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表面处理剂应用于真空镀铝的试验

信息来源:paintkey.com  时间:2009-08-05  浏览次数:194

  [摘要] 在对某型产品绝缘表面的真空镀铝过程中.发现镀铝层与绝缘层之间的附着力极差,用胶带拉脱时镀铝层完全脱落。为了解决这一问题,提高镀铝层与绝缘层之间的附着力,探讨了采用表面处理剂改善镀膜在绝缘层表面的附着力。通过在绝缘层表面涂覆钛酸酯类、硅烷类偶联剂和环氧胶粘剂等表面处理荆,对比测试空白试样、打磨处理试样、涂覆偶联剂试样的附着力,发现一种牌号为GC-100的硅烷类偶联剂对镀膜附着力的提高作用非常明显。用这种有机硅底层涂料处理的真空镀铝试样,经高低温、水煮试验后,附着力没有降低。从而可以确定:GC-100有机硅底层涂料对改善绝缘层与真空镀铝层之间的附着力是非常有效的,而且操作方便,对绝缘层没有损伤,可以应用到绝缘层表面真空镀铝的生产加工中。
  [关键词] 表面处理荆;真空镀;镀铝;有机硅

[中图分类号]TGl74.444 [文献标识码]A [文章编号]1001-3660(2009)02-0078-02

  0 引言

  真空镀膜是在10-3~10-4Pa的真空度下,采用一定的加热方式,使镀膜材料汽化,飞至工件(基片)表面凝聚成膜的工艺方法一[1]。真空镀膜与高新科学技术密不可分,属于新材料和新工艺范畴,是表面工程技术中新兴的镀膜技术[2],可使局部和整个表面具备耐磨性或防辐射性能,改善表面的导电性或绝缘性、导磁性或电磁屏蔽性以及装饰性等[2]。而该工艺本身对环境也较为友好,废弃物排放极少,因而在电子、光学镜片加工、五

金器件生产、饰品加工等行业得到了广泛应用。

  在一些电子及光学产品中,为了起到信号屏蔽、防止外部干扰等功能,往往需要在绝缘材料表面进行真空镀铝,其优点是成本低、效果好。但是,在非金属材料表面进行真空镀铝,尤其是在光滑的绝缘漆表面进行真空镀铝,虽然镀膜外观看起来平整、光亮、美观,但镀膜的附着力往往很差。在某型产品绝缘层表面的真空镀铝中.由于绝缘层表面十分光滑,造成镀铝层的附着力

极差,用胶带拉脱后完全脱落。如果无机物和有机物结合界面的微观结构获得改善,它的吸附、润湿、分散等一系列性质都会发生显著改变,从而使其结合力、结合强度得到显著的增强[3]。因此,我们尝试了采用表面处理剂来改善镀膜在绝缘漆表面的附着力。由于此前没有进行过这方面的实际应用,需要对表面处理剂的实际应用效果进行充分的试验。通过试验,我们确定这种方式是可行的。

  l 设备及材料

  主要设备:真空镀膜机(DM-450型)。

  材料:C30-1l醇酸绝缘漆、KH-550硅烷偶联剂、GC-100有机硅底层涂料、NJD-9/NJD—11底涂、DG一3S环氧胶粘剂、600目金相砂纸、3M公司纸胶带、马口铁片等。

  2 试验

  2.1 试样制备

  在规格为120m m×60mm的马口铁片表面喷涂C30-11醇酸绝缘漆2遍,待漆膜充分干燥后,将喷涂有绝缘漆的马口铁片进行分组:第l组表面漆层不进行处理,作为空白试样;第2组表面用600目金相砂纸轻微打磨,用电吹风吹干净粉末;第3组表面涂l层GC-100,晾置30rain;第4组表面涂l层NJD-9,晾20rain后再涂l层NJD-ll并晾干;第5组表面涂l层KH-550,并晾干;第6组表面涂1层DG-3S环氧胶粘剂。

  2.2 真空镀膜

  将2.1中的6组试样用胶带固定在样品架上,保证漆层表面暴露,朝下放入镀膜机中,抽真空的同时升温至80℃烘烤约lh,待真空度达到3×10-3Pa,进行镀膜。

  2.3 附着力试验

  采用涂料测试方法中的划格法,划格间距l栅,用纸胶带拉脱划格表面,检查镀膜脱粘情况。

  2.4 环境试验

  高低温试验条件为:先将试片在60℃保持30rain,再马上放人-60℃的环境中保持30rain。耐沸水试验条件为试片在沸水中保持5min。检测2种状况下GC-100试样的镀膜附着力。

  3 结果与讨论

  3.1 试验结果

  各组试样的镀膜外观及附着力测试情况见表l和图1。第3组表面涂有GC-100的试样,经高低温和耐沸水试验后的外观及附着力检测结果见表2。

表1 不同表面处理方式的镀膜外观及附着力




图1 镀膜外观及附着力检测结果

表2 环境试验后的镀膜外观及附着力




  3.2 讨论

  从膜层外观和附着力测试结果来看,在没有进行表面处理的情况下,镀膜的外观光亮平整,外观质量最理想,这是因为绝缘漆表面光洁性好,所以镀膜的表面光洁度高,基本上呈镜面。但由于绝缘漆表面光洁性很高,所以导致镀膜的结合力也最差,镀膜在纸胶带的作用下完全脱落。

  经过打磨处理的试样,表面也较为平整,但是因为底面较粗糙,虽然镀膜基本没有脱落,却导致镀膜缺乏光亮度,不够美观。而且在用砂纸打磨绝缘层的过程中,由于砂纸较硬,对绝缘层表面有较大损伤。采用GC-100硅橡胶底层涂料处理的试样,镀膜光亮平整,在纸胶带的作用下完全不脱落,说明该表面处理剂对增强镀膜的附着力是有效果的。镀膜局部有少量花条纹,分析

其原因,可能是由于一次涂抹太多,底涂中含有的溶剂对绝缘层表面产生轻微溶解,因而在涂抹的过程中形成了细微的涂痕。只要控制好底涂的一次涂抹量,花条纹的产生应该可以避免。镀膜经高低温及水煮试验后,膜层外观和附着力都没有产生明显的变化.经受住了较为严酷的环境试验。

  经过NJD-9和NJD·ll底涂处理的试样,镀膜光亮平整,有条纹,条纹产生的原因应该与GC.100相同。镀膜层完全脱落,说明这种钛酸酯类的偶联剂对增强镀膜的附着力没有效果。

利用KH-550处理的试样,镀膜表面平整,但存在大量的花斑,测试附着力时发现,平整光亮处的膜层完全脱落,花斑处不脱落。结合制样过程产生的现象分析。花斑的产生以及附着力的差异性,应该是由于偶联剂在绝缘漆表面的浸润性较差引起的,由于浸润性差,涂覆在绝缘漆表面的偶联剂聚集成很多小液斑,使得漆膜表面没有被偶联剂完全覆盖。

  涂有DG-3S环氧胶粘剂的试样,镀膜的附着力与打磨处理的试样基本一样,没有出现明显的脱落。由于胶粘剂黏度大,涂抹后的胶层不平整,因此镀膜表面粗糙。同时由于夹杂的空气排出后,在胶层表面形成较大的气孔,镀膜无法完全覆盖,从而在镀膜表面留有气孔。

  综观5种处理方式,可以明显看出,利用GC-100硅橡胶底层涂料对绝缘漆表面进行处理后,无论镀膜外观,还是镀膜的附着力都是比较理想的。

  4 结论
通过对比空白试样和采用5种不同处理方式所得镀膜的外观和附着力,可以确定:采用硅烷类表面处理剂GC-100有机硅底层涂料可有效增强镀膜与绝缘漆之间的附着力。利用GC-100增强附着力的镀膜,经高低温和水煮试验后的外观和附着力没有出现明显的变化。
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