等離子表面處理的處理工藝
1.等離子表面處理過的表面,無論是塑料,金屬還是玻璃都能獲得表面能的提高,通過這樣的處理工藝,制品的表面狀態(tài)才能充分滿足后續(xù)的涂裝,粘接等工藝的要求。
2.常壓等離子表面處理具有極為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,這使其成為行業(yè)中廣受關(guān)注的核心表面處理工藝。通過使用這種創(chuàng)新的表面處理工藝,可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代制造工藝所追求的高品質(zhì),高可靠性,高效率,低成本和環(huán)保等目標(biāo)
3.等離子態(tài)(Plasma)被稱為是物質(zhì)的第四態(tài),我們知道,給固態(tài)增加能量可使之成為液態(tài),給液態(tài)增加能量可使之變成氣態(tài),那么,給氣態(tài)增加能量則能變成等離子態(tài)。
4.等離子表面處理器在印刷包裝行業(yè)的應(yīng)用,采用等離子表面處理器處理膠結(jié)面工藝可以極大的提高粘接強(qiáng)度,降低成本,粘接質(zhì)量穩(wěn)定,產(chǎn)品一致性好,不產(chǎn)生粉塵,環(huán)境潔凈。
5.等離子表面處理器在汽車行業(yè)的應(yīng)用,在目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于車燈、各種橡膠封條、內(nèi)飾、剎車塊、雨刮器、油封、儀表盤、安全氣囊、保險(xiǎn)杠、天線、發(fā)動(dòng)機(jī)密封、GPS、DVD、儀表、傳感器,汽車的門封條。
等離子粘接影響設(shè)備強(qiáng)度的物理因素
1.表面粗糙度:
當(dāng)膠粘劑良好地浸潤被粘材料表面時(shí)(接觸角θ<90°),表面的粗糙化有利于提高膠粘劑液體對表面的浸潤程度,增加膠粘劑與被粘材料的接觸點(diǎn)密度,從而有利于提高粘接強(qiáng)度。反之,當(dāng)膠粘劑對被粘材料浸潤不良時(shí)(θ>90°),表面的粗糙化就不利于粘接強(qiáng)度的提高。
2.表面處理:
粘接前的表面處理是粘接成功的關(guān)鍵,其目的是能獲得牢固耐久的接頭。由于被粘材料存在氧化層(如銹蝕)、鍍鉻層、磷化層、脫模劑等形成的“弱邊界層”,被粘物的表面處理將影響粘接強(qiáng)度。例如,聚乙烯表面可用熱鉻酸氧化處理而改善粘接強(qiáng)度,加熱到70-80時(shí)處理1-5分鐘,就會(huì)得到良好的可粘接表面,這種方法適用于聚乙烯板、厚壁管等。而聚乙烯薄膜用鉻酸處理時(shí),只能在常溫下進(jìn)行。如在上述溫度下進(jìn)行,則薄膜的表面處理,采用等離子或微火焰處理。
對天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠表面用濃硫酸處理時(shí),希望橡膠表面輕度氧化,故在涂酸后較短的時(shí)間,就要將硫酸徹底洗掉。過度的氧化反而在橡膠表面留下更多的脆弱結(jié)構(gòu),不利于粘接。
對硫化橡膠表面局部粘接時(shí),表面處理除去脫膜劑,不宜采用大量溶劑洗滌,以免不脫膜劑擴(kuò)散到處理面上妨礙粘接。
鋁及鋁合金的表面處理,希望鋁表面生成氧化鋁結(jié)晶,而自然氧化的鋁表面是十分不規(guī)則的、相當(dāng)疏松的氧化鋁層,不利于粘接。所以,需要除去自然氧化鋁層。但過度的氧化會(huì)在粘接接頭中留下薄弱層。
3.滲透:
已粘接的接頭,受環(huán)境氣氛的作用,常常被滲進(jìn)一些其他低分子。例如,接頭在潮濕環(huán)境或水下,水分子滲透入膠層;聚合物膠層在有機(jī)溶劑中,溶劑分子滲透入聚合物中。低分子的透入首先使膠層變形,然后進(jìn)入膠層與被粘物界面。使膠層強(qiáng)度降低,從而導(dǎo)致粘接的破壞。
滲透不僅從膠層邊沿開始,對于多孔性被粘物,低分子物還可以從被粘物的空隙、毛細(xì)管或裂縫中滲透到被粘物中,進(jìn)而侵入到界面上,使接頭出現(xiàn)缺陷乃至破壞。滲透不僅會(huì)導(dǎo)致接頭的物理性能下降,而且由于低分子物的滲透使界面發(fā)生化學(xué)變化,生成不利于粘接的銹蝕區(qū),使粘接完全失效。
4.遷移:
含有增塑劑被粘材料,由于這些小分子物與聚合物大分子的相容性較差,容易從聚合物表層或界面上遷移出來。遷移出的小分子若聚集在界面上就會(huì)妨礙膠粘劑與被粘材料的粘接,造成粘接失效。
5.壓力:
在粘接時(shí),向粘接面施以壓力,使膠粘劑更容易充滿被粘體表面上的坑洞,甚至流入深孔和毛細(xì)管中,減少粘接缺陷。對于粘度較小的膠粘劑,加壓時(shí)會(huì)過度地流淌,造成缺膠。因此,應(yīng)待粘度較大時(shí)再施加壓力,也促使被粘體表面上的氣體逸出,減少粘接區(qū)的氣孔。
對于較稠的或固體的膠粘劑,在粘接時(shí)施加壓力是必不可少的手段。在這種情況下,常常需要適當(dāng)?shù)厣邷囟龋越档湍z粘劑的稠度或使膠粘劑液化。例如,絕緣層壓板的制造、飛機(jī)旋翼的成型都是在加熱加壓下進(jìn)行。
為了獲得較高的粘接強(qiáng)度,對不同的膠粘劑應(yīng)考慮施以不同的壓力。一般對固體或高粘度的膠粘劑施高的壓力,而對低粘度的膠粘劑施低的壓力。
6.膠層厚度:
較厚的膠層易產(chǎn)生氣泡、缺陷和早期斷裂,因此應(yīng)使膠層盡可能薄一些,以獲得較高的粘接強(qiáng)度。另外,厚膠層在受熱后的熱膨脹在界面區(qū)所造成的熱應(yīng)力也較大,更容易引起接頭破壞。
7.負(fù)荷應(yīng)力:
在實(shí)際的接頭上作用的應(yīng)力是復(fù)雜的,包括剪切應(yīng)力、剝離應(yīng)力和交變應(yīng)力。
(1) 切應(yīng)力:由于偏心的張力作用,在粘接端頭出現(xiàn)應(yīng)力集中,除剪切力外,還存在著與界面方向一致的拉伸力和與界面方向垂直的撕裂力。此時(shí),接頭在剪切應(yīng)力作用下,被粘物的厚度越大,接頭的強(qiáng)度則越大。
(2) 剝離應(yīng)力:被粘物為軟質(zhì)材料時(shí),將發(fā)生剝離應(yīng)力的作用。這時(shí),在界面上有拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力作用,力集中于膠粘劑與被粘物的粘接界面上,因此接頭很容易破壞。由于剝離應(yīng)力的破壞性很大,在設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免采用會(huì)產(chǎn)生剝離應(yīng)力的接頭方式。大氣等離子處理機(jī)技術(shù)的特點(diǎn):
1. 均勻度高。大氣等離子是輝光式的等離子幕,直接作用于材料表面,實(shí)驗(yàn)證明,同一材料不同位置的處理均勻性很高,這一特性對于工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的貼合、邦定、涂布、印刷等制程十分重要。
2. 效果可控。大氣等離子有三種效果模式可選。一是選用 氬氣/氧氣 組合,主要面向非金屬材料并且要求較高的表面親水效果時(shí)采用,比如玻璃,PET Film等。 二是選用 氬氣/氮?dú)?組合,主要面向各種金屬材料,如金線、銅線等。因氧氣的氧化作用,替換為此方案中的氮?dú)夂?,該問題可以得到有效控制。三是只采用氬氣的情況,只采用氬氣也可以實(shí)現(xiàn)表面改性,但是效果相對較弱。此為特殊情況,是少數(shù)工業(yè)客戶需要有限而均勻的表面改性時(shí)采用的方案。
3. 安全易用。大氣式等離子,也是低溫等離子,不會(huì)對材料表面造成損傷,例如對方阻值敏感的ITO Film材質(zhì)亦可處理。無電弧,無需真空腔體,也無需廢氣排放系統(tǒng),長時(shí)間使用并不會(huì)對操作人員造成身體損害。
4. 面積寬大。大氣等離子大可以處理2m寬的材料,可以滿足現(xiàn)有多數(shù)工業(yè)企業(yè)的需求。
5. 成本低廉。大氣等離子設(shè)備功耗低,運(yùn)行成本以氣體為主。以主要消耗氣體氬氣為例,同corona等離子氣體消耗量相比不足其1/20.