聚碳酸酯材料又称PC(下面简称PC)具有优异的光学性能和物理机械性能,因此被广泛应用于制造飞机透明件、车辆车窗、面罩等产品。但是,该材料也存在一些不足之处,产品的多样化对PC材料的性能提出了更多、更高的要求。但PC材料的耐磨性、耐紫外线辐照、耐碱性能差,特别是耐磨性差极大地限制了PC材料的使用场景。目前,最有效的手段是在板材表面涂装耐磨涂层。
在PC耐磨涂料发展的初期,很多公司在涂料树脂中直接加入无机纳米粒子,最典型的代表成果有两种:一种是在树脂中添加改性的纳米陶瓷粉体,增强了固化后涂层的耐磨性能,主要用于透明面罩的耐磨防护。另一种是在透明树脂中直接添加纳米氧化铝,使得到的涂层硬度大幅度提升,增强了涂层的耐磨性和耐划伤性,耐磨性约是没有添加纳米氧化铝涂层的2~8倍,而且该涂料还具有优异的防腐蚀功能,可用于各种透明塑料、高光金属板材的表面防护。
但这种涂层随着PC应用领域的拓宽已远远不能满足防护需求。因而,后期随着需求的变化,PC透明件耐磨涂层逐步形成了以含硅为主的聚硅氧烷类耐磨涂层、丙烯酸紫外光固化耐磨涂层、聚氨酯耐磨涂层以及无机涂层。其中,尤以聚硅氧烷类耐磨涂层应用最为广泛。
聚硅氧烷涂层主要有两类:第一类是直接采用硅氧烷单体水解缩合,加入附着力促进剂制备的涂料,经过固化后得到透明耐磨涂层;第二类是采用硅氧烷单体改性硅溶胶,进一步缩合,加入附着力促进剂制备的涂料,经过固化后得到透明耐磨涂层。
耐磨涂层的种类很多,聚硅氧烷类涂料、含丙烯酸的紫外光固化涂料,以及聚氨酯类涂料。凃敷方式、固化工艺也多样化,有淋涂、喷涂、浸涂以及旋涂;无机涂层主要有溅射法、物理气相沉降以及化学气相沉降等方法。固化工艺基本分为常温固化、热固化以及紫外光固化等。
接下来,就为大家重点介绍一下涂装工艺。
1淋 涂
通常也称为流涂或浇涂,该方法是一种将涂料喷淋或者流淌过工件表面的涂装方法。在淋涂过程中,随着施工的进行,涂料的溶剂发生挥发,会改变涂料的施工粘度,因此合理地选择涂料体系的挥发速度对淋涂工艺至关重要。
2喷 涂
喷涂主要是使用喷枪,借助压力使涂料发生雾化,分散成均匀而细小的雾滴,涂装于被涂工件表面的一种涂装方法。喷涂的种类很多,目前使用广泛的主要喷涂方式有静电喷涂、无空气喷涂以及空气喷涂等各种方式。喷涂制备的涂层均匀,但是在喷涂过程中,高度雾化的涂料对环境容易造成污染,并且不利人体健康,该方法利用率低,经济损失较大。
3浸 涂
该方法是将待涂工件全部浸没在盛有涂料的容器中,经过一定的时间(通常时间很短),再从槽中取出后将多余的涂液流回到容器中。这种涂装方式具有生产效率高,涂料损失少以及操作简单等优点。但是对于大型工件不适合。
4旋 涂
该方法目前主要用于电子工业,做法是使被涂基片垂直于自身表面的轴旋转,同时把涂料涂装在基片上,通过旋转使涂料均匀的涂装于被涂基材。
5滚 涂
经过滚涂加工后的板材,叫滚涂板。滚涂板是基材表面进行脱脂和化学处理后,滚涂优质涂料,干燥固化而成。通过高性能的滚涂加工工艺,能更有效的控制板材的精度、平整度,成功消除传统导致的凹凸和褶皱,根据涂料和滚涂方法的不同,滚涂板品质上也有一定的差别。
中维科温馨提示:综合几种涂装工艺,并结合PC板材面积较大,结构多样,使用环境要求高等特性,大部分采用的都是淋涂工艺。其原因主要是因为淋涂工艺在涂层附着力、持久度及涂层效果等方面都明显优于其他几种涂装工艺。总体而言,聚碳酸酯透明耐磨涂层发展至今,已经较为成熟,具备自成一体的优势。除保证耐磨性和抗刮擦性能之外,涂层耐磨材料向着包括抗紫外、防静电、抗老化等复合功能化要求的方向发展。相信随着聚碳酸酯技术的不断发展,耐磨涂层的应用场景也将更加广阔。
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