Domov / Správy / Správy z priemyslu / Podklad plastových dielov bol ošetrený – prečo sa povlak po použití stále odlupuje?
Správy z priemyslu
1
Ošetrený plastový povrch neznamená, že povrch je trvalo stabilný
Plast sa líši od kovu — jeho povrchový stav sa môže časom meniť. Najmä pri vstrekovaných dieloch sa pri výrobe používajú separačné prostriedky a mazivá. Dokonca aj po dokončení čistenia alebo aktivácie povrchu môžu niektoré nízkomolekulárne látky stále postupne migrovať z vnútra plastu smerom k povrchu. Náter vyzerá dobre hneď po nastriekaní, ale po určitom čase sa zmení stav rozhrania medzi náterom a substrátom, čo spôsobí pokles adhézie.
2
Prečo rovnaký povlak na inom plaste ľahko spôsobuje odlupovanie?
Rôzne plasty majú veľmi rozdielne povrchové energie, polaritu a chemické štruktúry. Napríklad bežné materiály PP a PE majú zo svojej podstaty nižšiu povrchovú energiu – náter sa ťažko prirodzene šíri ako na substrátoch s vysokou povrchovou energiou. Aj keď sa vytvorí celý film, skutočná kontaktná plocha môže byť stále nedostatočná. Táto situácia nemusí vykazovať žiadny zjavný problém pri jednoduchom teste priľnavosti bezprostredne po aplikácii, ale po ponorení do vody, cyklovaní za studena-teplo alebo dlhodobom používaní sa postupne prejavia slabé miesta rozhrania.
3
Nadmerná povrchová úprava nie je vždy lepšia
Aktivácia povrchu nie je čím silnejšia, tým lepšia. Ak sú podmienky ošetrenia príliš silné, môže dôjsť k zmene štruktúry plastového povrchu alebo dokonca k poškodeniu povrchu. Navyše, niektoré efekty aktivácie povrchu majú určitú časovú platnosť – ak je čas státia po ošetrení pred nástrekom príliš dlhý, aktivovaný stav sa môže postupne znižovať, čo spôsobí pokles pôvodne zlepšenej priľnavosti. Je potrebné vziať do úvahy silu ošetrenia, rovnomernosť, čakaciu dobu po ošetrení a skutočné okno striekania.
4
Prečo je test priľnavosti kvalifikovaný pri dodaní, ale po určitom čase sa odlupuje?
Testovanie adhézie sa zvyčajne vykonáva v špecifickom čase a prostredí. Skutočné produkty však možno budú musieť podstúpiť vysokú teplotu, nízku teplotu, vlhké teplo, ohýbanie, trenie a cyklovanie za horúca a za studena. Plast a fólia majú rôzne stupne tepelnej rozťažnosti a kontrakcie – po zmene teploty substrát a fólia produkujú rôzne veľkosti rozmerových zmien. Ak je väzba medzi povlakom a plastom nedostatočná, alebo má samotná fólia veľké vnútorné napätie, na rozhraní sa môžu po viacerých cykloch postupne vyvinúť mikrotrhliny.
5
Ak je povlak príliš „tvrdý“, môže dôjsť aj k odlupovaniu plastových častí
Plastové diely majú zvyčajne určitý stupeň flexibility. Ak je povlak navrhnutý príliš tvrdý a krehký, zatiaľ čo samotný substrát ľahko podlieha miernemu ohýbaniu alebo deformácii, povlak musí znášať väčšie namáhanie. Keď je rozdiel v deformačnej schopnosti medzi fóliou a plastom veľký, pri dlhodobom používaní sa môže objaviť koncentrácia napätia na rozhraní. Preto je lepšie, ak nátery plastových dielov nemajú vyššiu tvrdosť – je potrebné nájsť vhodnú rovnováhu medzi priľnavosťou, pružnosťou a pevnosťou filmu.
6
Prečo môže promótor adhézie pomôcť, ale nie je úplným riešením?
V prípade plastov s nízkou povrchovou energiou môžu promótory adhézie zlepšiť medzifázovú väzbu medzi povlakom a substrátom. Ale nemôžu nahradiť úpravu substrátu. Ak je na plastovom povrchu prítomná zjavná kontaminácia olejom, separačným činidlom alebo iná kontaminácia, jednoduchým zvýšením priľnavosti nie je možné vyriešiť základný problém. Promótor adhézie sa tiež musí zhodovať so systémom živice – príliš nízka dávka môže spôsobiť nedostatočný účinok; príliš vysoká môže ovplyvniť tvrdosť filmu, odolnosť voči vode a výkon prelakovania.
7
Ako zistiť, či je problémom substrát alebo náter?
Ak je adhézia veľmi dobrá hneď po ošetrení, ale po určitom čase odstátia výrazne klesá, zamerajte sa na stabilitu aktivácie povrchu a migráciu nízkomolekulárnych látok. Ak rôzne plastové substráty vykazujú veľmi odlišný výkon s rovnakým náterom, zamerajte sa na povrchovú energiu substrátu a zmáčanie náteru. Ak je počiatočná priľnavosť kvalifikovaná, ale po cykle chladu a tepla dôjde k odlupovaniu, zamerajte sa na pružnosť náteru, vnútorné napätie a rozdiely v tepelnej rozťažnosti medzi substrátom a filmom. Ak pridanie promótora adhézie situáciu jednoznačne zlepšuje, ďalej optimalizujte typ promótora a pomer pridávania.
8
Ako zlepšiť dlhodobú priľnavosť náterov plastových dielov?
Najprv potvrďte typ plastového substrátu a skutočný stav povrchu. Potom vyberte náterový systém zodpovedajúci charakteristikám povrchu substrátu, ktorý umožní náteru úplne namočiť substrát. Pre plasty s nízkou povrchovou energiou kombinujte aj vhodný systém podpory priľnavosti. Súčasne vyvážte tvrdosť a pružnosť filmu, vyhýbajte sa príliš krehkým povlakom, ktoré generujú nadmerné medzifázové napätie počas zmien za studena a tepla alebo mechanickej deformácie. Pri skutočnom hodnotení nejde len o počiatočné testovanie priľnavosti, ale aj o kombináciu odolnosti voči vode, vlhkému teplu, cyklovaniu chladu a tepla a ohybových testov s cieľom pozorovať dlhodobý výkon.
Zhrnutie
Substrát plastových dielov je už ošetrený, ale stále sa odlupuje, neznamená, že povrchová úprava nemá žiadnu hodnotu. Skutočný problém môže pochádzať z nestabilného stavu povrchu po úprave, nízkej povrchovej energie plastu, migrácie uvoľňovacieho činidla, nedostatočného navlhčenia povlaku alebo nesúladu v deformačnej schopnosti medzi fóliou a plastom. Racionálnejším prístupom je, aby sa povrch substrátu, zmáčanie povlaku, medzifázové spojenie a flexibilita filmu vzájomne zhodovali – problém s odlupovaním plastových dielov je skutočne vyriešený iba vtedy, keď počiatočná priľnavosť a dlhodobé používanie zostanú stabilné.
Často kladené otázky
Ako dlho trvá účinné okno po ošetrení PP plameňom alebo plazmou, kým sa zmáčavosť začne znižovať?
Aktivácia povrchu plameňom a plazmou nie je trvalá. V prípade PP zvýšená povrchová energia zvyčajne zostáva v podstate nad neošetrenou základnou líniou približne 24–72 hodín za normálnych podmienok skladovania, po ktorých migrácia povrchu s nízkou molekulovou hmotnosťou progresívne znižuje prínos aktivácie. Na dosiahnutie najlepších výsledkov priľnavosti sa odporúča aplikovať náter do niekoľkých hodín po ošetrení povrchu – konkrétne okno závisí od intenzity ošetrenia, kvality podkladu a podmienok skladovania. Meranie kontaktného uhla vody v intervaloch po ošetrení poskytuje kvantitatívnu indikáciu toho, ako rýchlo klesá povrchová energia pre špecifický substrát a kombináciu ošetrenia.
Je základný náter na báze chlórovaného polyolefínu (CPO) stále štandardným prístupom pre priľnavosť k PP a polyolefínovým substrátom?
Priméry na báze CPO zostávajú široko používané na adhéziu polyolefínov, pretože reťazce CPO sa môžu fyzicky zapliesť a chemicky interagovať s povrchmi polyolefínového substrátu, čo poskytuje adhéziu, ktorú je ťažké dosiahnuť s konvenčnými promótormi adhézie. Environmentálny a regulačný tlak na chlórované materiály však poháňal vývoj alternatívnych prístupov – vrátane špecifických prísad na podporu adhézie, modifikovaných živicových systémov a optimalizácie povrchovej energie substrátu – z ktorých niektoré môžu znížiť alebo eliminovať potrebu CPO. Vhodný prístup závisí od konkrétneho typu polyolefínu, náterového systému, výkonnostných požiadaviek a platných predpisov.
