الطلاء بالبلاستيك وخطوات التحضير

يطلق مصطلح البلاستيك المطلي عادةً على الأجزاء البلاستيكية المطلية كهربائيًا بطبقة من المعدن الكريمي اللامع. وتستخدم الأجزاء البلاستيكية المطلية على نطاق واسع في السيارات والمعدات والأدوات.

في الوقت الحالي، يتم تصنيع حوالي 85% من الأجزاء البلاستيكية التي تخضع لعملية الطلاء الكهربائي من مادة أكريلونتريل بوتادين ستايرين بوليمر، والتي يتم إنتاجها باستخدام طريقة القولبة بالحقن. من أجل تحقيق الطلاء الكهربائي الناجح، من الضروري مراعاة التدابير اللازمة في تصميم وقولبة الجزء البلاستيكي لمنع ظهور الثقوب المسدودة والأسطح الملساء الكبيرة والزوايا الحادة. تجدر الإشارة إلى أنه أثناء عملية صب البلاستيك، من الضروري مراعاة سلسلة من المعلمات التي أعلنها مصممو الأجزاء، وأخيرًا، لا ينبغي استخدام محررات قوالب السيليكون.

يظهر الشكل (1) عملية نموذجية للطلاء الكهربائي على بلاستيك أكريلونتريل بوتادين ستايرين. وبطبيعة الحال، فإن المواد البلاستيكية الأخرى مثل أكسيد البولي فينيل، والنايلون، والبولي سلفون، والبوليمرات المفلورة، ومخاليط أكريلونتريل بوتادين ستايرين والبولي كربونات قد تم أيضًا طلاءها بالكهرباء تجاريًا. يتم توفير عمليات طلاء خاصة لهذه المواد البلاستيكية إما من قبل موردي راتنجات هذه المواد البلاستيكية أو من قبل موردي حلول الطلاء لهذه المواد البلاستيكية. والفرق الرئيسي بين هذه العمليات الخاصة هو في نوع المذيبات، أو نوع محلول النقش المستخدم، أو نوع تنظيف سطح الأجزاء البلاستيكية. يمكن تنفيذ الخطوات المختلفة المبينة في الشكل (1) على شكل خط واحد أو خطين من الطلاء. تتضمن خطوات الطلاء هذه جزأين: الجزء الأول حيث يكون الجزء البلاستيكي موصلاً للكهرباء والجزء الثاني حيث يتم طلاء الطبقة المعدنية الرئيسية على الجزء البلاستيكي. وبطبيعة الحال، من أجل تحسين جودة العمل وخفض التكاليف، يتم استخدام آلات أوتوماتيكية بالكامل لتنفيذ هذه الخطوات. ومن الضروري الانتباه إلى ضرورة استخدام كمية كافية من الماء للشطف في نهاية كل خطوة.

يتطلب تنظيف الأجزاء البلاستيكية، خاصة عندما تتم عملية قولبة وطلاء الأجزاء البلاستيكية في مكانين مختلفين، عملية منفصلة. في المرحلة الأولى يجب الإشارة إلى أنه يجب توخي الحذر الشديد أثناء نقل وتعبئة ونقل الأجزاء البلاستيكية وذلك لإزالة التلوث مثل الغبار الموجود في الهواء والزيوت وبصمات الأصابع، لأن بعض هذه الملوثات عن طريق امتصاصها على السطح للجزء البلاستيكي، فإنها تؤثر على العمليات اللاحقة التي تتم لطلاء الجزء البلاستيكي. الغرض من تنظيف الأجزاء البلاستيكية هو إزالة التلوث الموجود على سطح الجزء البلاستيكي، مما يمكن أن يمنع الهجوم الكيميائي على سطح الجزء البلاستيكي في الخطوة التالية. ويمكن ذكر المنظفات القلوية من بين حلول التنظيف الأكثر شيوعًا.

تم تصميم محاليل الحفر خصيصًا لإنشاء خصائص كارهة للماء على سطح الجزء البلاستيكي وإنتاج سطح محفور بدقة يهاجم كيميائيًا بشكل انتقائي فقط بعض الجزيئات الموجودة على هذا السطح. يوفر هذا السطح المحفور الدقيق الالتصاق اللازم بين السطح البلاستيكي والطلاء المعدني الموصل الذي يعمل على كهربة السطح البلاستيكي. عادة ما تكون محاليل التخليل عبارة عن محاليل مؤكسدة بقوة تحتوي غالبًا على تركيزات عالية من حمض السيرميك وحمض الكبريتيك. عادة، في حالة بلاستيك أكريلونتريل بوتادين ستايرين، يتم استخدام محاليل الحفر هذه لمدة 10-15 دقيقة وعند درجة حرارة 60-70 درجة مئوية.

نظرًا لأن وجود مركبات كريمية سداسية التكافؤ على سطح الجزء البلاستيكي يمكن أن يكون ضارًا لجميع الخطوات اللاحقة في عملية الطلاء، فغالبًا ما يتبع خطوة المعادلة استخدام محاليل النقش المحتوية على الكريم ومن أجل إزالة أكبر قدر منها. من المركبات قدر الإمكان، يتم استخدام الكريم سداسي التكافؤ المنقول من محلول النقش على سطح الجزء البلاستيكي. ومن ناحية أخرى فإن إزالة أملاح القشدة من سطح الجزء البلاستيكي يساعد على امتصاص المنشط أو المحفز بشكل أفضل في الخطوة التالية.

في هذه المرحلة، من أجل البدء بعملية الترسيب اللاكهربائي، يتم امتصاص محفز على سطح القطعة البلاستيكية. في كثير من الأحيان، يكون المحفز أو المنشط المستخدم في هذه الخطوة عبارة عن خليط شديد الحموضة من أملاح القصدير والبلاديوم، والذي يتم امتصاصه بكمية محدودة ويمكن التحكم فيها على سطح القطعة البلاستيكية. يتم ربط تركيبة القصدير في خليط المحفز المستخدم بقوة على أسطح المركبات العضوية (مثل سطح القطعة البلاستيكية) ثم يتم ربطها بالبلاديوم لتكوين سطح محفز على سطح القطعة البلاستيكية. في كثير من الأحيان، لإنشاء سطح محفز على سطح القطعة البلاستيكية، يتم غمر القطعة البلاستيكية في محلول 1-10 بالمائة من حجم خليط المحفز عند درجة حرارة 15-50 درجة مئوية لمدة 2-10 دقائق.< /p>

في هذه المرحلة يتم استخدام مسرع أو ما بعد المنشط لإزالة الكميات الزائدة من مركبات القصدير على سطح القطعة البلاستيكية، وذلك لمنع تغطية جزيئات البلاديوم وتعريضها على سطح القطعة البلاستيكية. لتحقيق هذا الهدف، ضع القطعة البلاستيكية بالداخل لمدة 1-2 دقيقة

في البداية لا بد من إنشاء طبقة من طلاء النحاس أو النيكل على السطح الحفزي للقطعة البلاستيكية بدون كهرباء (بدون استخدام التيار الكهربائي) وذلك من أجل طلاء القطعة البلاستيكية بالكهرباء. في معظم الحالات، يتم استخدام طلاء النحاس غير الكهربائي في هذه المرحلة، وذلك بسبب اعتبارات الأداء الخارجي الخاصة الموجودة. يتم استخدام الطلاء اللاكهربائي بالنيكل، الذي يحتوي على حلول طلاء أكثر استقرارًا، في التطبيقات التي تكون فيها ظروف استخدام الأجزاء البلاستيكية أكثر قسوة. معظم محاليل الطلاء اللاكهربائي الخاصة المستخدمة في هذه الخطوة، في درجة حرارة الغرفة بعد 5-10 دقائق، تخلق طبقة من الطلاء المعدني على سطح الجزء البلاستيكي كافية لخلق التوصيل الكهربائي. عادة ما تكون حلول الطلاء اللاكهربائي الخاصة المستخدمة في هذه الخطوة مستقرة للغاية، بحيث تكون حلول الطلاء اللاكهربائي للنحاس مستقرة وقابلة للاستخدام لعدة أشهر وتكون حلول الطلاء اللاكهربي بالنيكل مستقرة وقابلة للاستخدام لأكثر من عام. منذ أن تم إنشاء تركيز الطلاء المعدني على سطح القطعة يبلغ حجم البلاستيك في هذه المرحلة حوالي 0.75-0.12 ميكرومتر، ومن المهم جدًا توخي الحذر الشديد في تحريك ونقل هذه الأجزاء لمنع تلف الطلاء المعدني الناتج.

في جميع الخطوات المذكورة حتى الآن يمكن تعليق القطعة البلاستيكية داخل المحاليل الخاصة باستخدام الشماعة، أو يمكن غمر القطعة البلاستيكية داخل المحاليل المعنية باستخدام شبكة وسلة. لكن في هذه المرحلة (أي الطلاء الكهربائي)، يتم وضع معظم القطع البلاستيكية داخل محلول الطلاء باستخدام علاقات الطلاء، ويتم غمر الأجزاء الصغيرة فقط في محلول الطلاء باستخدام الشباك. عند استخدام علاقات الطلاء الكهربائي، من الضروري أن تكون للعلاقات وصلات قوية وقوية كهربائياً مع الجزء البلاستيكي لمنع الجزء البلاستيكي من الطفو داخل محلول الطلاء من ناحية، ومن ناحية أخرى لتوفير تيار كهربائي كافٍ الجزء البلاستيكي يصل إلى سطح القطعة البلاستيكية. بالرغم من أن التوصيل الكهربائي للطلاء اللاكهربائي تم إنشاؤه في الخطوة السابقة على القطعة البلاستيكية في حالة القطع الصغيرة ويكون متوسط ​​اتجاه حمل التيار الكهربائي اللازم للطلاء الكهربائي على سطح الجزء البلاستيكي كافيا، ولكن في حالة الأجزاء الكبيرة مثل قطع السيارات تكون المسافة بين شماعة الطلاء الكهربائي وبعض أجزاء هذه الأجزاء كبيرة بما يكفي ل تلبية التيار الكهربائي اللازم للطلاء الكهربائي، فالكهرباء التي تصل إلى هذه الأجزاء من القطعة غير كافية. في هذه الحالة، قبل البدء في الطلاء الكهربائي الرئيسي، قم بإنشاء طبقة بطانة من النحاس أو النيكل يمكن أن يكون استخدام محلول طلاء عالي الكفاءة بكثافة تيار منخفضة مفيدًا جدًا لمنع الطلاء اللاكهربائي من الاحتراق على الجزء البلاستيكي أثناء الطلاء الكهربائي الرئيسي. سمك طبقة البطانة هذه عادة ما يكون أقل من 2.5 ميكرومتر. يتم الحصول على الطلاء اللامع والسلس والمرن اللاحق باستخدام محلول طلاء كبريتات النحاس الحمضي. يتم إنشاء هذا الطلاء النحاسي من ناحية لتحسين المظهر السطحي للطلاء التالي ومن ناحية أخرى كطبقة ممتصة للإجهاد تشمل كلاً من إجهاد طبقة النيكل التالية الموضوعة عليها والضغط الناتج عن اختلاف الحرارة توسيع القطعة البلاستيكية والطبقات المعدنية المطلية عليها مفيدة. ويختلف سمك هذه الطبقة النحاسية حسب نوع التصميم وحجم الجزء البلاستيكي وأيضا الغرض من طلاء الجزء البلاستيكي. على سبيل المثال، سمك 15 ميكرومتر كافٍ للمقابض، وكذلك إطارات التلفزيون والراديو والأجزاء الزخرفية الصغيرة الأخرى، بينما بالنسبة للأجزاء الأكبر حجمًا التي من المفترض استخدامها في البيئات ذات درجات الحرارة المتغيرة، وكذلك الأجزاء الداخلية الحد الأدنى لسمك 20 ميكرومتر ضروري لهذه الطبقة. الأجزاء الخارجية للسيارة، وهي كبيرة الحجم ويجب أن تتحمل العديد من التغيرات في درجات الحرارة، تحتاج إلى طبقة نحاسية أكثر سمكًا تبلغ 0.25-0.20 ميكرومتر. بشكل عام، يمكن استخدام السماكة الأكبر لهذه الطبقة النحاسية لتحسين جودة الطلاء النهائي. يمكن استخدام أي نوع آخر من الطلاء المعدني على طلاء النحاس اللامع الحمضي. على أية حال، من أجل تحقيق خصائص خاصة، يتم استخدام طلاء النيكل أو الكريم بشكل شائع على طبقة النحاس. بينما في الطلاء الكهربائي لمعظم الأجهزة وكذلك الأجزاء الداخلية للسيارة يتم استخدام طبقة من طلاء النيكل اللامع ثم طبقة من طلاء الكريم، وفي حالة الأجزاء الخارجية للسيارة يتم استخدام طبقة من الكبريت - يتم استخدام طلاء النيكل الحر وشبه اللامع، ثم يتم استخدام طبقة من طلاء النيكل اللامع بالكامل وطبقة من الطلاء الكريمي مع الشقوق الدقيقة أو الثقوب الدقيقة. يعرض الجدول (1) الحد الأدنى لسمك الطلاء الذي تم إنشاؤه على القطعة البلاستيكية والذي يمكن أن يكون مفيدًا في الظروف البيئية المختلفة. تم تحديد هذه السماكات بناءً على التحقيقات المتعلقة بالالتصاق ومقاومة التآكل ومقاومة التغيرات في درجات الحرارة.