38. Особливості фарбування полімерів і гум.

Широкое применение пластмасс и резины в промышленности, строитель­стве и в быту потребовало разработки специальных лакокрасочных мате­риалов и технологии покрытий с учетом особенностей полимерной под­ложки. Поверхностное окрашивание пластмасс и резины проводится с целью:

1. придания изделиям необходимого цвета и декоративного вида;

2. уменьшения проницаемости и сорбционной способности (для стеклопластиков и поропластов), придания негорючести, анти­статических, противообледенительных и других свойств изде­лиям;

3. защиты от механического, химического, светового, радиационного и других видов разрушения при условии, если окрашиваемый мате­риал недостаточно устойчив;

4. маркировка изделий, нанесения на них надписей и знаков.

Кроме того лакокрасочные покрытия применяют в качестве грун­тов при металлизации пластмасс.

Пластмассы и резины в зависимости от химического состава и строения полимеров крайне разнообразны по свойствам, поэтому нет единой технологии и лакокрасочных материалов, которые бы в равной степени были приемлемы для всех видов пластмасс и резины.

Трудности создания надежных покрытий на пластмассе и резине заключаются прежде всего в низкой адгезионной прочности большинства покрытий к этому виду подложек. Особенно плохо удерживаются покрытия на пластмассах на основе кристаллических полимеров (полифторолефинов, полиолефинов, поликарбонатов, полиакрилатов), а также на изделиях с гладкой поверхностью, изготовленных из реактопластов (фено- и аминопластов, некоторых стеклопластиков и др.). Получение покрытий на пластмассах осложняется возможным присутствием на их поверхности адсорбированной влаги, а также пластификаторов, стаби­лизаторов, мономеров и других низкомолекулярных продуктов и восков, которые вытесняются в поверхностные слои пластмасс и экстрагируются растворителями лакокрасочного материала.

Пластмассы и резины, креме того, относятся к числу нетермостойких подложек. При высоких температурах возможно разложение полиме­ров или деформация изделий; последняя существенно усиливается в присутствии растворителей. Опытным путем установлены предельные температуры отверждения покрытий на различных видах пластмасс:

Адгезия покрытий к полимерным подложкам зависит от степени взаимной совместимости полимеров, набухания (растворимости) пластмассы в растворителях лакокрасочного материала и шероховатости поверхности пластмассы.

Пленкообразователи, в какой-либо мере совместимые с полимером подложки, как правило, имеют хорошую адгезию. Примером могут слу­жить покрытия на основе алкидов и поливинилацетата на изделиях из нитрата целлюлозы, хорошей адгезией отличаются также покрытия, пленкообразователем в которых служит материал окрашиваемой пластмассы или резины (полиакрилатные покрытия по полиакрилатным поверхностям, покрытия из каучуков по резине и т.д.).

Активные (по отношению к пластмассе) растворители, введенные в состав лаков и красок, улучшают адгезию, однако вызывают набухание пластмассы, способствуют ее короблению, ухудшают фактуру поверхно­сти и нередко вызывают поверхностное растрескивание изделий. Поэто­му в большинстве случаев (за исключением отдельных видов пласт­масс) активные растворители не применяют. Оптимальными в этом от­ношении были бы водные краски, но многие типы пластмасс плохо сма­чиваются или вообще не смачиваются водой.

Наибольшее применение для поверхностного окрашивания пластмасс и резины получили жидкие лакокрасочные материалы, содержащие орга­нические растворители. Их наносят на предварительно подготовленную поверхность изделий, преимущественно пневматическим распылением, в случае рулонных и листовых материалов предпочтительна накатка вал­ками; толщина наносимого слоя обычно не превышает 20 мкм.

Подготовка поверхности

Основными операциями при подготовке поверхности являются: обезжиривание, в ряде случаев гидрофилизация, травление, механическая и химическая обработка. Обезжиривание проводят растворителями, щелочными составами и водными растворами ПАВ.

Гидрофилизация, или активация поверхности - необходимая операция при нанесении покрытий на не смачивающиеся полярными жидкостями полимеры - полиэтилен и полипропилен; нередко активируют поверх­ность полистирола и других неполярных полимеров. Гидрофилизация, основанная на реакциях гидролиза, окисления, сульфирования, хлорсульфирования и других, проводится под воздействием пероксидов, озона, кислот ,а также радиационного и УФ – облучения, тлеющего разряда. Для гидрофилизации полиолефинов чаще всего применяют кратковременное воздействие (0,2 -10 мин) УФ - облучения или тлеющего разряда, а также обработку поверхности при 70 С в течение 2 мин хромовой смесью.

Травление проводится для создания высокоразвитой поверхности посредством обработки пластмасс главным образом растворителями. При­меняют растворители, вызывающие лишь набухание, но не растворение пластмассы. Например, изделия из полиформальдегида травят тетрахлорэтиленом с добавлением диоксина и толуолсульфокислоты при 85- 100°С, детали из полистирола и поливинилхлорида - смесью хлорбен­зола с этанолом (1:1) при комнаткой температуре. После обработки растворители удаляют высушиванием.

Механическая обработка (шлифование, галтовка) осуществляется с той же целью, что и травление. Шлифование проводят абразивными шкурками, порошками и пастами. Галтовка осуществляется в бараба­нах, наполненных стеклянными шариками, ореховой скорлупой, косточка­ми персиков, реже - металлической дробью.