在對(duì)某型產(chǎn)品絕緣表面的真空鍍鋁過程中.發(fā)現(xiàn)鍍鋁層與絕緣層之間的附著力極差,用膠帶拉脫時(shí)鍍鋁層完全脫落。為了解決這一問題,提高鍍鋁層與絕緣層之間的附著力,探討了采用表面處理劑改善鍍膜在絕緣層表面的附著力。通過在絕緣層表面涂覆鈦酸酯類、硅烷類偶聯(lián)劑和環(huán)氧膠粘劑等表面處理荊,對(duì)比測(cè)試空白試樣、打磨處理試樣、涂覆偶聯(lián)劑試樣的附著力,發(fā)現(xiàn)一種牌號(hào)為GC-100的硅烷類偶聯(lián)劑對(duì)鍍膜附著力的提高作用非常明顯。用這種有機(jī)硅底層涂料處理的真空鍍鋁試樣,經(jīng)高低溫、水煮試驗(yàn)后,附著力沒有降低。從而可以確定:GC-100有機(jī)硅底層涂料對(duì)改善絕緣層與真空鍍鋁層之間的附著力是非常有效的,而且操作方便,對(duì)絕緣層沒有損傷,可以應(yīng)用到絕緣層表面真空鍍鋁的生產(chǎn)加工中。
0引言
真空鍍膜是在10-3~10-4Pa的真空度下,采用一定的加熱方式,使鍍膜材料汽化,飛至工件(基片)表面凝聚成膜的工藝方法一[1]。真空鍍膜與高新科學(xué)技術(shù)密不可分,屬于新材料和新工藝范疇,是表面工程技術(shù)中新興的鍍膜技術(shù)[2],可使局部和整個(gè)表面具備耐磨性或防輻射性能,改善表面的導(dǎo)電性或絕緣性、導(dǎo)磁性或電磁屏蔽性以及裝飾性等[2]。而該工藝本身對(duì)環(huán)境也較為友好,廢棄物排放極少,因而在電子、光學(xué)鏡片加工、五
金器件生產(chǎn)、飾品加工等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
在一些電子及光學(xué)產(chǎn)品中,為了起到信號(hào)屏蔽、防止外部干擾等功能,往往需要在絕緣材料表面進(jìn)行真空鍍鋁,其優(yōu)點(diǎn)是成本低、效果好。但是,在非金屬材料表面進(jìn)行真空鍍鋁,尤其是在光滑的絕緣漆表面進(jìn)行真空鍍鋁,雖然鍍膜外觀看起來平整、光亮、美觀,但鍍膜的附著力往往很差。在某型產(chǎn)品絕緣層表面的真空鍍鋁中.由于絕緣層表面十分光滑,造成鍍鋁層的附著力
極差,用膠帶拉脫后完全脫落。如果無機(jī)物和有機(jī)物結(jié)合界面的微觀結(jié)構(gòu)獲得改善,它的吸附、潤(rùn)濕、分散等一系列性質(zhì)都會(huì)發(fā)生顯著改變,從而使其結(jié)合力、結(jié)合強(qiáng)度得到顯著的增強(qiáng)[3]。因此,我們嘗試了采用表面處理劑來改善鍍膜在絕緣漆表面的附著力。由于此前沒有進(jìn)行過這方面的實(shí)際應(yīng)用,需要對(duì)表面處理劑的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行充分的試驗(yàn)。通過試驗(yàn),我們確定這種方式是可行的。
l設(shè)備及材料
主要設(shè)備:真空鍍膜機(jī)(DM-450型)。
材料:C30-1l醇酸絕緣漆、KH-550硅烷偶聯(lián)劑、GC-100有機(jī)硅底層涂料、NJD-9/NJD—11底涂、DG一3S環(huán)氧膠粘劑、600目金相砂紙、3M公司紙膠帶、馬口鐵片等。
2試驗(yàn)
2.1試樣制備
在規(guī)格為120mm×60mm的馬口鐵片表面噴涂C30-11醇酸絕緣漆2遍,待漆膜充分干燥后,將噴涂有絕緣漆的馬口鐵片進(jìn)行分組:第l組表面漆層不進(jìn)行處理,作為空白試樣;第2組表面用600目金相砂紙輕微打磨,用電吹風(fēng)吹干凈粉末;第3組表面涂l層GC-100,晾置30rain;第4組表面涂l層NJD-9,晾20rain后再涂l層NJD-ll并晾干;第5組表面涂l層KH-550,并晾干;第6組表面涂1層DG-3S環(huán)氧膠粘劑。
2.2真空鍍膜
將2.1中的6組試樣用膠帶固定在樣品架上,保證漆層表面暴露,朝下放入鍍膜機(jī)中,抽真空的同時(shí)升溫至80℃烘烤約lh,待真空度達(dá)到3×10-3Pa,進(jìn)行鍍膜。
2.3附著力試驗(yàn)
采用涂料測(cè)試方法中的劃格法,劃格間距l柵,用紙膠帶拉脫劃格表面,檢查鍍膜脫粘情況。
2.4環(huán)境試驗(yàn)
高低溫試驗(yàn)條件為:先將試片在60℃保持30rain,再馬上放人-60℃的環(huán)境中保持30rain。耐沸水試驗(yàn)條件為試片在沸水中保持5min。檢測(cè)2種狀況下GC-100試樣的鍍膜附著力。
3結(jié)果與討論
3.1試驗(yàn)結(jié)果
各組試樣的鍍膜外觀及附著力測(cè)試情況見表l和圖1。第3組表面涂有GC-100的試樣,經(jīng)高低溫和耐沸水試驗(yàn)后的外觀及附著力檢測(cè)結(jié)果見表2。
表1不同表面處理方式的鍍膜外觀及附著力
圖1鍍膜外觀及附著力檢測(cè)結(jié)果
表2環(huán)境試驗(yàn)后的鍍膜外觀及附著力
3.2討論
從膜層外觀和附著力測(cè)試結(jié)果來看,在沒有進(jìn)行表面處理的情況下,鍍膜的外觀光亮平整,外觀質(zhì)量最理想,這是因?yàn)榻^緣漆表面光潔性好,所以鍍膜的表面光潔度高,基本上呈鏡面。但由于絕緣漆表面光潔性很高,所以導(dǎo)致鍍膜的結(jié)合力也最差,鍍膜在紙膠帶的作用下完全脫落。
經(jīng)過打磨處理的試樣,表面也較為平整,但是因?yàn)榈酌孑^粗糙,雖然鍍膜基本沒有脫落,卻導(dǎo)致鍍膜缺乏光亮度,不夠美觀。而且在用砂紙打磨絕緣層的過程中,由于砂紙較硬,對(duì)絕緣層表面有較大損傷。采用GC-100硅橡膠底層涂料處理的試樣,鍍膜光亮平整,在紙膠帶的作用下完全不脫落,說明該表面處理劑對(duì)增強(qiáng)鍍膜的附著力是有效果的。鍍膜局部有少量花條紋,分析
其原因,可能是由于一次涂抹太多,底涂中含有的溶劑對(duì)絕緣層表面產(chǎn)生輕微溶解,因而在涂抹的過程中形成了細(xì)微的涂痕。只要控制好底涂的一次涂抹量,花條紋的產(chǎn)生應(yīng)該可以避免。鍍膜經(jīng)高低溫及水煮試驗(yàn)后,膜層外觀和附著力都沒有產(chǎn)生明顯的變化.經(jīng)受住了較為嚴(yán)酷的環(huán)境試驗(yàn)。
經(jīng)過NJD-9和NJD·ll底涂處理的試樣,鍍膜光亮平整,有條紋,條紋產(chǎn)生的原因應(yīng)該與GC.100相同。鍍膜層完全脫落,說明這種鈦酸酯類的偶聯(lián)劑對(duì)增強(qiáng)鍍膜的附著力沒有效果。
利用KH-550處理的試樣,鍍膜表面平整,但存在大量的花斑,測(cè)試附著力時(shí)發(fā)現(xiàn),平整光亮處的膜層完全脫落,花斑處不脫落。結(jié)合制樣過程產(chǎn)生的現(xiàn)象分析。花斑的產(chǎn)生以及附著力的差異性,應(yīng)該是由于偶聯(lián)劑在絕緣漆表面的浸潤(rùn)性較差引起的,由于浸潤(rùn)性差,涂覆在絕緣漆表面的偶聯(lián)劑聚集成很多小液斑,使得漆膜表面沒有被偶聯(lián)劑完全覆蓋。
涂有DG-3S環(huán)氧膠粘劑的試樣,鍍膜的附著力與打磨處理的試樣基本一樣,沒有出現(xiàn)明顯的脫落。由于膠粘劑黏度大,涂抹后的膠層不平整,因此鍍膜表面粗糙。同時(shí)由于夾雜的空氣排出后,在膠層表面形成較大的氣孔,鍍膜無法完全覆蓋,從而在鍍膜表面留有氣孔。
綜觀5種處理方式,可以明顯看出,利用GC-100硅橡膠底層涂料對(duì)絕緣漆表面進(jìn)行處理后,無論鍍膜外觀,還是鍍膜的附著力都是比較理想的。
4結(jié)論
通過對(duì)比空白試樣和采用5種不同處理方式所得鍍膜的外觀和附著力,可以確定:采用硅烷類表面處理劑GC-100有機(jī)硅底層涂料可有效增強(qiáng)鍍膜與絕緣漆之間的附著力。利用GC-100增強(qiáng)附著力的鍍膜,經(jīng)高低溫和水煮試驗(yàn)后的外觀和附著力沒有出現(xiàn)明顯的變化。