CN102729495A

CN102729495A - 硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力提升装置和提升方法

Info

Publication number: CN102729495A
Application number: CN2012102329512A
Authority: CN
Inventors: 刘际伟; 胡贵生; 高晓敏; 冯敏; 周秋明
Original assignee: Institute of Chemical Material of CAEP
Current assignee: Institute of Chemical Material of CAEP
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明公开了一种模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置，包括一个腔体，在腔体内安装有水平的上电极和下电极，在下电极上方有刀刃支撑块，腔体通过反应供气计量系统与工作气体装置连接；腔体也与真空获得系统连接，上电极和下电极与电容耦合射频电源和射频电源匹配器串联连接。本发明还公开了硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升方法。本发明的装置和方法，能使涂层附着力达到模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料了的本体强度，涂层被拉剥时，泡沫塑料基底被拔出小坑。涂层外观良好，涂层不会出现因表面不浸润或浸润性差而导致的缩孔，高效、环保。

Description

硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力提升装置和提升方法

技术领域

本发明涉及一种模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置以及提升方法。

背景技术

在材料表面涂装领域，涂层技术越来越承担起不可替代的重要作用，涂层性能大幅度提升为涂层技术的广泛应用奠定了坚实基础。在各种涂层性能指标中，附着力是涂层极其重要的指标之一。对于模塑成型的硬质聚氨酯泡沫塑料而言，要使产品容易脱模，往往需要使用含有机硅一类的低表面能脱模剂，这种低表面能脱模剂会遗留在硬质聚氨酯泡沫塑料产品的表面和泡沫塑料的浅表层，由此给后期的涂层带来质量隐患。通常采用烃类溶剂对产品表面进行擦拭，以去除表面低表面能物质，或者采用机械打磨方式，将表面打磨粗糙，继而提高涂层的附着力。烃类溶剂的擦拭难以擦除产品浅表层渗透的低表面能脱模剂物质，因此涂层附着力提高非常有限，定量测试结果表明附着力不到1MPa，因此不能满足最基本的要求；机械打磨对于硬质聚氨酯泡沫塑料而言，可以将表面涂层附着力提高到4MPa以上，可以满足一般附着力要求。但机械打磨很容易使表面露出密集的泡孔，这些密集的泡孔对于涂层而言，极易形成后期的密集小气泡，形状类似于针尖，严重影响涂层外观质量。因此机械打磨的方式很受限制。提高界面结合强度另外一种传统方式就是使用偶联剂，根据基体与被粘物的不同特性，选择适宜的偶联剂，让偶联剂起到很好的桥梁作用。实验研究表明，针对于硬质聚氨酯泡沫而言，钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂等都对表面涂层的附着力提高不起作用或作用甚微，表现为加热后涂层出现明显鼓泡现象，定量附着力测试小于1MPa。

在工业上，为了提高生产效率，人们已经采用无需表面处理的泡沫塑料生产方式，也即发泡出来的产品可以直接进行表面喷漆处理。即便如此，涂层附着力也不会超过5MPa。采用特殊方式制作的无脱模剂泡沫塑料表面涂层的附着力，最高也只能达到5MPa左右。然而，对于特殊要求的场合，需要附着力在8到10MPa，或者接近泡沫塑料本体的拉伸强度，也即不允许界面出现粘接破坏，只允许界面出现内聚破坏，或者涂层发生内聚破坏，或者泡沫基底发生内聚破坏。因此，传统的表面处理方式都达不到相应要求。

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种涂层附着力强、外观好的模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置。

本发明是这样实现的：

一种模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置，包括一个腔体，在腔体内安装有水平的上电极和下电极，在下电极上方有刀刃支撑块，腔体通过反应供气计量系统与工作气体装置连接；腔体也与真空获得系统连接，上电极和下电极与电容耦合射频电源和射频电源匹配器串联连接。

更进一步的方案是：所述工作气体装置为盛装高纯氧的高压钢瓶。高纯氧的纯度为99.999%（体积比浓度）。

更进一步的方案是：所述的刀刃支撑块刀刃口部倒钝。

更进一步的方案是：所述的上电极的高度可调。

本发明实施例的另一个目的在于提供硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升方法，具体为：

将用烃类溶剂擦拭过的硬质聚氨酯泡沫塑料件放在刀刃支撑块上，关闭腔体，开启真空获得系统，至腔体内压力降至10Pa以下，然后开启反应气体计量系统，利用工作气体装置为真空腔体输送高纯氧气（纯度99.999%），接通射频电源，调节射频电源匹配器使射频耦合有效功率在300W～900W，射频放电时间1min~10min，后关闭反应气体计量系统，关闭射频电源，为真空室送大气，取出被处理试样，完成硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升。

更进一步的方案是：上电极与下电极相距250mm~350mm。

更进一步的方案是：输送高纯氧气时，使氧气流量为65sccm~85sccm。

更进一步的方案是：接通射频电源后，通过调节射频匹配器上的电容，降低反射输出功率，并使反射输出功率趋于零。

本发明的装置和方法，能使涂层附着力达到模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料了的本体强度，涂层被拉剥时，泡沫塑料基底被拔出小坑。涂层外观良好，涂层不会出现因表面不浸润或浸润性差而导致的缩孔。要求在较短时间（48h）内完成模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料试样表面的喷涂处理。本装置高效、环保，也适用于低表面能一类难粘难喷涂材料的表面活化、亲水化处理。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如附图1所示，一种模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置，包括一个腔体5，在腔体内安装有水平的上电极7和下电极6，在下电极上方有刀刃支撑块9，腔体通过反应供气计量系统10与工作气体装置1连接；腔体也与真空获得系统2连接，上电极和下电极与电容耦合射频电源4和射频电源匹配器3串联连接。所述工作气体装置1为盛装高纯氧的高压钢瓶。所述的刀刃支撑块9刀刃口部倒钝。所述的上电极7的高度可调。

利用模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置进行模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升时，采用如下方法：将已使用烃类溶剂擦拭过的硬质聚氨酯泡沫塑料试件放在刀刃支撑块上，将平行板上电极调整到与下电极相距250mm~350mm的位置。关闭真空腔体，开启真空获得系统，直至真空室内压力降至10Pa以下，开启反应气体计量系统，为真空腔体输送高纯氧气，使流量在65sccm~85sccm之间，接通射频电源，调节射频电源匹配器使射频耦合有效功率在300W～900W之间，并尽量降低反射输出功率，使其趋于零。射频放电时间达到1min~10min后，关闭反应气体计量系统，关闭射频电源，为真空室送大气，取出被处理试样。就能够在较短时间（48h）内完成模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料试样表面喷涂处理。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施范例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施范例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置，包括一个腔体，其特征在于：在腔体内安装有水平的上电极和下电极，在下电极上方有刀刃支撑块，腔体通过反应供气计量系统与工作气体装置连接；腔体也与真空获得系统连接，上电极和下电极与电容耦合射频电源和射频电源匹配器串联连接。

2.根据权利要求1所述模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置，其特征在于：所述工作气体装置为盛装高纯氧的高压钢瓶。

3.根据权利要求1所述模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置，其特征在于：所述的刀刃支撑块刀刃口部倒钝。

4.根据权利要求1所述模塑成型硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升装置，其特征在于：所述的上电极的高度可调。

5.一种硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升方法，其特征在于：

将用烃类溶剂擦拭过的硬质聚氨酯泡沫塑料件放在刀刃支撑块上，关闭腔体，开启真空获得系统，至腔体内压力降至10Pa以下，然后开启反应气体计量系统，利用工作气体装置为真空腔体输送高纯氧气，接通射频电源，调节射频电源匹配器使射频耦合有效功率在300W～900W，射频放电时间1min~10min，后关闭反应气体计量系统，关闭射频电源，为真空室送大气，取出被处理试样，完成硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升。

6.根据权利要求5所述硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升方法，其特征在于：上电极与下电极相距250mm~350mm。

7.根据权利要求5所述硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升方法，其特征在于：输送高纯氧气时，使氧气流量为65sccm~85sccm。

8.根据权利要求5所述硬质聚氨酯泡沫塑料表面涂层附着力的提升方法，其特征在于：接通射频电源后，通过调节射频匹配器上的电容，降低反射输出功率，并使反射输出功率趋于零。