CMF实验室 | 免喷涂材料

发布于 22天前 by inter_stella

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在如今“颜值为王”和追求高品质时代,“色彩革命”正在深刻影响着整个家电、汽车等领域的流行趋势,加上环保、低VOC也开始成为衡量产品性能的一个重要指标,免喷涂材料的研究与应用已经成为家电、汽车、3C、日用品等领域的“新宠”。


01

什么是免喷涂材料


免喷涂材料,是一种可直接注塑、无需喷涂就能实现多彩外观效果的材料。在塑料原料中直接添加有色颜料(金属粉、矿物质粉或其他染料),然后直接通过注塑或者挤出加工成不同的塑料制件,这些制件本身就带有不同效果的颜色,其表面无需再进行喷涂处理。由于减少了“喷涂”这一环节,免喷涂材料更环保、成本更低,为企业省时省力。




02

免喷涂材料的特点


1、超高光泽,亮丽炫彩:设计自由度大,可以呈现不同颜色,不同效果的亮丽外观

2、生产工艺简便:可通过直接注塑,实现特殊珠光、金属光泽、闪耀、炫丽的外观,不需表面修饰,生产效率提升

3、 环保:少了喷漆环节,可以避免油漆及喷漆过程产生的VOC,环保无污染,降低环境负担

4、节约成本:免去喷涂工艺,无需后处理,良品率高,与喷涂相比,综合成本降低20%~50%

5、耐化学溶剂:采用特殊助剂,明显改善了材料的耐化学品性能




03

免喷涂材料的种类


按基材分类:



按表现效果分为:珠光系列、金属系列、大理石系列和聚光系列。






04

免喷涂材料的应用


在家电领域,免喷涂材料的应用已经日益广泛和成熟。目前,家电领域常用的免喷涂材料有ABS、PP和PC/ABS等,主要应用在液晶电视面框、空调和洗衣机面板、吸尘器外壳和饮水器等。





在汽车领域,免喷涂材料主要以高光和金属效果的应用为主。高光免喷涂材料主要有PMMA/ASA、PC和ASA,他们主要应用在汽车控制面板、格栅、挡泥板等部件。金属光泽效果的免喷涂材料主要以PP、ABS、PC/ABS、PMMA、PA为主,可以替代电镀塑料,用于汽车保险杠、踏板、行李支架等制件。






05

工艺难点


1、材料相对容易降解

由于树脂中添加了特殊颜料、金属颜料等,在材料的加工过程中,在温度和剪切力的作用下,金属颜色容易充当催化剂的作用,引起材料降解,造成制品表面产生气痕或银丝、甚至是表面气孔及材料发黄降解等不良现象。


2、金属颜料容易沿剪切方向排布

注射速度过高造成剪切过大,金属颜料将沿着剪切方向进行排布,使产品表面产生熔接痕和流痕,影响产品外观。





06

工艺要点


1、选择合适的铝粉

采用规则的球型铝粉对光线的反射较为均匀一致,主要发生镜面反射,表面具有高亮度及光泽度。一般而言,铝粉的形状越不规则,尺寸越大,其闪烁效果越明显。随着铝颜料含量的增加,颜色逐渐加深,一般添加范围为1%-4%。





2、合理的颜料配方组合

采用相容性好和能够增加流动性的助剂,确保颜料和树脂充分混合及均匀分布。


3、干燥控制——含水量5%以下

免喷涂材料与大多数材料一样,会吸收空气中的水汽。在成型加工前必须进行干燥,否则可能导致制品表面银丝和水花以及影响制品表面光泽。通常要求干燥后免喷涂材料含水量控制在0.05以下。

例如,对于ABS基材的免喷涂材料,干燥温度通常为70℃-85℃,干燥3-4小时。温度过高容易引起材料性能降低;温度过低、干燥时间不够,树脂含水率过高,制品表面容易产生气痕。


4、注塑温度——中低温注塑

由于免喷涂树脂中添加了金属颜料,在螺杆的高剪切作用下,容易引起金属颜料的变色。因此,免喷涂材料成型温度设置原则是在确保材料充分塑化前提下,尽量使用中低温度注塑,以防止材料降解。

例如,以ABS为基材的免喷涂材料加工温度为210℃-230℃。温度过高,材料发生降解,制品表面产生气痕。




5、注塑速度——中速分段阶梯式控制

在注塑时,选择注塑速度主要考虑制品的外观、模具的排气以及注塑机型腔内树脂流动的阻力。较快的注塑速度一般会使熔胶流程加长,适合充填薄壁制品,并形成较好的表面光洁度和表面效果。


6、注射压力——选择较低的注射压力

注射压力是为了克服熔体在流动过程中的阻力,给予熔体一定的充填速度及对熔体进行压实、补缩,以保证充填过程顺利进行。实际注塑压力跟许多变量有关,如:熔体温度、模具温度、制件几何形状、壁厚、流动长度,以及其它模具和设备情况。

通常,最好选用能满足性能、外观和注塑循环的较低压力。同时要关注实际注塑峰值压力与设定值的差异。一般情况下,合适的保压压力为注射压力的60-80%。




7、较高的模具温度

模具温度直接影响最终制品的表面光亮度、熔接线及其强度等。使用高的模具温度可以增加材料流动性,获得较高的结合线强度,并且能降低成型制品内应力,使其耐热性和耐化学品性更好,同时提髙熔胶对模具表面的复制性,提髙制品光泽度和特殊色彩效果。

为了达到理想的表面质量效果,在使用金属颜料时,应尽量采用较高模温。对于ABS作为基材的产品,模温通常为70-90°C。


本篇文章部分图片素材来源自网络

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