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聚丙烯(PP)塑料具有质量轻、绝缘性好、耐腐蚀性优越、易加工成型、成本低廉等特点,已广泛用于建筑、日用品、电子等行业。然而其表面能低、极性小、润湿性差及有一定的结晶度,不易与含有极性官能团或极性成分的油漆等材料直接粘附。PP是最难粘附的塑料之一。因此通过特殊的表面处理提高涂料等在PP表面的附着力一直是人们热衷研究的课题。
本文介绍了塑料制品在喷涂前,目前常用的几种表面处理方法,并对这些处理方法的原理、工艺等进行了分析和比较。本文根据生产实际情况和塑料表面附着力机理的三种理论,提出了一种简单实效的新方法——两步擦拭法,即PP清洁剂擦拭法和PP处理剂擦拭法。
根据两步擦拭法的工艺特点,通过对比实验,确定了合适的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)(阴离子表面活性剂)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)(非离子表面活性剂)。根据PP塑料表面上的污物类型和状态,以及环境保护的要求,筛选得到了比较合适的有机溶剂。并根据Griffin提出的HLB值方法和相关实验,获得了能清洁处理PP塑料表面并使其表面出现轻微溶胀的清洁剂的配方。
本文研究了PP清洁剂微乳液的制备方法,并通过微乳液三相图对其各组分的配比进行了优化。通过对比实验找到了该微乳液体系比较合适的助表面活性剂异丙醇。利用高斯逼近法和科西逼近法计算了微乳液中氯化PP树脂颗粒的粒度(4nm左右)。
根据PP塑料基材表面的特性和聚合物结构相似相容原理,通过实验研究,得到了PP处理剂配方中的关键成分,即成膜物质氯化PP树脂。通过对比实验和涂层附着力胶带试验,确定了氯化PP树脂的最佳氯含量为24%~25%,最合适的有机溶剂为丙酮和四氯乙烯。得到了比较理想的PP处理剂配方。实验证明,PP处理剂在PP塑料表面能形成一层致密的薄膜,具有良好的附着力。
通过对PP塑料制品的喷涂,测试涂层在PP塑料的附着力,探讨了影响涂层附着力的因素,结果证明了两步擦拭法是有效的预处理方法,能提高涂料在PP表面的附着力。