环保型化铣保护涂料的研制及应用

摘要：介绍了环保型化铣保护涂料的研制及应用,选用SBS树脂为主成膜物,辅以聚异丁烯和螯合酚醛树脂进行物理改性,再加入补强材料、其它助剂及碳酸酯类为主的混配溶剂,制得环保型化铣保护涂料。该涂料耐酸碱性好,剥离强度大小适中,涂膜均匀透明,成膜物可在溶剂中溶解,实现了保护胶成膜物的重复使用。

关键词：环保 化铣 涂料 成膜物

1、前言

化学铣切加工是利用化学溶液对工件表面进行腐蚀的一种加工技术。可剥性保护涂料是化铣过程中不可缺少的重要材料,在化铣加工过程中起到暂时的保护作用,满足化铣工艺要求,具有极好的抗化学腐蚀性,化铣工序完成后成膜物易于整张剥除。可剥性保护涂料用途广泛,可用机制造、机械加工、电子行业、电镀、阳极氧化等化学表面处理。可剥性保护涂料的作用是涂覆于不需加工的金属及非金属表面保护工件。

2、环保型化铣保护涂料的组成及特点

2.1 成膜材料[1]

用SBS树脂为主成膜物,辅以聚异丁烯和改性酚醛树脂进行物理改性。经改性后的成膜物致密性好,有足够的附着力,又能容易剥离,还有极好的抗化学腐蚀性。该可剥胶的成膜物可室温固化,耐热,耐腐蚀,柔韧性优异,并且该可剥胶的成膜物可在溶剂中溶解,实现了保护胶成膜物的重复使用,降低了生产成本,对环境无污染。

2.2 溶剂[2]

溶剂的挥发速度直接影响到胶膜材料析出的顺序和结晶的排列情况,从而对胶膜的强度产生影响,溶剂的选择原则是溶质和溶剂的溶解度参数相近。复合溶剂体系更有利于胶料的溶解。根据上述理论我们选择复合溶剂体系,在复合溶剂体系依据挥发度高的溶剂对胶膜材料部分溶解,挥发度低的溶剂能溶解全部组分的原则,使胶膜的组分随溶剂挥发由凝胶态到结晶均匀析出。通过试验我们选用目前国际流行的碳酸酯类和乙醇等为溶剂,选用的混合溶剂挥发速度适中,溶解能力强,流平好,使胶膜的表观性得到很好的保证。

2.3 补强材料[3]

单独使用成膜材料,存在着胶膜延伸率高的缺点,会在工艺中造成诸多不便,如(1)剥胶时不易整张剥除;(2)化铣时,由于膜偏软,在化铣过程中产生氢气流的冲击下易振动,造成浸蚀比值过大;(3)涂刷中体系流平性差,影响胶膜的均匀平整。为改善上述存在的问题,我们在可剥性保护涂料中加入适量的补强材料,即改善了上述缺点又使产品保持了一定的柔韧性,提高 了胶的剥离强度和硬度,同时赋与胶一定的触变性。补强材料的加入提高可剥胶的固含量的同时也提高了体系的耐热性和可剥性。

3、化铣保护涂料的应用

3.1 铝合金化铣中的应用[1]

在飞机制造工业中,飞机蒙皮整体和部件减重减薄需要化学铣切加工,目前国内各个飞机制造厂使用的化学铣切保护胶均是使用有毒化学品四氯乙烯,甲苯,二甲苯等为溶剂的产品,这样的产品在化学铣切过程中,要将占保护胶重量70%～75%左右的有毒溶剂挥发掉,留下胶膜,此过程对环境造成严重污染,操作工人深受其害。我们研制的环保型可剥性保护涂料解决了上述弊端,满足飞机蒙皮化学铣切加工工艺的要求,突出的优点是对各种型号的铝台金材料适应性强,施工简单,无需热硫化,在碱性溶液中铣切后,仍可整张剥除。铣切后直线度、浸蚀比好,浸蚀比为0.9～1,同时改善化铣车间的环境,保护劳动者的身体健康。

3.2 钛合金化铣中的应用

钛及钛合金具有密度小、比强度高、抗断裂和耐蚀性好的综合性能,在航空航天工业中得到越来越广泛的应用。但其机械加工性能不好,特别是对于薄壁、外形复杂的零件,加工难度更大,为此人们采用化学铣切代替常规的机械加工。在一定的温度下钛合金才能与浓硝酸、氢氟酸、浓硫酸和盐酸反应而被腐蚀,温度越高,腐蚀速度越快。我们研制的环保型可剥性保护涂料完全可以满足钛合金化铣工艺条件的需要。突出的优点是对各种型号的钛合金材料适应性强,可剥性好,化铣前后胶膜易于剥除;耐蚀性好,一次涂胶连续化铣多次无漏蚀;直线性好,化铣后,筋、线边缘整齐;浸蚀比为0.25～0.4。

3.3 阳极氧化中的应用

阳极氧化的方法是在铝合金表面形成厚而致密的氧化膜,以改变铝合金的硬度、耐磨性、耐蚀性及装饰性。可剥性涂料用于阳极氧化时铝合金表面不需要形成致密氧化膜部位的保护层,阳极氧化完成后可完全剥离。普通的阳极氧化是在硫酸、铬酸、草酸、磷酸等一种电解液中进行,复合阳极氧化是新型的阳极氧化技术,分别在硫酸、草酸和磷酸三钠电解液中进行。可剥胶的耐酸性能强,满足各种阳极氧化工艺要求,在阳极氧化电解液中腐蚀后,仍能整张剥除,同时不影响氧化膜的成长速度。

3.4 印刷线路板中的应用

插脚镀金和热风整平是印刷板生产中两个重要流程,一些不需要加工的部分要保护起来。过去常用专业的胶带作为镀金和热风整平时的保护层,但这种方法存在着成本高,常有余胶残留影响版面外观等缺点。目前使用可剥胶来代替胶带在镀金和热风整平中起保护作用,其具有以下明显优势:操作简单,易于剥除,成本降低,无残留痕迹和污点。可剥胶的附着力适宜,耐热性能好。在插脚镀金的过程中,可剥胶对孔和不需电镀的部分的保护效果好,没有发现镀金液渗透,又可以热风整平过程中保护镀金插脚部分,在高温下没有发现可剥胶的脱落,可见可剥胶经得起高温的作用。

4、结语

用BS树脂为主成膜物,辅以聚异丁烯和螯合酚醛树脂进行物理改性,再加入填料和其它助剂得到的环境友好型化学铣切保护胶既有足够的附着力,又能容易剥离,还有极好的抗化学腐蚀性。该保护胶的成膜物可在常温固化,在溶剂中溶解,实现了化学铣切保护胶成膜物的重复使用,降低了生产成本,对环境无污染。可剥性保护涂料作为临时性保护层,其耐酸性、耐碱性及耐高温性能好,可用机制造、电子行业、电镀、阳极氧化等化学表面处理。

参考文献

[1]杨海燕,陆联弟等.hx-01A化学铣切保护胶的应用[J].化学工程师,1998,(4),48-49.

[2]王颖,张震等.环境友好型化学铣切保护胶的研制.现代涂料与涂装,2008,(7),30-313.

[3]林翠,王文英等.可剥性化铣保护涂料的研制[J].表面技术,2006,(3),61-63.