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PVC封边条等离子体处理提高油墨附着力

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-11-30
等离子体处理
高分子封边条是以聚合物为主要原料,加入增塑剂、稳定剂、润滑剂、染料等助剂,一起混炼压制而成的热塑性卷材。封边条主要作用是对板材断面进行固封,达到免受环境和使用过程中的不利因素(主要为水分)对板材的破坏,并阻止板材内部的甲醛挥发,同时也起到一定的美化作用。通常封边条挤出后,需要进行印刷后期处理工艺。印刷常用油墨有油性油墨、水性油墨,家具封边条越来越多地采用水性油墨进行印刷,既能净化车间生产环境,又能满足人们对于环保家居的需求。高分子类封边条常见的材质主要有PVC、ABS、PE、PP、PMMA、PS等。PVC材料具有优异的阻燃性、良好的耐磨性、优良的抗化学腐蚀性、极佳的透明性与较强的电绝缘性,因此PVC封边条是最常见的封边条类型,而且产品越来越朝着节能、环保、无毒的方向发展,成为高档的装饰材料。
PVC封边条
 PVC封边条 

 
随着人们生活质量的提高,对家具的款式和色彩需求多样化,这就要求与之匹配的封边条五颜六色,花纹多样。因此,必须要对封边条进行印刷才能满足家具实际使用的要求。虽然PVC作为一种极性高分子材料,但其与木材、水性油墨之间粘接性能较差,需要对其进行表面处理,才能满足实际需求。近年来,等离子体处理技术作为一种新的表面处理技术得到了极大的发展。等离子体是一种电离度超过0.1%的气体,是物质在高温或特定激励下的一种物质状态,由离子、电子等大量正负带电粒子和中性粒子(原子和分子)组成的,并表现出集体行为的一种中性气体,是除固态、液态、气态外,物质的第4种状态。随着低温等离子体技术的迅猛发展,使等离子体处理技术在天然高分子材料和合成高分子材料及其它应用领域的广泛应用成为可能。通过对高分子材料表面进行等离子体处理,引入了多种含氧基团,使表面极性和亲水性能增强,从而有利于粘结和涂覆。

本文通过对PVC封边条的等离子体处理,详细研究处理后封边条的表面张力变化,与板材等基体和水性油墨的粘接强度和耐久性能,以期为工业生产提供数据支持。

不同等离子体处理功率对PVC表面张力的影响
对于每种涂覆或粘接,获得良好粘接的前提是两种基材表面必须达到分子水平的接触。基材表面良好的润湿是形成优良粘接的必要条件。同时,粘接完成后两种基材的界面作用也是决定粘接效果的一个重要因素。两种基材表面张力差异越小,则表现出良好的粘接性能。为了改善PVC与木板和水性油墨的粘接性能,通过不同功率等离子体处理PVC表面,提高PVC表面的表面张力,如图1所示。随着等离子体处理功率增大,PVC表面张力急剧增大。在处理功率达到200W·min/m2,PVC的表面张力达到了60mN/m,几乎是未处理前的两倍。随着存放时间延长,等离子体处理表面的表面能存在下降趋势。但是275W·min/m2或以上处理的表面能下降较小,处理效果较好。
图 1 不同等离子体处理功率的 PVC 表面张力随时间变化关系
图 1 不同等离子体处理功率的 PVC 表面张力随时间变化关系

 
不同等离子体处理功率对材料剥离强度的影响
图2表示的是不同处理功率的PVC与板材剥离强度随时间变化关系。处理功率越大,PVC与板材的剥离强度越高,而在等于或高于200W·min/m2处理后,PVC与板材的剥离强度基本上保持不变,最大剥离强度为179N/25mm,比未处理前的95N/25mm提高了88.4%,处理效果明显。从图3中还可以看出来,随着时间推移,等离子体处后的剥离强度都出现下降现象,但是从7天到14天剥离强度变化看出,随着时间推移,剥离强度下降程度变缓。
图 2 不同等离子体处理功率的 PVC 与板材剥离强度随时间变化关系
图 2 不同等离子体处理功率的 PVC 与板材剥离强度随时间变化关系

 
不同等离子体处理功率对水性油墨漆膜附着力的影响
本文采用分级来评价漆膜附着力。0级为优,1级为良好,2级为合格,3~5级为不合格。图3列出了不同处理功率的PVC与水性油墨表面漆膜附着力等级随时间变化关系。未等离子处理的PVC与水性油墨表面漆膜附着力等级为2级,使用等离子体处理后,所有的处理样品都在1级以上,200W·min/m2处理后的附着力即可达到0级的效果。随着时间推移,未表面处理的PVC表面漆膜附着力在第7天降至3级,表明已经无法满足要求;而表面处理后的PVC表面漆膜附着力都在2级以上,能够满足实际使用要求。第14天后,低于225W·min/m2处理的PVC的表面漆膜附着力都降至了3级以下,而高于此功率处理的表面漆膜附着力仍在2级以上,而且表面处理功率越高,处理后7天和14天的附着力基本上保持在1级水平不再变化,说明了等离子体处理对提高PVC表面漆膜附着力的耐久性效果明显。
图 3 不同等离子体处理功率的 PVC 与水性油墨表面漆膜附着力等级随时 间变化关系
图 3 不同等离子体处理功率的 PVC 与水性油墨表面漆膜附着力等级随时 间变化关系

PVC封边条的表面性质直接影响PVC与板材的剥离强度、与水性油墨的附着力等性能,进而影响产品的质量稳定性。利用等离子体处理PVC表面,提高其表面的亲水性能,从而提高PVC封边条的表面张力、与板材剥离强度、与水性油墨的附着力等,处理后的PVC封边条明显优于未处理的结果,能够满足实际的使用要求。
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