使用等离子体进行活化

为了更好地涂漆、粘接、印刷或键合

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表面具有良好的润湿性,是确保在涂漆、粘接、印刷或者键合时与结合配偶体粘附的前提条件不仅含油和油脂的污染物会对润湿造成妨碍,而且诸多材料的洁净表面也无法通过各种液体、粘合剂和颜料充分润湿。液体滴落。即使经过固化或干燥处理后,其也无法粘附在表面上。

原因在于,基材的表面能较低。表面能较低的材料能够润湿表面能较高的材料,但是反之不可。 所涂抹液体的表面能,在液体中也称之为表面张力,在任何情况下都必须低于基材的表面能。

塑料活化

诸如聚丙烯或者 PTFE 之类的塑料均为 非极性 结构。这意味着在 印刷、涂漆和粘合之前 必须对这些塑料进行预处理。这一点同样适用于 玻璃和陶瓷。 通过活化,可以使表面的表面能增高。从而为所涂抹的液体建立积聚点。

传统上使用化学底漆、液态增附剂进行活化。其往往具有较高的腐蚀性和环境危害性。一方面,必须在进行后续处理前进行充分排气,另一方面,其通常无法长时间保持活化状态。即使通过化学底漆也无法对非极性材料(如聚烯烃)进行充分活化。

空气或氧气等离子体中进行活化时,塑料聚合物的非极性氢键将被氧键取代。其可以提供自由价电子,用于与液体分子键合。

通过在低压常压条件下进行等离子活化,还可以使“非粘合性”塑料如 POM、PE 和 PP 具有非常好的粘合性和可涂漆性。可以非常精确地设置所需的表面能,这样还可以避免过度活化,过度活化会导致蚀刻。

在低压等离子体中,除了空气氧气之外还可以使用其他气体,通过其取代氧气使例如氮气 (N2)胺类 (NHx) 或者羰基 (-COOH) 作为活性基团聚合。

这些部件在 几分钟到几个月 的时间内保持活化状态。在 处理结束后 的数周内 仍可对 聚丙烯 进行后续处理 。尽管如此,仍然建议将这些部件存放在 非露天环境 中,因为其会吸附灰尘、有机污染物和湿气。

将 经过处理 和 未经过处理 的工件 浸入 水中 (极性溶液),可以令人印象极其深刻展示 活化 效果。在 未经过处理 的部件上,将会与往常一样 形成  液滴。在 经过处理 的部件上,将会 完全 被水 润湿

金属、陶瓷和玻璃的活化

金属陶瓷玻璃的表面能通常比塑料的表面能更高。尽管如此,针对这些材料的应用用途,采用等离子活化也是存在优势的。焊料合金的表面张力较高,并且会从很多金属表面上滚落下来。因此,对金属进行等离子活化可以在焊接时改善润湿性

但是,金属的活化非常 不稳定 ,因此持续时间 较短 。若对金属进行活化,则必须在 几分钟 或者 几小时 之内进行后续加工处理 (粘合、涂漆...),因为 表面 很快就会永久性的与环境空气中的 污染物 结合。
最好是在进行诸如 焊接 或者 键合 等工艺流程之前进行 金属活化处理

等离子粉末­活化

UHMWPE(超高分子量)粉末活化

 亲水性  UHMW 聚乙烯粉末可作为创新方法应用于诸多用途。其可以作为橡胶中的 混合料 使用,其结果是此处的抗撕裂强度 更高 。此外,还可以通过亲水性聚乙烯粉末 增加金属 和 塑料 之间 的 粘合 强度。通过采用 低压方法 的 等离子处理, 可以实现这种 亲水化处理 。 处理参数 在很大程度上取决于粉末的 颗粒大小 。等离子处理时间可介于 5 分钟和几小时之间。因为这种 处理方法 的工艺温度始终 很低 ,所以不会对 粉末 造成 热损伤。同样也不会对粉末的 基本特性 ,例如:熔化温度、结晶度和摩尔质量 造成影响。由于存在 大量 可变的 工艺参数 ,故此可以实现 诸多  涂层特性 。

应用用途

  • 漆料(润滑漆料)中的添加剂
  • 种子、调料消毒/杀菌
  • 通过添加经过处理的 PTFE 粉末最大程度地减少滑动摩擦
  • 制造用 PUR 发泡的塑料盒,以此将其粘附
  • 纤维活化、蚀刻
  • 塑料颗粒活化、蚀刻

 

UHMWPE

UHMWPE(超高分子量聚乙烯) 是一种分子量非常高的聚乙烯。聚乙烯可以被认为是具有最简单结构的塑料:碳原子链,侧链上只有氢。如果此链非常长,则将此材料称为 UHMWPE。

常见问题

如何测试活化质量?

可以通过 两种 不同的方法快速且简便的测试活化 质量 : 

接触角测量 

采用这种方法时,将会 测量 水滴至 活化 表面的 边缘角。活化效果 越好 ,水滴平铺在表面上 越平 。但是,这种方法 极少 使用,因为 测量仪器相对较为昂贵 ,并且通常无法立即在现场进行测量。特别是对于较大或者较复杂的成型件,如果 不对其进行切割 ,则很难 或者 根本无法 使用边缘角测量仪器进行测量

测试墨水  

根据测试墨水的 流动情况,可以给处理物分配一定的 表面能 。单位是 mN/m [以前是:dyn/cm]。水的表面能是 72.6 mN/m。测试墨水的表面能范围介于  28 – 105 mN/m ,共 10 个梯度。

如何通过网格切割测试进行检测?(低压等离子体)

如果 工艺时间较长 (> 约 15 分钟),而且选择了适当的气体,则不仅会对表面 进行活化, 而且还会对表面进行蚀刻。此时,表面将会变得 粗糙 并 失去光泽。 被蚀刻 的表面会达到 最高 粘附力 。通常会以所谓的 网格切割测试 (标准:DIN EN ISO 2409 和 ASTM D3369-02)对涂漆进行检查。为此,需对塑料 进行涂漆 ,然后用 网格切割检查仪 将其切割为 网格状 (十字交叉方式)。接着,贴上标准 规格的胶带 ,并将其 猛然撕下。如果胶带上 粘有涂漆,则表明漆料的粘附性 不够。在标准中对各个 级别 进行了说明。

进行 PlasmBeam 和 PlasmaApC 500 处理时的活化痕迹为多宽?(常压等离子体)

PlasmaBeam 技术可以确保 处理宽度  约为8-12 mm ( 使用压缩空气作为工艺气体时 )。使用 纯氮气 (N2) 或者 纯氧气 (O2) 可以增加 处理宽度。 

PlasmaAPC 500 的 处理宽度 约为  60 mm。但是,较之于使用 PlasmaBeam 或者低压等离子体进行处理,其明显 较不均匀 。  反复 处理 能够提高 处理的 均匀性 。 

 处理宽度 在很大程度上取决于 速度 。

使用 PlasmaBeam 进行处理的宽度是多少?(常压等离子体)

一个喷嘴的处理宽度约为 8-12 mm。但是,每次使用时必须提前 对 清洗宽度 进行检测(例如:通过测量接触角)。

 使用  纯氧气 (O2) 或者氮气 (N2) 时,可 略微增加 此处理宽度

处理速度可达到多高?(常压等离子体)

PlasmaBeam:如果是对陶瓷或金属进行活化, 则 处理速度 在 每分钟几厘米 左右,如果是对塑料进行活化,则处理速度可高达 每秒几米 (例如:在粘合之前对折叠纸盒进行活化处理)。 

PlasmaAPC 500:  最大 速度约为  100 – 150 mm/s。进一步 提高速度 会导致表面处理 不均匀 

进行等离子活化时会产生废气吗?(常压等离子体)

进行等离子活化时,主要会堆积 氮氧化物 (NONO2),必须将这些氮氧化物从工作场所 运出 。 

PlasmaAPC 500:在此,必须考虑到会 形成臭氧 (O3) 。

安装 PlasmaBeam 或 PlasmAPC 500 需要用到哪些介质?(常压等离子体)

  • 干燥且不含油的压缩空气 – 约 2000 NL/Std.
  • 电源连接 230 V/6A
  • 氮氧化物的抽吸装置

 测试设备 时可以 不进行 抽吸 。在  进行抽吸的情况下,最大运行时间 不得 超过每小时几分钟。

必须 经常 对工作室进行 彻底 通风 。

常压等离子体活化主要用于哪些方面?(常压等离子体)

这种技术非常适合以下工艺流程: 

  • 在粘合之前对塑料进行局部的等离子活化 
  • 在粘合、植绒、印刷(例如:汽车行业中的橡胶型材)之前,对 弹性体 进行等离子活化 
  • 在粘合或者键合之前,对金属和陶瓷表面进行局部的等离子活化 

PlasmaAPC 500  非常适合 直接在 自动移印机 中进行移印 之前 ,对 塑料部件 进行 处理 

用常压等离子体进行活化能够为我们带来哪些主要优势?(常压等离子体)

PlasmaBeam 技术适用于 内联工艺流程 ,例如:在对连续型橡胶型材、软管进行印刷、粘接、植绒或者涂漆之前进行等离子活化。

该项技术 适合用于机器人,也就是说,借助机器人可用等离子射流对 2 维或者 3 维表面进行扫描。

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