硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力提升裝置和提升方法
2023-12-10 00:39:16
專利名稱：硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力提升裝置和提升方法
技術領域：
本發明涉及一種模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置以及提升方法。
背景技術：
在材料表面塗裝領域，塗層技術越來越承擔起不可替代的重要作用，塗層性能大幅度提升為塗層技術的廣泛應用奠定了堅實基礎。在各種塗層性能指標中，附著力是塗層極其重要的指標之一。對於模塑成型的硬質聚氨酯泡沫塑料而言，要使產品容易脫模，往往需要使用含有機矽一類的低表面能脫模劑，這種低表面能脫模劑會遺留在硬質聚氨酯泡沫塑料產品的表面和泡沫塑料的淺表層，由此給後期的塗層帶來質量隱患。通常採用烴類溶 劑對產品表面進行擦拭，以去除表面低表面能物質，或者採用機械打磨方式，將表面打磨粗糙，繼而提高塗層的附著力。烴類溶劑的擦拭難以擦除產品淺表層滲透的低表面能脫模劑物質，因此塗層附著力提高非常有限，定量測試結果表明附著力不到IMPa，因此不能滿足最基本的要求；機械打磨對於硬質聚氨酯泡沫塑料而言，可以將表面塗層附著力提高到4MPa以上，可以滿足一般附著力要求。但機械打磨很容易使表面露出密集的泡孔，這些密集的泡孔對於塗層而言，極易形成後期的密集小氣泡，形狀類似於針尖，嚴重影響塗層外觀質量。因此機械打磨的方式很受限制。提高界面結合強度另外一種傳統方式就是使用偶聯劑，根據基體與被粘物的不同特性，選擇適宜的偶聯劑，讓偶聯劑起到很好的橋梁作用。實驗研究表明，針對於硬質聚氨酯泡沫而言，鈦酸酯偶聯劑、矽烷偶聯劑等都對表面塗層的附著力提高不起作用或作用甚微，表現為加熱後塗層出現明顯鼓泡現象，定量附著力測試小於IMPa。在工業上，為了提高生產效率，人們已經採用無需表面處理的泡沫塑料生產方式，也即發泡出來的產品可以直接進行表面噴漆處理。即便如此，塗層附著力也不會超過5MPa。採用特殊方式製作的無脫模劑泡沫塑料表面塗層的附著力，最高也只能達到5MPa左右。然而，對於特殊要求的場合，需要附著力在8到lOMPa，或者接近泡沫塑料本體的拉伸強度，也即不允許界面出現粘接破壞，只允許界面出現內聚破壞，或者塗層發生內聚破壞，或者泡沫基底發生內聚破壞。因此，傳統的表面處理方式都達不到相應要求。
發明內容
本發明實施例的目的之一在於提供一種塗層附著力強、外觀好的模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置。本發明是這樣實現的一種模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置，包括一個腔體，在腔體內安裝有水平的上電極和下電極，在下電極上方有刀刃支撐塊，腔體通過反應供氣計量系統與工作氣體裝置連接；腔體也與真空獲得系統連接，上電極和下電極與電容耦合射頻電源和射頻電源匹配器串聯連接。更進一步的方案是所述工作氣體裝置為盛裝高純氧的高壓鋼瓶。高純氧的純度為99. 999% (體積比濃度)。更進一步的方案是所述的刀刃支撐塊刀刃口部倒鈍。更進一步的方案是所述的上電極的高度可調。本發明實施例的另一個目的在於提供硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升方法，具體為將用烴類溶劑擦拭過的硬質聚氨酯泡沫塑料件放在刀刃支撐塊上，關閉腔體，開啟真空獲得系統，至腔體內壓力降至IOPa以下，然後開啟反應氣體計量系統，利用工作氣體裝置為真空腔體輸送高純氧氣(純度99. 999%)，接通射頻電源，調節射頻電源匹配器使射頻耦合有效功率在300W 900W，射頻放電時間ImirTlOmin,後關閉反應氣體計量系統，關閉射頻電源，為真空室送大氣，取出被處理試樣，完成硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力 的提升。更進一步的方案是上電極與下電極相距250mnT350mm。更進一步的方案是輸送高純氧氣時，使氧氣流量為65sccnT85sccm。更進一步的方案是接通射頻電源後，通過調節射頻匹配器上的電容，降低反射輸出功率，並使反射輸出功率趨於零。本發明的裝置和方法，能使塗層附著力達到模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料了的本體強度，塗層被拉剝時，泡沫塑料基底被拔出小坑。塗層外觀良好，塗層不會出現因表面不浸潤或浸潤性差而導致的縮孔。要求在較短時間(48h)內完成模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料試樣表面的噴塗處理。本裝置高效、環保，也適用於低表面能一類難粘難噴塗材料的表面活化、親水化處理。
圖I為本發明裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的說明。如附圖I所示，一種模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置，包括一個腔體5，在腔體內安裝有水平的上電極7和下電極6，在下電極上方有刀刃支撐塊9，腔體通過反應供氣計量系統10與工作氣體裝置I連接；腔體也與真空獲得系統2連接，上電極和下電極與電容耦合射頻電源4和射頻電源匹配器3串聯連接。所述工作氣體裝置I為盛裝高純氧的高壓鋼瓶。所述的刀刃支撐塊9刀刃口部倒鈍。所述的上電極7的高度可調。利用模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置進行模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升時，採用如下方法將已使用烴類溶劑擦拭過的硬質聚氨酯泡沫塑料試件放在刀刃支撐塊上，將平行板上電極調整到與下電極相距250mnT350mm的位置。關閉真空腔體，開啟真空獲得系統，直至真空室內壓力降至IOPa以下，開啟反應氣體計量系統，為真空腔體輸送高純氧氣，使流量在65sccnT85sccm之間,接通射頻電源，調節射頻電源匹配器使射頻耦合有效功率在300W 900W之間，並儘量降低反射輸出功率，使其趨於零。射頻放電時間達到ImirTlOmin後，關閉反應氣體計量系統，關閉射頻電源，為真空室送大氣，取出被處理試樣。就能夠在較短時間(48h)內完成模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料試樣表面噴塗處理。最後應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施範例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施範例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。權利要求
1.一種模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置，包括ー個腔體，其特徵在於在腔體內安裝有水平的上電極和下電極，在下電極上方有刀刃支撐塊，腔體通過反應供氣計量系統與工作氣體裝置連接；腔體也與真空獲得系統連接，上電極和下電極與電容耦合射頻電源和射頻電源匹配器串聯連接。
2.根據權利要求I所述模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置，其特徵在於所述工作氣體裝置為盛裝高純氧的高壓鋼瓶。
3.根據權利要求I所述模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置，其特徵在於所述的刀刃支撐塊刀刃ロ部倒鈍。
4.根據權利要求I所述模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置，其特徵在於所述的上電極的高度可調。
5.一種硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升方法，其特徵在於 將用烴類溶劑擦拭過的硬質聚氨酯泡沫塑料件放在刀刃支撐塊上，關閉腔體，開啟真空獲得系統，至腔體內壓カ降至IOPa以下，然後開啟反應氣體計量系統，利用工作氣體裝置為真空腔體輸送高純氧氣，接通射頻電源，調節射頻電源匹配器使射頻耦合有效功率在300W 900W，射頻放電時間ImirTlOmin,後關閉反應氣體計量系統，關閉射頻電源，為真空室送大氣，取出被處理試樣，完成硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升。
6.根據權利要求5所述硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升方法，其特徵在於上電極與下電極相距250mnT350mm。
7.根據權利要求5所述硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升方法，其特徵在於輸送高純氧氣時，使氧氣流量為65sccnT85sccm。
8.根據權利要求5所述硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升方法，其特徵在於接通射頻電源後，通過調節射頻匹配器上的電容，降低反射輸出功率，並使反射輸出功率趨於零。
全文摘要
本發明公開了一種模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升裝置，包括一個腔體，在腔體內安裝有水平的上電極和下電極，在下電極上方有刀刃支撐塊，腔體通過反應供氣計量系統與工作氣體裝置連接；腔體也與真空獲得系統連接，上電極和下電極與電容耦合射頻電源和射頻電源匹配器串聯連接。本發明還公開了硬質聚氨酯泡沫塑料表面塗層附著力的提升方法。本發明的裝置和方法，能使塗層附著力達到模塑成型硬質聚氨酯泡沫塑料了的本體強度，塗層被拉剝時，泡沫塑料基底被拔出小坑。塗層外觀良好，塗層不會出現因表面不浸潤或浸潤性差而導致的縮孔，高效、環保。
文檔編號B29C71/00GK102729495SQ20121023295
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者馮敏, 劉際偉, 周秋明, 胡貴生, 高曉敏 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所