原材料的革新推动免喷涂技术的发展

 

塑料产品丰富的色彩可以由喷漆来实现,但是喷涂成本高,且不环保。免喷涂技术通过在塑料原料中直接添加特殊效果颜料,然后直接挤出或者注塑加工成型,产品自带不同效果的色彩而无需二次喷涂加工。

对于消费者来说,免喷涂产品更加健康、环保,符合人们对高品质生活追求的趋势;对于家电以及塑料加工企业来说,免喷涂技术意味着更低的成本,更加简便的产品制造方式。

要获得各种漂亮的仿金属、仿喷涂效果,秘密在于向树脂中加入各种特殊效果颜料,例如铝粉、珠光粉、铜粉、玻片、金葱粉、荧光粉等。

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各种特殊效果颜料


1、普通效果颜料

以常用的铝粉为例,少量的铝粉即可使塑料制件表面呈现出银白光亮的金属光泽,并且铝粉的价格比较低,综合成本远低于喷涂。

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左:免喷涂保险杠 右:喷漆前保险杆装饰条(宝马)

 

这是由于铝金属的延展性非常好,普通铝粉在球磨加工时被延展成薄片状,而不是想象中的颗粒状。这种薄片结构不但遮盖效果非常好,而且能够大面积反射入射光从而使制件表面光亮如银。

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薄片型铝粉的SEM图(左)薄片形铝粉在塑料熔体中大面积反射(右)

 

2、流痕、熔接线

这是个非常诱人的结果:简单、漂亮、成本低,但事实上免喷涂技术目前并没有非常大规模地得到应用,因为还有两大难题难以解决:流痕和熔接线,这严重影响了产品的整体美感。

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流痕影响造成产品外观缺陷


由于铝薄片在注塑过程中容易取向,它在随塑料熔体流动时或者在两股熔体交汇处容易发生卷曲和翻转,熔结处铝粉稀少导致制件表面局部反射能力下降;铝薄片比较脆弱,容易发生破碎而失去光泽,这些原因都导致流痕和熔接线的产生。

鍥剧墖8.jpg 熔接线示意图

 

此外,薄片型铝粉分散性欠佳,容易团聚引起表观不良。尤其当产品有明显空洞结构;产品背面有较多螺丝柱、卡扣、加强筋等;产品壁厚不均、中间位置部分较薄时,流痕、熔接线会更加容易出现。

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 熔接线:产品有明显空洞结构

 

 

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流痕:产品背面有较多螺丝柱、卡扣、加强筋等


 

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 流痕:产品壁厚不均,中间位置部分减薄

 

普通铝粉难以满足免喷涂的外观需求,虽然通过模具改进、工艺调整或者配色来改善流痕和溶接线,但是这些方法所属周期较长、模具修改会增加成本,改进的效果也比较有限。

流痕、熔接线产生的最大原因是效果原料的取向,改进效果颜料的形貌结构是一种比较好的手段。

 

 3、效果颜料的改进

还是以铝粉为例,增加铝薄片的径厚比,得到不易取向的铝粉结构,例如银元型铝粉。银元型铝粉有一定的厚度,取向程度比片形铝粉弱;结构规整,边缘光滑,表面光洁,有利于光线的反射,金属光泽度好;粒度分布范围窄,光感均匀;有一定的厚度,耐摩擦,不易发生破碎而失去光泽。

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银元型铝粉的SEM图


或者对铝粉进行包覆也能有效增加铝粉厚度,达到银元型铝粉类似的效果。

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日本东洋有色铝粉浆,通过树脂和颜料的复合包覆制备出不同颜色的铝粉

 

与普通铝粉相比,银元型铝粉取向程度相对较弱,一定程度上削弱了流痕和熔接线,但是依然不能从根本上解决问题。 

 

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普通铝粉与改进后铝粉对比


4、展望

免喷涂技术体现了人们对于美、健康、环保的诉求,但它不仅仅是一种简单装饰技巧,它是一种对材料、加工、配色技术的整体考验。

对于免喷涂技术来说,目前最大的考验在于“流痕”技术瓶颈的解决,在于熔接痕的减轻。这些问题通过加工工艺和配色来解决并不具有普适性,但是从最根本的材料源头出发进行创新能极大地推进免喷涂技术的发展。

材料尤其是效果颜料还存在很大的改进空间,如果效果颜料的创新能够消除现有的不足,那么后续的加工将会更加简便,配色效果将更加丰富,产品的开发会更加顺畅,应用也会更加广泛。

我们期待这样的创新,期待免喷涂行业迎来新的可能!

 

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