水溶膜加工(电气百科：塑料薄膜表面处理主要问题，塑料件喷涂加工的基础知识)

电气百科：塑料薄膜表面处理的一些主要问题，塑料电镀和加工前的清洗处理工艺及应用方法，塑料制品电镀前的表面处理工艺介绍，塑料制品表面激光雕刻电镀的方法介绍，塑料真空镀对金属和涂料的选择法，表面处理之塑料化学镀镍工艺的研究，塑料件喷涂加工的基础知识，塑料制品表面喷涂故障的处理方法，加工过程中塑料制品表面怎样进行前处理，碳化硅表面制备双层碳膜获成功

电气百科：塑料薄膜表面处理的一些主要问题

目前以石油为原料的塑料、纤维、合成橡胶等合成有机高分子材料的用量越来越大，并且还在快速增长。但在实际使用中人们逐渐发现这类材料存在许多表面问题，如表面硬度低、阻隔性差、难印刷、难粘接、产生静电、生物相溶性差等，这些表面问题不仅严重地影响了这些制品的使用性能，也极大地限制其应用市场的进一步扩大。

塑料薄膜是塑料最为主要的用途之一，约占塑料用量的35％。由于塑料薄膜的相对表面积大，其表面问题显得更为突出，主要表现为难印刷、难粘接、难复合、产生雾滴、产生静电等。国内目前在工业上应用的塑料薄膜表面处理技术是电晕法，但该方法的局限性很大，对许多大宗用途不适用。等离子体表面改性技术已被列入国家“863”计划，但至今未有技术性突破，主要原因是该技术要求的高真空度使其很难成为大宗工业产品的表面改性技术对解决现有薄膜制品及生产中存在的问题，开发高性能和功能化薄膜制品，扩大塑料薄膜的应用市场具有重要意义。

塑料薄膜表面处理的一些主要问题

北京化工大学材料学院有机材料表面工程研究室自1996年开始，经间歇小试、模试及中试实验，开发出了以表面光接枝为主要技术特征的制备亲水/疏水不对称塑料薄膜的连续生产新工艺。由该新表面处理技术得到的塑料薄膜产品，其一面仍具有薄膜原有的疏水性，而另一面可根据不同的需要对表面极性进行任意调节，直至达到完全亲水。当然，也可以对薄膜的两面同时进行处理，得到对称改性产品。

该技术适用于几乎所有的有机塑料薄膜，如PE、PP、PVC、PET、尼龙等。接枝聚合的特点使得改性层与原基膜以化学键联接，性质非常稳定。其中开发的“长效无雾滴塑料大棚制备新技术”，结合应用基础和应用试验，在通过了教育部组织的中试鉴定之后，又完成了由中试向工业化过渡的工业性中试，建立了一条处理宽度为2米的半连续生产示范装置及车间，完成了进行工业化生产的准备。该生产装置既可以作为单独处理生产线对成品膜进行下线处理，也可以将该处理单元附在原有吹膜或拉膜生产线上而直接得到高性能或功能薄膜制品，其投资成本更低。利用该成套技术，可以使生产的塑料薄膜一面或两面的表面能自由任意调节，直至完全亲水；也可按照需要向塑料薄膜的一面或两面引入官能团或反应基团，如酸、碱、羟基、氨基、酐基、环氧基等。这为开发各种新颖性能的特种塑料薄膜奠定了基础。目前的PE、PP、PVC、PET等工业包装膜在实际使用中均存在两个问题，难印刷和难粘接。

一般在印刷之前要对薄膜表面进行电晕处理，有时还要涂以特种底漆，然后使用昂贵的特种印刷油墨，因而成本很高，且印刷质量也不好。该技术可以将强极性的亲水基团引入薄膜的表面，并且由于接枝链与基体薄膜以化学键相联，新的表面具有持久性，可从根本上改变现有的塑料薄膜印刷技术。不仅可以解决塑料薄膜印刷的有机溶剂污染问题，还可使用传统的水性油墨降低成本。而对于食品包装而言，除了必须考虑和解决表面或里层印刷、粘接、热封等问题外，对氧、水分和香味的阻隔性是最为主要的指标。PE和PP对水的阻隔性优良，但对氧的阻隔性差；PET和尼龙对氧有较高的隔离性，但对水较差；PVDC对氧、水均具有良好的阻隔性，但成膜性及单独成膜强度差，成本高；PVOH（聚乙烯醇）是最好的隔氧性薄膜，但因其溶解于水而难过蒸煮消毒这一关。现在利用由这种技术生产的单面亲水PE、BOPP或BOPET改性膜，很容易得到PVDC涂层复合膜、将PVOH夹于两PE膜中间的既隔氧又隔水的高档食品包装膜、利用处理PE或PP与处理PET组成的无粘合剂中档食品包装膜、高档低成本铝塑复合膜、防雾化且防结露保鲜袋等新型复合包装膜。

此外，纸塑复合包装目前已成为水泥、粮食、化肥以及一些工业产品、原料的包装主体。但这种复合包装袋很难分离和再利用，不仅造成新的环境污染，也增加了成本。因此，迫切需要开发出“绿色纸塑复合包装袋”。199年兰州金安新技术有限责任公司在此技术上取得突破，制得了维纶水溶纱新型复合包装袋。该技术使用水溶性聚乙烯醇作为粘合剂把纸、维纶纱粘在一起，其内层为再生纸袋，外层为国标纸袋纸，中间粘结网状维纶水溶纱，用后放入水中把聚乙烯醇和维纶溶解，使纸得以再生。但该产品存在着耐水性差，且难以把维纶回收利用的缺点。而现在采用新技术则开辟了另一条路线，即将聚烯烃膜单面进行亲水改性，然后用水溶性粘合剂将该膜和纸粘接复合，得到高强度、耐水溶、抗老化的纸塑复合包装材料，使用后用水浸泡纸侧，纸和聚烯烃薄膜将自然分离，可分别回收利用。

目前，国内外既没有该工业化的处理技术，市场上也没有这类系列产品，因此该技术具有完整的自主知识产权，其推广应用不仅可为企业带来巨大的经济效益，而且在环保意识日益提高的今天，还将产生巨大的社会效益。

电气百科：塑料电镀和加工前的清洗处理工艺及应用方法

塑料电镀工艺在本世纪60-年代已实现工业化，目前工程塑料的电镀技术已日趋完善，而耐热性、耐药品性好，机械强度优异的超工程塑料的电镀工艺正在研制之中。用品质优良、价格较低的塑料制品代替金属材料不仅可以降低生产成本，而且也大大降低产品重量。塑料制品电镀不仅可提高其装饰效果而且也能更好发挥塑料本来的特性，因此在要求电性能好的电子电器领域，塑料电镀制品越来越受欢迎。

最初塑料电镀制品主要用于汽车工业，如做车轮护罩，汽车门把手等，目前已大量用在办公设备及通信设备上，如做个人电脑机壳的电磁屏蔽罩等。随着研究的深入，塑料电镀制品的应用将会日益广泛。

电气百科：塑料制品电镀前的表面处理工艺介绍

塑料制品的表面处理主要包括涂层被覆处理和镀层被覆处理。一般塑料的结晶度较大，极性较小或无极性，表面能低，这会影响涂层被覆的附着力。由于塑料是一种不导电的绝缘体，因此不能按一股电镀工艺规范直接在塑料表面进行镀层被覆，所以在表面处理之前，应进行必要的前处理，以提高涂层被覆的结合力和为镀层被覆提供具有良好结合力的导电底层。

1．涂层被覆的前处理 前处理包括塑料表面的除油处理，即清洗表面的油污和脱模剂，以及塑料表面的活化处理，目的是提高涂层被覆的附着力。

(1)塑料制品的除油。与金属制品表面除油类似，塑料制品除油可用有机溶剂清洗或用含表面活性剂的碱性水溶液除油。有机溶剂除油适用于从塑料表面清洗石蜡、蜂蜡、脂肪和其他有机性污垢，所用的有机溶剂应对塑料不溶解、不溶胀、不龟裂，其本身沸点低，易挥发，无毒且不燃。

碱性水溶液适用于耐碱塑料的除油。该溶液中含有苛性钠、碱性盐以及各种表面活性物质。最常用的表面活性物质为OP系列，即烷基苯酚聚氧乙烯醚，它不会形成泡沫，也不残留在塑料表面上。

(2)塑料制品表面的活化。这种活化是为了提高塑料的表面能，也即在塑料表面生成一些极性基或加以粗化，以使涂料更易润湿和吸附于制件表面。表面活化处理的方法很多，如化学品氧化法、火焰氧化法、溶剂蒸气浸蚀法和电晕放电氧化法等。其中最广泛使用的是化学晶氧化处理法，此法常用的是铬酸处理液，其典型配方为重铬酸钾4.5%，水8.0％，浓硫酸(96％以上)87.5%。

有的塑料制品，如聚苯乙烯及ABS塑料等，未进行化学品氧化处理时也可直接进行涂层被覆。为了获得高质量的涂层被覆，也有用化学品氧化处理的，如ABS塑料在脱脂后，可采用较稀的铬酸处理液浸蚀，其典型的处理配方为铬酸420g／L，硫酸（比重1.83）200ml/L。典型的处理工艺为65℃70℃/5min10min，水洗净，干燥。

用铬酸处理液浸蚀的优点是无论塑料制品的形状多复杂，都能处理均匀，其缺点是操作有危险，并有污染问题。

2．镀层被覆的前处理

镀层被覆前处理的目的是提高镀层与塑料表面的附着力和使塑料表面形成导电的金属底层。前处理的工序主要包括有：机械粗化、化学除油、化学粗化、敏化处理、活化处理、还原处理和化学镀。其中前三项是为了提高镀层的附着力，后四项是为了形成导电的金属底层。

(1)机械粗化和化学粗化。机械粗化和化学粗化处理是分别用机械的方法和化学的方法使塑料表面变粗，以增加镀层与基体的接触面积。一般认为，机械粗化所能达到的结合力仅为化学粗化的10％左右。

(2)化学除油。塑料表面镀层被覆前处理除油的方法与涂层被覆前处理除油方法相同。

(3)敏化。敏化是使具有一定吸附能力的塑料表面上吸附一些易氧化的物质，如二氯化锡、三氯化钛等。这些被吸附的易氧化物质，在活化处理时被氧化，而活化剂被还原成催化晶核，留在制品表面上。敏化的作用是为后续的化学镀覆金属层打基础。

(4)活化。活化是借助于用催化活性金属化合物的溶液，对经过敏化的表面进行处理。其实质是将吸附有还原剂的制品浸入含有贵金属盐的氧化剂的水溶液中，于是贵金属离子作为氧化剂就被S2+n还原，还原了的贵金属呈胶体状微粒沉积在制品表面上，它具有较强的催化活性。当将此种表面浸入化学镀溶液中时，这些微粒就成为催化中心，使化学镀覆的反应速度加快。

(5)还原处理。经活化处理和用清水洗净后的制品在进行化学镀之前，用一定浓度的化学镀时用的还原剂溶液将制品浸渍，以便将未洗净的活化剂还原除净，这称为还原处理。化学镀铜时，用甲醛溶液还原处理，化学镀镍时用次磷酸钠溶液还原处理。

(6)化学镀。化学镀的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜，给塑料制品电镀金属层创造条件，因此化学镀 是塑料电镀的关键性步骤。

电气百科：塑料制品表面激光雕刻电镀的方法介绍

一种塑料表面激光雕刻电镀的方法，包括以下步骤：选择一透光性的塑料材料；将该塑料材料的整个背面涂覆以透光性防镀油墨印；将塑料材料的正面施以金属膜涂覆的前处理；对该经金属膜涂覆前处理的塑料材料上施以激光雕刻以定出所需的图样；以及对该塑料材料实施电镀处理。本发明利用耐酸碱的油墨，在电镀前处理过程中先于塑料对象背面进行防镀处理，再于塑料对象正面依序完成化学镍处理及激光雕刻处理，使图样在电镀完成后可获得高耐磨及不脱落及图案多样化的特性。

电气百科：塑料真空镀对金属和涂料的选择法

虽然塑料可以在许多场合代替金属，但显而易见缺乏金属的质感，为此，需要采用一定的方法，在塑料表面镀上一层金属（铝、锌、铜、银、金、铬等），一种方法是采用类似化学镀和电镀的方法，另一种是直接在塑料表面进行真空喷镀金属—即在真空状态下，将金属融化后，以分子或原子形态沉积在塑料表面形成5—10μm的金属膜。

真空喷镀金属需要与塑料表面底漆之间的良好配合，底漆的厚度通常为10—20μm，主要作用是防止塑料中水、有机溶剂、增塑剂等排出影响金属附着。要求涂层硬度高、底漆具有可以修饰塑料缺陷，能提供一个光滑、平整的平面以利于真空镀的性能，并与塑料底材和所镀金属附着牢固。通常选用双组分常温固化的聚氨酯和环氧涂料，低温烘烤的氨基涂料以及热塑性丙烯酸酯涂料。

金属镀膜在空气中容易氧化变暗，同时还存在细微的真空等缺陷，所以要再涂上一层5—10μm的保护面漆。对面漆的要求是：透明、优良的耐水性、耐磨性、耐候性，不操作镀金属膜，对金属镀膜附着牢固。通常可采用丙烯酸酯清漆、聚酯清漆、聚氨酯清漆等，当底漆采用的是热塑性丙烯酸酯涂料时，为防止面漆溶剂通过镀膜缺陷溶蚀底漆，可以选用弱溶剂、快干性的面漆，如丙烯酸改性醇酸清漆、聚乙烯醇缩丁醛清漆、氨酯油等。

真空镀金属的工艺流程为：塑料表面处理（净化、活化）→涂底漆→干燥→真空镀金属→涂面漆→干燥。

电气百科：表面处理之塑料化学镀镍工艺的研究

塑料的广泛应用,为人们的生活带来了极大的便利.但由于塑料本身耐磨性能差,不导电、易变形,其应用受到了一定的限制.为了满足特殊情况下对塑料性能的要求,采用化学镀的方法,在塑料表面镀上一层金属,改善塑料的性能以及加工特性,使塑料的应用范围更加广泛,同时也拓宽了化学镀的研究领域,具有一定的实用价值.

化学镀是利用强还原剂在非金属表面进行氧化还原反应,使金属离子沉积在非金属镀件上的过程.塑料经过预处理及敏化、活化处理后,使塑料表面具有催化活性中心.这样镍离子经过催化活性中心的活化才能被还原剂还原而沉积在塑料表面,形成镀层.要使化学镀镍能够持续进行,所用还原剂的氧化还原电位必须比金属的氧化还原电位更低.还原剂的氧化还原电位值越负表明它的还原能力越强.因为φ0H3PO3 H3PO2=-0.50V,φ0Ni2+ Ni=-0.25V,所以可以选用次亚磷酸钠作还原剂来进行塑料化学镀镍.

塑料化学镀镍在催化剂条件下所发生的氧化还原反应为:

Ni2++2e→Ni,

H3PO2+H2O→H3PO3+2H++2e,

总反应:Ni2++H3PO2+H2O=Ni+H3PO3+2H+.

以上氧化还原反应在塑料表面上进行,还原剂次亚磷酸钠被氧化,镍离子被还原.金属镍在塑料表面上不断析出,形成金属镍镀层.

镀件的预处理

镀件的预处理包括化学除油和化学粗化.塑料进行化学镀以前,由于其表面存在油污及其它杂质,影响到镀层的质量,所以必须对镀件进行化学除油,即分别用碱液和酸液除去塑料表面的油污.然后进行粗化处理,粗化处理的实质是一种腐蚀作用.镀件表面经过腐蚀,变得微观粗糙,使非金属表面亲水化,这样就增大了镀件与镀层的接触面积,更便于镀件表面活性中心的沉积.化学除油时所用的溶液为1mol／L的氢氧化钠溶液及1:1的盐酸溶液,将塑料分别放入碱液和酸液中煮沸并水洗干净.粗化处理液是将15gCrO3溶解于430mL浓硫酸,配成500mL溶液混合均匀.将塑料放入60～70℃的粗化液中,粗化处理50min即可,最后用蒸馏水冲洗干净,烘干并称重.

镀件的敏化及活化处理

塑料在进行化学镀时,其表面必须具有催化活性中心,这样在化学镀镍过程中,才能起到催化作用,以加速镍离子在塑料表面的沉积.要使塑料表面具有催化活性中心,必须对其进行敏化和活化处理.所谓敏化,就是使非金属表面吸附一些易氧化的物质,在此后的活化处理时,该物质被氧化,塑料表面就形成活化层,即结晶核心.

敏化溶液:取5gSnCl2溶解于20mL浓盐酸中,然后加入蒸馏水稀释至500mL.为防止Sn2+被氧化成Sn4+,溶液中需放入一块锡条.

活化溶液:称取PdCl20.125g溶解于1.25mL 浓盐酸,加蒸馏水稀释至500mL.

敏化处理是将预处理过的塑料放入敏化液中,并在25℃的恒温槽中恒温,搅拌20min,然后水洗干净.再进行活化处理,将镀件放入活化剂中,室温下浸泡5min,水洗干净即可.

塑料化学镀镍

化学镀镍液的配制

镀镍液(A):分别称取NiCl215g,NaAc25g.用去离子水配制成250mL溶液.

镀镍液(B):称取NaH2PO2·H2O5g溶解于250mL去离子水中即可.

将经过活化处理的塑料置于一定温度的镀镍容器中,先倒入镀镍液　(A)30mL,再倒入镀镍液(B)30mL,镀镍反应即开始.镀镍过程中每隔　10min　搅拌一次,反应1h结束.取出镀件,经水洗后烘干称重.

pH值的影响

实验结果表明,镀镍溶液的PH值对镍的沉积速度影响较大.随着镀液pH的增加,H2PO-2的还原 能力增强,因此镍在塑料表面的沉积速度加大,这可由表1中看出.随着pH值的升高,镀液容易分解,出现混浊,从而降低了次亚磷酸钠的还原能力,使镀层质量先增加后降低.实验发现,溶液的pH值过高时,镀层变得灰暗、粗糙,镀层结构松散,镀层与塑料之间结合力较弱,且镀层夹带着镀液的沉淀物共沉积,从而影响了镀层的质量.实验结果表明,塑料化学镀镍的最佳pH值应控制在5.1为宜.(pH用PHSJ-4APH计测定).

表1　35℃时不同pH值时镀件的实验结果

pH值 3.519 4.071 5.087 5.915 7.014 7.378 7.608

镀件质量w／g　1.5020 1.5325 1.7443 1.6187 1.7139　1.5926 1.7144

镀件增重△w／g0.0008 0.0014 0.0059 0.0047 0.0031　0.0018 0.0010

增重百分比(%)　0.053 0.091 0.34 0.29 0.18 0.11 0.058

镀层 不均匀 较好 好 较好 灰白 灰色 暗灰

温度的影响

塑料化学镀镍过程中,温度是非常重要的影响因素.在敏化、活化、化学镀镍过程中,温度都必须严格控制.经多次实验可知敏化、活化过程温度应控制在25℃为宜.温度低时,敏化、活化效果不好,镀层质量差且不均匀.提高温度,有利于反应的进行,镍的沉积速度加快.由表2可知,若温度过高,镀层质量反而下降.这是由于化学镀镍过程中,温度过高,镀液的挥发性增加,镀液不稳定,容易分解而出现浑浊.这时镀层变得粗糙,出现针孔和皱褶,镍与塑料间结合力变小.根据实验结果,确定塑料化学镀镍的温度控制在35℃为宜.

表2　pH=5.13时不同温度下塑料镀件的实验结果

温度(℃) 30 35 40 45 50 60 70 80

镀件质量(g)　1.6319　1.3237　1.7561　1.5130　1.8249　1.3564　1.5565　1.7406

镀件增重(g)　0.0031　0.0111　0.0094　0.0045　0.0064　0.0065　0.0078　0.0142

增重百分比 0.19%　0.84% 0.54%　0.30% 0.35%　0.48% 0.50%　0.82%

镀层 不均匀 好 较好 较好 较好 灰色 灰暗 皱褶

其它因素的影响

实验中发现,若镀液中还原剂次亚磷酸钠的浓度提高,则镀液的还原能力增强,镍在塑料表面的沉积速度加大.但会使塑料镀层的结构松散,镀层与塑料之间的结合力变弱.另外由于受到空气中氧气的作用,镀液不稳定,容易分解,出现混浊,不利于化学镀镍的进行,实验中应注意镀液的保护,防止氧化.

另外,镀镍的时间也是影响镀层质量的因素之一.实验发现,若镀镍时间过长,则塑料镀件表面不光滑,且镀层变灰.实验证明镀镍时间控制在1h为宜.

塑料镀镍这一领域,有许多问题值得深入的研究,虽经多次的实验,确定了其镀镍的最佳控制条件和工艺方法,但有些方面还需要进一步的探索.随着研究的深入和加强,塑料化学镀必将更加完善,其应用前景将更加广阔,经济效益也会得到充分发挥.

电气百科：塑料件喷涂加工的基础知识

一、喷涂特点

空气喷涂是目前油漆涂装施工中采用得比较广泛的一种涂饰工艺。空气喷涂是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使漆料从吸管吸入，经喷嘴喷出，形成漆雾，漆雾喷身到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。空气喷涂可以产生均匀的漆，涂层细腻光滑；对于零部件的较隐蔽部件（如缝隙、凹凸），也可均匀地喷涂。此种方法的涂料利用率较低大约在50％～60％左右。

塑料件喷涂后，可获得如下效果：

1.可遮盖成型后制件的表面缺陷；

2.因塑料件本身着色比较困难，可利用喷涂获得多种色彩；

3.使塑料件的静电性能得到改善，减少灰尘吸附；

4.增强了塑料件的硬度和耐擦伤性；

5.提高了塑料件的耐候性；

6.使塑件件表面的光泽任意调整；

7.砂纹漆、绒毛漆等一些特殊漆，可获得较好的外观及手感。

另外，塑料成型后表面状态对外观质量有很大的影响。要求成型后的表面平整光滑，均匀一致，不应有划伤、飞边、毛刺、凹坑、斑点、气泡和明显的熔接线。

二、塑料喷涂工艺流程：退火除油消除静电、除尘喷涂烘干

1.退火：塑料成型时易形成内应力，涂装后应力集中处易开裂。可采用退火处理或整面处理，消除应力。退火处理是把ABS塑料成型件加热到热变形温度以下，即60℃，保温2h。由于采用此种工艺需要大量的设备投资，因此，可采用整面处理的技术，即配置能够消除塑件内应力的溶液在室温下对塑件表面进行15～20min的处理即可。

2.除油：塑料件表面常沾有油污、手汗和脱模剂，它会使涂料附着力变差，涂层产生龟裂、起泡和脱落。涂装前应进行除油处理。对塑料件通常用汽油或酒精清洗，然后进行化学除油化学除油后应彻底清洗工件表面残留碱液，并用纯水最后清洗干净，晾干或烘干。

3.除电及除尘：塑料制品是绝缘体，表面电阻一般在1013Ω左右，易产生静电。带电后容易吸附空气中的细小灰尘而附着于表面。因静电吸附的灰尘用一般吹气法除去十分困难，采用高压离子化空气流同时除电除尘的效果较好。

4.喷涂：塑料涂层厚度为15~20μm，通常要喷涂2~3道才能完成。一道喷涂后晾干15min，再进行第二次喷涂。需要光亮的表面还必须喷涂透明涂料。涂后的制件对于阻燃性能基本没有影响。

5.烘干：涂完后可在室温下自干，也可在60℃条件下烘烤30min

电气百科：塑料制品表面喷涂故障的处理方法

制品表面喷涂故障的排除

故障名称

成 因 及 对 策

涂料表面结皮

氧化聚合类油漆、醇酸树脂以及颜料成分较多的硝基漆或氨本醇酸树脂类的底漆，在贮存

过程中表面很容易结皮。一般可通过添加碳酸类和肟类化合物作为有效的防结皮剂，每种只

要添加1％以下的用量即可

涂料凝胶

涂料在贮存过程中粘度会越来越大，这种现象称为增粘或滞后增稠。若进一步发展，涂料

会丧失流动性并形成凝胶态。对于油性涂料，应适当减少干燥剂的用量及添加氧化聚合防止

剂。但需注意，这会影响到涂料的干燥性能，减量必须是有限度的。对于氨基醇酸树脂的涂

料，应添加有氢氧根的酒精类极性溶剂，这对于结皮具有显著的效果

涂料硬化粘结

涂料表面结皮后形成胶状体，若进一步发展往往出现硬化而产生粘结现象。通常，应选择

低酸值的载色剂，也可添加肪酸酯或胺类来防止硬化粘结。值得注意的是，醇酸树脂对于高

酸值载色剂不发生硬化粘结，对于低酸值载色剂反而会产生硬化粘结

颜料沉积分离

通常，颜料粒于在涂料的高分子溶液中呈悬浮分散状态，由于溶液和颜料粒子的比重不同，

颜料常常沉淀，处于亚稳定状态，导致镀膜过程中由于搅拌不充分而形成涂膜色泽不均或表

面光泽差异，以及涂料在管路输送时阻塞。为了防止沉淀和分离，应选用适宜的表面活性剂，

使分散剂保持一定的粘度，并合理确定溶剂的组成。如果涂料已产生沉积分离，应采用良好

的分散器械和分散方法，充分搅拌

涂膜下垂或流挂

垂直面上的涂膜流挂后，会产生柱状或波状条纹，长柱状的条纹称滴流，帘状条纹称流挂。

产生滴流和流挂是以涂料的流动性为起因的，它与涂料中颜料的种类和用量以及有无添加剂

直接相关，而且对其影响较大。一般流动性好、固化速度和溶剂挥发速度慢的涂料容易产生

滴流。另外，由于含有颜料的涂料容易表现出触变性，所以采用机械搅拌的涂料容易产生流

挂。涂料的粘度对滴流具有一定的影响，通常涂料粘度越高，越不容易滴流。不过，同一粘度

的涂料滴流性亦有所不同，这主要是受涂料触变性及溶剂挥发性的影响。为了防止涂料滴流

及流挂，可考虑使用挥发性较好的溶剂，涂层应尽量喷涂得薄一些，适当调整稀释剂的稀释比

例，适当降低涂料的粘度，合理控制喷枪的距离及运行速度

涂层白化

涂膜在干燥过程中或干燥后，表面产生白色的雾化现象称为白化。产生白化的主要原因在

于，当涂料中的溶剂急剧蒸发时，尽管周围的环境温度较高，涂液温度却降到露点以下，空气

中的水蒸气就会凝结成水进入料液中，使得涂料中的聚合物或是沉淀，或是因凝结水的挥发，

涂膜中充满气体，干燥后，膜面就会出现微小的白浊印迹。

在高温多湿的条件下，若使用含有大量挥发快的溶剂的亮漆系涂料进行涂装时，溶剂的挥

发会骤然带走大量的热量，导致涂液表面温度下降，使空气中的水分凝结并混入其中，造成涂

料中的聚合物沉淀，产生白化。此外，如果采用溶解力弱的稀释剂稀释涂料，则溶解力强的溶

剂成分很快挥发，使涂料中的非溶剂成分比例增多，导致溶解了的聚合物沉淀，产生白化。由

此可见，白化主要取决于相对湿度、涂料和周围环境的温度差、溶剂及聚合物种类等因素。如

在相对湿度为80％以上的条件下涂装亮漆系涂料时，极易产生白化。此时，应在亮漆稀释剂

中添加20％—30％高沸点溶剂，即缓干稀释剂，并将被涂制品先预热一定时间再进行喷涂。

值得注意的是，如果过量使用缓干稀释剂，容易产生干燥不良，而且使用了溶解力较弱的稀释

剂后，在干燥过程中，会有聚合物成分析出。此外，应尽量减少压缩空气中的含水量和减少低

沸点溶剂用量

涂层粉化

涂膜在室外环境中表面产生分解，变成粉状而失去光泽的现象称为粉化。对此，在喷涂白

色涂料时，可添加适量的氧化锌或锑类及硫酸钡。还可添加适量的紫外线吸收剂作为助剂

表面渗色及起霜

底层涂料或底色从面层涂膜渗出，使面层涂膜变色的现象称为表面渗色。此外，使用了容

易引起表面渗色的颜料后，颜料往往从涂层析出，这种现象称为起霜。

表面渗色和起霜的产生原因主要是由于底层涂料或底色含有的着色物质被表层涂料的溶

剂所溶解，通常无机颜料不会产生表面渗色，红色或褐红色的色淀颜料等有机颜料容易引起

表面渗色。因此，应提高有机系颜料的耐溶性。为了防止表面渗色和起霜，一是在底层涂料

中尽量不使用引起渗色的颜料；二是待底层涂料完全固化后再涂装面层；三是对于易产生表

面渗色的底层涂料或底色，先在其表面涂装含有醇溶性聚乙烯醇缩丁醛或铝粉的涂料，覆盖

渗色面后，再进行面层涂装

表面浮色及发花

在进行表面涂装时，为了配得各种各样的颜色，涂料多由两种以上的颜料混合组成。由于

各种颜料的润滑程度、粒子大小、比重及凝聚性不同，涂覆时会产生沉降速度的差异，导致涂

膜形成时，面层与底层的色泽不同，这种现象称之为浮色或表面颜色分离。例如，使用含有绀

青和黄铅的涂料进行涂装，应当形成绿色的涂膜，但由于黄铅不断沉淀，失去黄色调，涂膜只

表现出很强的青色调。另外，若涂膜表层和底层的颜色没有差别，但在涂膜局部出现色差或

产生所谓的颜色不均匀，称之为发花或颜色浮出。

表面浮色及发花

表面浮色及发花多发生于灰色、蓝色和绿色系，这与颜料的分散稳定性及溶剂挥发过程中

的涡流、对流现象有密切关系。伴随着涂液溶剂挥发的对流现象，颗粒细小的颜料容易流动，

颗粒较大的颜料流动困难。为此，在对流过程中，细小和相对密度小的颜料移向表层，粗大和

相对密度大的颜料移向底层，从而呈现出颜色分离的现象。通常涂液粘度高，不易发生流动，

对流较小；涂液粘度低，对流现象比较严重，容易产生颜色分离。此外，在对流过程中，流动中

的颜料粒子互相冲突，界面不稳定的粒子产生凝集，变成大的粒子，分布在涂膜底层。

由于表面浮色及发花的产生原因相当复杂，所以在防止这种现象方面尚无有效的措施。目

前主要是合理选择颜料、展色剂及溶剂，特别是调配适度的添加剂。经研究表明，添加大豆的

乳化剂或环烷酸铅等，可以防止发花。添加蓖麻油脂酸等润滑剂可减少钛白粉的凝集性，增

加绀青的凝集性，保持沉降的均衡，从而防止颜色浮出。添加适量的硅油也可防止表面发花，

这是由于硅油附着在涂液表面产生的表面粘弹性，机械地抑制了涂液内涡流的对流作用。此

外，涂料在使用前应充分搅拌，仔细过滤，加入稀释剂后更要搅匀，制品表面的油污必须洗除

干净；对于金属质感的涂料不能涂得太厚

表面变色及褪色

涂装后涂膜变色主要有三方面的原因：一是涂膜的颜色迁移为其他颜色，如含有黄铅的黄

色涂膜接触到硫化氢后变成黑色；二是涂膜彩色颜料变浅失去原色，如含有机系红颜料的涂

膜经日光暴晒后失去红色变白等；三是白色或浅彩色以及透明涂料的涂膜，由于日光、人工光

线或热的作用变成黄色或褐色。因此，变色及褪色主要是涂料因素和环境因素或两种因素混

合作用造成的。通常温度高时，变色现象就比较明显。灰尘或烟尘的附着、霉菌或基材的影

响也会引起涂膜变色。有机颜料的耐光性较差，其涂膜受到光照后容易褪色。无机系有色颜

料耐酸碱性较差，其涂膜受到酸、碱侵蚀或接触到酸性或碱性气体后容易变色。以不饱和度

较高的酚醛或氧茚树脂为联接料，铅白、锌钡白、钛白粉为颜料的涂膜容易变黄。干燥剂添加

过量时，也容易引起变色或变黄。为了防止涂膜变色，应合理选用和组合颜料。制品涂装后

表面涂膜应保持清洁

涂膜失光

有光泽的涂膜在涂覆后的短期内失去光泽的现象称为失光。失光有的是由环境造成的，如

涂膜受到排放的氨、硫化氢、二氧化碳等化学气体的侵蚀，或喷涂环境湿度较大，涂膜中凝结

了水分产生失光。涂液中稀释剂的用量对涂膜的表面光泽影响较大，使用的比例必须适量。

喷涂时必须合理调整涂液的温度和环境湿度

涂膜迁移

在软质聚氯乙烯或纤维素系制品表面进行喷涂时，存在因涂膜软化或粘着，延缓干燥或亮

漆涂膜失去柔软性而变脆的问题，这种现象称为迁移。

产生迁移的主要原因是由于制品中的增塑剂转移到涂膜中或亮漆系涂膜中的增塑剂被吸

收到制品中。为了防止迁移，一是适当减少制品成型时增塑剂的用量；二是采用不含增塑剂

的塑料品种替代含有大量增塑剂的塑料品种，即更换制作制品的原料品种；三是尽量使用非

迁移性增塑剂；四是在选择制品的原料品种、增塑剂的种类和设计涂料的配方时，兼顾到三者

亲和性的平衡

表面桔皮

在喷涂时，涂膜产生桔皮状的凹凸现象称为表面桔皮。桔皮不仅影响涂膜的外观质量，而

且容易引起涂膜裂纹。经研究表明，在涂液中添加微量硅油可以有效地防止涂膜产生桔皮，

因为添加在涂液中的硅油集中在涂层表面，形成一种屏蔽层，使溶剂在均匀挥发的同时，降低

表面张力，防止发生涡流态流动。

此外，在涂膜过程中，一要适当调整涂料的稠度，稠度不能太高；二要调整好喷枪与制品喷

涂面的距离及喷枪的气压；三是在稀释剂中应加入一定量的强溶剂，稀释剂的溶解力不能太

弱；四是适当控制预干燥时间及烘烤温度，预干燥时间不能太短，烘烤温度不能太高；五是适

当控制低沸点溶剂的用量，不能太多；六是喷涂环境的湿度不能太高，不能过度通风

涂膜皱纹

涂膜在干燥和固化时，膜面产生丝棉状的皱纹称之为涂膜皱纹。通常，皱纹有三种类型：一

是第一次涂膜时产生皱纹；二是重复涂膜时产生珠皱纹；三是由于烘炉内酸性气体的作用产

生的皱纹。

第一种皱纹容易发生在使用醇酸树脂涂料或含有共轭双键干油性联接料或大量使用干燥

剂时。当涂膜表面和内部氧化聚合速度不一致时，涂膜表面和内部的应变不同，形成皱纹。

第二种皱纹容易发生在重复涂装醇酸树脂涂料或苯乙烯化醇酸树脂涂料时。这是由于交

联型涂料尚未充分达到交联密度时就重复涂装，使涂层中的溶剂容易膨胀，产生皱纹。

第三种皱纹容易发生在使用环氧树脂系涂料时。由于烘炉中酸性气体的催化作用，促使涂

膜表层的固化，引起内部应变，产生收缩皱纹，亦称之为气裂或晶纹。

涂膜皱纹

为了防止产生第一种皱纹，应避免喷涂膜太厚，还应注意合理确定固化剂的组分，使涂膜表

面 和内部的干燥均匀。

为了防止产生第二种皱纹，应避免在面层涂料中使用溶解力强的溶剂，尽量使用挥发快的

弱溶剂。在重复涂装时，应保持一定的涂装间隙，待底层充分固化后才能喷涂面层。

为了防止产生第三种皱纹，可在涂液中添加适量酰胺或酸性物质，使用高沸点溶剂或添加

表 面活性剂，在操作烘炉时应充分换气。

此外，如果被涂制品的表面有明显的银丝，制品本身吸附溶剂或耐溶剂性能较差，也会引起

涂膜皱纹。对此，应调整制品的成型工艺条件，更换原料或涂料品种，选用适宜的涂料及稀

释剂

涂膜龟裂

在涂装聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、Am树脂及聚碳酸酯等热塑性制品时，制品表面会产

生无数细小的裂纹，这种现象称之为龟裂。产生龟裂的主要原因是制品中存在着残余应力。

一般应力值越大，越容易发生龟裂。龟裂还与溶剂的挥发及扩散速度有关，挥发和扩散速度

越快，越容易产生龟裂。因此，适当组合低沸点和高沸点溶剂，调节溶剂的挥发速度也是防止

产生龟裂的对策之一。此外，在涂装前，应对制品进行退火处理，消除内应力

涂膜裂纹

涂膜表面出现裂缝的现象称之为涂膜裂纹，这是涂膜致命的缺陷，它最终会使涂层脱落，喷

涂在刚性制品上的涂膜裂纹主要有温度变化引起的裂缝、暴露中引起的裂缝和再涂装时引起

的裂缝。虽然裂缝的产生依存于涂膜的性质，但实际上影响裂纹产生的因素很多，较难有效

地防止裂纹的产生。通常可从以下几方面着手：一是将联接件内部或外部增塑化，做成强粘

接涂膜；二是配用交联或高强度聚合物组分，加大涂膜的凝集力；三是使用耐候性能较好的聚

合物作为联接料；四是选用适当的基材或底层涂料，防止增塑剂迁移；五是避免使用溶解力强

的极性溶剂；六是避免在低温或高温环境下涂装

涂膜表面粗糙

涂膜表面有颗粒或毛头称为涂膜表面粗糙。产生表面粗糙的主要原因：一是涂料细度不

够；二是操作环境不清洁，粉灰较多；三是制品消除静电不彻底，容易吸附灰尘；四是涂料中颜

料沉淀结块。因此，在涂装前，应使用纱网过滤涂料，并搅拌均匀，要搞好环境卫生，去除粉

灰，并认真做好涂装件表面的除静电和除尘工作

涂膜表面泡孔

涂膜在含有气泡的状态下进行于燥就会产生表面泡孔。对于发生在涂膜表面上的泡孔，根

据其大小，依次称之为针孔、凹面和凹陷。泡和孔的产生机理是相同的，区别在于气泡是气体

包裹在涂膜内，而孔是气泡膨胀后已冲破涂膜。

泡孔的产生机理不是单一的，而是多种类型的，大致可分为润滑不良和消泡不良。另外，还

与涂液粘度、表面张力和溶剂的挥发性有关。在高温高湿和粉尘多的环境下进行喷涂容易产

生泡孔，厚涂后凝固时间太短也会产生泡孔。采用速干性合成树脂涂料容易产生针孔，使用

干燥慢的油性系涂料或醇酸树脂涂料就不容易产生针孔。

通常，涂装过程中，涂液内会产生无数的气泡，特别是喷涂时，很容易将空气带人涂膜中，但

大部分都能在膜面消失，没有消失的气泡就会变成表面泡孔。一般，涂装前应将涂液稀释成

适宜的粘度，并尽量除去涂液内的气泡。

为了防止产生针孔，可在涂液中添加少量的高沸点溶剂，或将烘烤型涂料的凝固时间适当

延长。另外，在容易发生针孔的醇溶性酚醛树脂液中，可添加少量的聚乙烯醇缩丁醛，这是由

于混合高分子量聚合物后，涂液粘度上升，从而抑制运动活性所造成的气泡上升。但值得注

意的是，粘度太高的涂料，喷涂时产生的气泡很难消除。

此外，烘烤型涂料产生的针孔，大多数是在制品的表面温度达到90—110t时产生的，因此，

调节烘干温度也是防止针孔的对策之一，因为降低涂液的表面张力，喷涂粒子变小，对涂装面

的冲击相应变小，这样就很难产生气泡。即使产生气泡，其稳定性也很差，会很快消失，从而

不会成为缺陷表现在干燥的涂膜上。

涂膜表面随机地产生从泡粒到小豆粒大小的凹点，数量较多时就会变成麻点状，这种现象

称为凹面，严重时称为凹陷。

防止产生表面麻点的基本对策是降低涂液的表面张力，如果在涂液中添加少量硅酮效果较

为显著，但添加量不能太多。此外，应保持涂装环境清洁，尽量除去喷涂空气中的水分和油

分；在同一涂装线上，尽量使用表面化学性质类似的互溶性好的涂料

涂膜表面泡疤

涂膜表面的泡疤，小的肉眼看起来就像颜料分散不良造成的闪光，大的直径可达数十毫米。

泡疤大致可分为膨胀泡和腐蚀泡，发生在制品表面涂装的泡疤主要是膨胀泡。

产生泡疤的主要原因有涂料的种类、表面处理的质量、涂膜的厚度、环境湿度及颜料种类

等。一般附着性好的涂料或涂膜越厚，泡疤就越少。因此，制品表面的电解质残液及其他油

渍必须清洗干净，应尽量避免在高温潮湿的环境中进行喷涂

涂膜粘着不良

涂膜制品表面粘着不良的主要原因有三个方面：一是塑件表面的润滑剂、脱模剂等油污未

清洗干净；二是涂料中溶剂的溶解力太弱或涂料搅拌不充分；三是涂料与制品的原料品种或

涂料与稀释剂不匹配。因此，应采取针对性措施，用酒精或清洗剂认真清洗制品表面，精心选

用适宜的涂料和稀释剂，在喷涂前必须将涂液搅拌均匀

涂膜返粘

已硬化的涂膜，过了一段时间又重新软化，并产生粘着的现象称之为涂膜返粘，这种现象多发

生在使用油性涂料时。

当使用油性涂料产生返粘时，应考虑使用适量催干剂，采用高分子增塑剂来减少扩散速度。

在喷涂件没有彻底干燥前，不能进行包装，要保持喷涂件周围空气的流通

电气百科：加工过程中塑料制品表面怎样进行前处理

塑料制品的表面处理主要包括涂层被覆处理和镀层被覆处理。一般塑料的结晶度较大，极性较小或无极性，表面能低，这会影响涂层被覆的附着力。由于塑料是一种不导电的绝缘体，因此不能按一股电镀工艺规范直接在塑料表面进行镀层被覆，所以在表面处理之前，应进行必要的前处理，以提高涂层被覆的结合力和为镀层被覆提供具有良好结合力的导电底层。

1　涂层被覆的前处理

前处理包括塑料表面的除油处理，即清洗表面的油污和脱模剂，以及塑料表面的活化处理，目的是提高涂层被覆的附着力。

(1)塑料制品的除油。与金属制品表面除油类似，塑料制品除油可用有机溶剂清洗或用含表面活性剂的碱性水溶液除油。有机溶剂除油适用于从塑料表面清洗石蜡、蜂蜡、脂肪和其他有机性污垢，所用的有机溶剂应对塑料不溶解、不溶胀、不龟裂，其本身沸点低，易挥发，无毒且不燃。

碱性水溶液适用于耐碱塑料的除油。该溶液中含有苛性钠、碱性盐以及各种表面活性物质。最常用的表面活性物质为OP系列，即烷基苯酚聚氧乙烯醚，它不会形成泡沫，也不残留在塑料表面上。

(2)塑料制品表面的活化。这种活化是为了提高塑料的表面能，也即在塑料表面生成一些极性基或加以粗化，以使涂料更易润湿和吸附于制件表面。表面活化处理的方法很多，如化学品氧化法、火焰氧化法、溶剂蒸气浸蚀法和电晕放电氧化法等。其中最广泛使用的是化学晶氧化处理法，此法常用的是铬酸处理液，其典型配方为重铬酸钾4.5%，水8.0%，浓硫酸(96%以上)87.5%。

有的塑料制品，如聚苯乙烯及ABS塑料等，也可直接进行涂层被覆。

为了获得高质量的涂层被覆，也有用化学品氧化处理的，如ABS塑料在脱脂后，可采用较稀的铬酸处理液浸蚀，其典型的处理配方为铬酸420g/L，硫酸（比重1.83）200ml/L。典型的处理工艺为65℃70℃/5min10min，水洗净，干燥。

用铬酸处理液浸蚀的优点是无论塑料制品的形状多复杂，都能处理均匀，其缺点是操作有危险，并有污染问题。

2　镀层被覆的前处理

镀层被覆前处理的目的是提高镀层与塑料表面的附着力和使塑料表面形成导电的金属底层。前处理的工序主要包括有：机械粗化、化学除油、化学粗化、敏化处理、活化处理、还原处理和化学镀。其中前三项是为了提高镀层的附着力，后四项是为了形成导电的金属底层。

(1)机械粗化和化学粗化。机械粗化和化学粗化处理是分别用机械的方法和化学的方法使塑料表面变粗，以增加镀层与基体的接触面积。一般认为，机械粗化所能达到的结合力仅为化学粗化的10%左右。

(2)化学除油。塑料表面镀层被覆前处理除油的方法与涂层被覆前处理除油方法相同。

(3)敏化。敏化是使具有一定吸附能力的塑料表面上吸附一些易氧化的物质，如二氯化锡、三氯化钛等。这些被吸附的易氧化物质，在活化处理时被氧化，而活化剂被还原成催化晶核，留在制品表面上。敏化的作用是为后续的化学镀覆金属层打基础。

(4)活化。活化是借助于用催化活性金属化合物的溶液，对经过敏化的表面进行处理。其实质是将吸附有还原剂的制品浸入含有贵金属盐的氧化剂的水溶液中，于是贵金属离子作为氧化剂就被S2+n还原，还原了的贵金属呈胶体状微粒沉积在制品表面上，它具有较强的催化活性。当将此种表面浸入化学镀溶液中时，这些微粒就成为催化中心，使化学镀覆的反应速度加快。

(5)还原处理。经活化处理和用清水洗净后的制品在进行化学镀之前，用一定浓度的化学镀时用的还原剂溶液将制品浸渍，以便将未洗净的活化剂还原除净，这称为还原处理。化学镀铜时，用甲醛溶液还原处理，化学镀镍时用次磷酸钠溶液还原处理。

(6)化学镀。化学镀的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜，给塑料制品电镀金属层创造条件，因此化学镀是塑料电镀的关键性步骤。

电气百科：碳化硅表面制备双层碳膜获成功

近日，中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心在四氯化碳气氛下碳化硅表面双层碳膜制备方面取得了新进展。

研究人员以四氯化碳为氯气源和碳源，通过碳化物衍生碳（CDC）过程和化学气相沉积（CVD）法，成功地在碳化硅表面制备出了双层碳膜。该双层碳膜分别由通过对碳化硅氯化形成的CDC亚表层和对四氯化碳热解形成的CVD表层构成。温度对该双层碳膜形成有重要作用。由于CDC过程的氯化率远高于CVD过程的沉积速率，因此CDC层比CVD层更厚。研究人员认为，可以通过引入氢气以及低温蒸发四氯化碳的方法降低CDC层的厚度。该双层碳膜的形成机制为碳化硅的氯化和CVD层的形成，这两个过程同时发生而又相互竞争。

该双层碳膜可作为比CDC更好的界面涂层应用于金属基复合材料中，也可作为机械密封件的润滑涂层。

近年来，由于CDC材料具有较高的比表面积和可控孔径分布等性能，引起研究人员的广泛关注，使其在储氢、催化剂、电池和超级电容器电极材料等领域得到应用。之前报道的CDC材料一般是通过对碳化物的高温氯化处理来制备，然而在CDC过程中，去除金属原子会导致非晶碳收缩，使其孔隙量达到80%。1997年初，卤代烃，如四氯化碳和三氯甲烷被认为可以用于在碳化物上制备游离碳。然而，目前为止有关此方面的报道还很少。该研究探讨了使用四氯化碳作为反应物在碳化硅上制备碳膜的可行性。

该研究结果发表在《碳》（CARBON ）(2011, 732-736）上。

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