玫牟缓撃┑?PUF上涂層附著力明顯高于溶

7、劑擦拭后含脫模劑PUF上涂層附著力明顯高于溶劑擦拭后 含脫模劑PUF上涂層的附著力。為了更進(jìn)一步表明脫模劑對(duì)PUF表面涂層附著力的影響， 我們對(duì)不進(jìn)行溶劑擦拭的含脫模劑PUF表面進(jìn)行噴涂聚氨酯涂料處理，同時(shí)也進(jìn)行了粘接 和附著力測(cè)試，結(jié)果在拉伸機(jī)上測(cè)不出數(shù)據(jù)（因?yàn)閺?qiáng)度太小），使用不干膠帶拉剝，一次 即可剝離全部涂層。刮涂膩?zhàn)雍?，涂層的附著力得到一定程度的提高。這種提高的原因不僅是因?yàn)椴伙柡?聚酯膩?zhàn)优c聚氨酯涂層之間有較好的親和性，而且刮涂膩?zhàn)訒r(shí)，刮刀對(duì)半固體狀膩?zhàn)虞^強(qiáng) 的剪切力，使得膩?zhàn)永卫蔚毓潭ㄔ赑UF基材內(nèi)部。因?yàn)镻UF表面存在著不少的泡孔和縫隙， 而不刮涂膩?zhàn)?，只采用溶劑擦拭，PUF表面

8、上的脫模劑難以清理干凈，同時(shí)，聚氨酯涂料 對(duì)泡孔和縫隙的滲透難以達(dá)到理想化，故涂層的附著力不高。發(fā)現(xiàn)涂層附著力沒有提高，反而有所下降，下降原因是在制作25 mmx8 mm小圓 片時(shí)車床對(duì)涂層產(chǎn)生了較大的損傷，局部涂層有被剝離現(xiàn)象。令人費(fèi)解的是狀態(tài)2的結(jié)果， 在24 h后再進(jìn)行涂裝，附著力卻得到了相當(dāng)大的提高。文獻(xiàn)中有報(bào)道直接采用Ar+轟擊基 片，幾乎對(duì)涂層附著力的提高沒有多大幫助，這眼狀態(tài)1中的結(jié)果吻合，而與狀態(tài)2中的 結(jié)果不相吻合。對(duì)狀態(tài)2結(jié)果的分析應(yīng)當(dāng)考慮表皮被轟擊后的活性碎片是否需要一定的時(shí) 間與空氣中的氧產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成對(duì)涂層結(jié)合有利的基團(tuán)。這需要采用一定的表面分析 手段，但當(dāng)時(shí)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)不具備相應(yīng)條件。50%Ar/50% O2射頻等離子體處理50%Ar/50% O2射頻等離子體處理。在提高 PUF表面附著力的途徑方面，射頻等離子體處理的效果最好。將射頻等離體處理過的PUF 表皮采用英國(guó)Kratos公司的XSAM 800型X射線能譜儀（XPS）進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)表面含 氧量有一定程度的增加，由此可以斷定表面有新生的含氧基團(tuán)，可以推測(cè)正是這種含氧基團(tuán) 使涂層在PUF表面上的附著力從4.6 Mpa上升到了 8.6 Mpa。帶表皮的聚氨酯泡沫塑料不經(jīng)溶劑擦拭而直接進(jìn)行涂裝處理，涂層附著力非常差，不 干膠帶可一次剝離全部涂層。溶劑對(duì)表皮的擦拭可以將涂層的附著力提高到4.6 Mpa