EN
Почему стандартные линии электроосаждения непригодны для пластиковых основ
Пороги термического повреждения: почему пластики не выдерживают отверждение при температуре 120–180 °C
Большинство термопластиков, используемых в автомобилях и повседневных товарах, таких как АБС-пластик, поликарбонат и нейлон, начинают деформироваться при температурах выше 80 °C. Стандартные процессы электроосаждения (e-coating), как правило, требуют значительно более высоких температур — от 120 до 180 °C. Такие высокие температуры значительно превышают допустимые пределы для большинства пластиков. При воздействии такой интенсивной тепловой нагрузки полимерные цепи фактически разрушаются на молекулярном уровне, теряя всю свою структурную прочность. Например, полипропилен начинает деформироваться уже приблизительно при 100 °C. Материалы на основе АБС-пластика начинают менять цвет при достижении температуры около 85 °C. Существенная разница между рабочими температурами означает, что стандартное оборудование для электроосаждения просто не обеспечивает надлежащей обработки пластиковых деталей.
Последствия теплового несоответствия: деформация, изменение цвета и нарушение адгезии
Воздействие стандартных процессов электроосаждения на пластиковые детали вызывает три взаимосвязанных вида отказов:
- Искажение формы различное тепловое расширение нарушает размерную стабильность — особенно в тонкостенных деталях, таких как корпуса электронных устройств или панели внутренней отделки.
- Изменение цвета тепло разрушает полимерные добавки и стабилизаторы, вызывая пожелтение или выцветание — что недопустимо для потребительских компонентов, критичных с точки зрения эстетики.
- Плохая адгезия быстрое термоциклирование приводит к образованию микротрещин на границе раздела «покрытие–основа», снижая прочность адгезии до 60 %. В совокупности эти дефекты повышают уровень брака на 15–30 % в операциях нанесения покрытий на пластиковые детали, что подрывает как экономическую эффективность, так и эксплуатационные преимущества.
Низкотемпературные технологии электроосаждения (электрокраски), обеспечивающие совместимость с пластмассами
Для преодоления тепловых ограничений традиционного электроосаждения разработаны специализированные низкотемпературные технологии, позволяющие обеспечить надёжное электрохимическое осаждение на термочувствительных пластмассах без потери коррозионной стойкости, адгезии или качества финишного покрытия.
УФ-отверждаемые и гибридные УФ/тепловые электроосаждаемые покрытия (температура отверждения ≈ 80 °C)
Электрофоретические покрытия (E-покрытия), отверждаемые ультрафиолетовым светом, затвердевают всего за несколько секунд при облучении ультрафиолетовым излучением, а не при нагревании. Эти покрытия хорошо работают при температурах ниже 80 °C, что соответствует допустимому температурному диапазону большинства инженерных пластиков. Некоторые системы комбинируют узконаправленное УФ-излучение с кратковременными импульсами тепла около 100 °C для обеспечения полного поперечного сшивания. Такой комбинированный подход устраняет проблемы, вызванные термическим напряжением, и одновременно обеспечивает равномерное нанесение покрытия, которого мы добиваемся. Автопроизводители отмечают, что при использовании таких гибридных систем с инфракрасной поддержкой скорость их производства возрастает примерно на 40 %, а энергозатраты на партию снижаются приблизительно на 30 %. Ещё одно важное преимущество — мгновенное отверждение предотвращает растекание или провисание покрытия на сложных поверхностях, что особенно критично при работе с деталями из пластика сложной конфигурации.
Каталитические эпокси-акриловые композиции с низкой температурой стеклования (Tg) (отверждение при <100 °C)
Современные эпоксиакриловые составы теперь включают специальные сшивающие агенты, которые активируются при температурах ниже 100 °C — это значительно ниже, чем температура, необходимая большинству пластиков для сохранения своей формы. Эти новые покрытия обеспечивают коррозионную стойкость на том же уровне, что и традиционные электроосаждаемые покрытия, требующие высоких температур, однако они не повреждают подложку. Некоторые независимые лаборатории зафиксировали силу адгезии свыше 4,5 мегапаскаля на поверхности полипропилена даже после 1000 часов испытаний в условиях агрессивного солевого тумана по стандарту ASTM B117. Это означает, что производители наконец получили возможность обеспечить надёжную защиту материалов, которые ранее вызывали трудности при нанесении покрытий.
Энергосберегающий проект линии электроосаждаемых покрытий для пластиковых компонентов
Инфракрасные и ближние инфракрасные конвейерные печи: снижение энергопотребления на 30–50 % по сравнению с конвекционными печами в линиях отделки автомобильных пластиковых деталей
Инфракрасные и ближние инфракрасные конвейерные печи повышают эффективность линий электроосаждения (e-coating) для пластиковых деталей, направляя электромагнитную энергию непосредственно туда, где она необходима больше всего — прямо на обрабатываемый материал, а не тратя тепло на нагрев окружающего воздуха. Благодаря такому способу передачи энергии материалы могут достигать требуемой температуры полного отверждения приблизительно при 100 °C или ниже, что хорошо соответствует термостойкости таких распространённых пластиков, как АБС и поликарбонат, и исключает их повреждение. Многие производители автомобильных элементов отделки сообщают о снижении энергозатрат на 30–50 % по сравнению с традиционными конвекционными печами. Кроме того, они отмечают сокращение времени обработки и отсутствие необходимости ожидания прогрева материала «изнутри». Поскольку инфракрасное излучение проникает в покрытия чрезвычайно быстро, оно обеспечивает равномерную твёрдость по всей поверхности без деформации или отслаивания, характерных для других методов. В результате детали сохраняют свою форму и функциональность надёжно на протяжении длительного времени.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Почему стандартные линии электроосаждения нельзя использовать для пластиковых основ?
Ответ: Стандартные процессы электроосаждения требуют высоких температур в диапазоне от 120 до 180 °C, что превышает термические пределы большинства пластиков и приводит к деформации, изменению цвета и потере адгезии.
Вопрос: Каковы последствия применения стандартного электроосаждения на пластиках?
Ответ: Последствия включают деформацию, изменение цвета и снижение прочности адгезии из-за термического несоответствия, что приводит к росту процентного содержания брака.
Вопрос: Какие технологии существуют для обеспечения совместимости электроосаждения с пластиками?
Ответ: Низкотемпературные технологии, такие как УФ-отверждаемые и гибридные УФ/термические покрытия для электроосаждения, а также каталитические эпокси-акриловые составы с низкой температурой стеклования (Tg), позволяют эффективно наносить покрытия на пластиковые основы.
Вопрос: Как инфракрасные и ближнеинфракрасные конвейерные печи повышают эффективность линий электроосаждения для пластиковых компонентов?
Ответ: Они повышают эффективность за счёт направленной подачи энергии непосредственно в материал, снижая энергозатраты на 30–50 % и устраняя такие проблемы, как деформация и отслаивание.