Domů / Novinky / Novinky z oboru / Plastová část substrátu byla ošetřena – proč se povlak po použití stále odlupuje?
Novinky z oboru
1
Plastový povrch ošetřený neznamená, že povrch je trvale stabilní
Plast se liší od kovu — jeho povrchový stav se může časem měnit. Zejména u dílů vyrobených vstřikováním se při výrobě používají separační prostředky a maziva. I po pouhém dokončení čištění nebo aktivace povrchu mohou některé nízkomolekulární látky stále postupně migrovat z vnitřku plastu směrem k povrchu. Povlak vypadá dobře hned po nastříkání, ale po určité době se stav rozhraní mezi nátěrem a substrátem změní, což způsobí snížení adheze.
2
Proč stejný povlak na jiném plastu snadno způsobuje odlupování?
Různé plasty mají velmi rozdílné povrchové energie, polaritu a chemické struktury. Například běžné PP a PE materiály mají ze své podstaty nižší povrchovou energii – nátěr se obtížně přirozeně roztírá jako na substrátech s vysokou povrchovou energií. I když se vytvoří kompletní film, skutečná kontaktní plocha může být stále nedostatečná. Tato situace nemusí vykazovat žádný zjevný problém při jednoduché zkoušce přilnavosti bezprostředně po aplikaci, ale po ponoření do vody, cyklování chlad-teplo nebo dlouhodobém používání se postupně projeví slabá místa rozhraní.
3
Nadměrná povrchová úprava není vždy lepší
Aktivace povrchu není čím silnější, tím lepší. Pokud jsou podmínky ošetření příliš silné, může dojít ke změně struktury povrchu plastu nebo dokonce k poškození povrchu. Některé efekty aktivace povrchu mají navíc určitou časovou platnost – pokud je doba stání po ošetření před nástřikem příliš dlouhá, aktivovaný stav se může postupně snižovat, což způsobí snížení původně zlepšené adheze. Je třeba vzít v úvahu sílu ošetření, jednotnost, čekací dobu po ošetření a skutečné okno postřiku.
4
Proč je test přilnavosti kvalifikovaný při dodání, ale po určité době se odlupuje?
Testování adheze se obvykle provádí v konkrétním čase a prostředí. Skutečné produkty však mohou vyžadovat vystavení vysoké teplotě, nízké teplotě, vlhkému teplu, ohýbání, tření a cyklování za tepla-studena. Plast a fólie mají různé stupně tepelné roztažnosti a kontrakce – po změně teploty substrát a fólie produkují různé velikosti rozměrových změn. Pokud je vazba mezi povlakem a plastem nedostatečná nebo má film sám o sobě velké vnitřní pnutí, může se na rozhraní po několika cyklech postupně vyvinout mikrotrhliny.
5
Pokud je povlak příliš „tvrdý“, může dojít také k odlupování plastových dílů
Plastové díly mají obvykle určitý stupeň flexibility. Pokud je povlak navržen příliš tvrdý a křehký, zatímco samotný substrát snadno podléhá mírnému ohybu nebo deformaci, povlak musí nést větší napětí. Když je rozdíl deformační schopnosti mezi fólií a plastem velký, může se při dlouhodobém používání objevit koncentrace napětí na rozhraní. Lepší je proto nátěry plastových dílů, které nemají vyšší tvrdost – je třeba najít vhodnou rovnováhu mezi přilnavostí, pružností a pevností filmu.
6
Proč může Adhesion Promoter pomoci, ale není úplným řešením?
U plastů s nízkou povrchovou energií mohou promotory adheze zlepšit mezifázovou vazbu mezi povlakem a substrátem. Nemohou však nahradit úpravu substrátu. Pokud je na plastovém povrchu přítomna zjevná kontaminace olejem, separačním prostředkem nebo jiným znečištěním, základní problém nemůže vyřešit pouhé zvýšení přilnavosti. Promotor adheze také musí odpovídat systému pryskyřice – příliš nízké dávkování může způsobit nedostatečný účinek; příliš vysoká může ovlivnit tvrdost filmu, odolnost proti vodě a výkon přetírání.
7
Jak zjistit, zda je problémem substrát nebo nátěr?
Pokud je adheze velmi dobrá ihned po ošetření, ale po určitém stání znatelně klesá, zaměřte se na stabilitu aktivace povrchu a migraci nízkomolekulárních látek. Pokud různé plastové substráty vykazují velmi rozdílné vlastnosti se stejným povlakem, zaměřte se na povrchovou energii substrátu a smáčení povlaku. Pokud je počáteční přilnavost způsobilá, ale po cyklování za studena a tepla dojde k odlupování, zaměřte se na pružnost povlaku, vnitřní napětí a rozdíly v tepelné roztažnosti mezi substrátem a filmem. Pokud přidání promotoru adheze situaci jednoznačně zlepší, dále optimalizujte typ promotoru a poměr přidání.
8
Jak zlepšit dlouhodobou přilnavost nátěrů plastových dílů?
Nejprve ověřte typ plastového substrátu a skutečný stav povrchu. Poté vyberte nátěrový systém přizpůsobený charakteristikám povrchu substrátu, který umožní nátěru substrát zcela smáčet. U plastů s nízkou povrchovou energií kombinujte také vhodný systém podpory přilnavosti. Současně vyvažte tvrdost a flexibilitu filmu a vyhněte se příliš křehkým povlakům, které generují nadměrné mezifázové napětí během změn za studena a tepla nebo mechanické deformace. Při skutečném hodnocení nejen počáteční testování přilnavosti, ale také kombinace odolnosti proti vodě, vlhkému teplu, cyklování chladu a tepla a ohybových testů pro sledování dlouhodobého výkonu.
Shrnutí
Substrát plastového dílu již ošetřený, ale stále se odlupuje, neznamená, že povrchová úprava nemá žádnou hodnotu. Skutečný problém může pocházet z nestabilního stavu povrchu po úpravě, nízké povrchové energie plastu, migrace separačního činidla, nedostatečného smáčení povlaku nebo nesouladu ve schopnosti deformace mezi fólií a plastem. Racionálnějším přístupem je nechat vzájemně sladit povrch substrátu, smáčení povlaku, mezifázovou vazbu a flexibilitu filmu – problém s odlupováním plastových dílů je skutečně vyřešen pouze tehdy, když počáteční adheze i dlouhodobé používání zůstanou stabilní.
Často kladené otázky
Jak dlouho trvá efektivní okno po plamenovém nebo plazmovém ošetření PP, než se smáčivost začne snižovat?
Aktivace povrchu plamenem a plazmou není trvalá. U PP zůstává zvýšená povrchová energie obvykle podstatně nad neošetřenou základní linií po dobu přibližně 24–72 hodin za normálních skladovacích podmínek, po kterých migrace povrchu s nízkou molekulovou hmotností progresivně snižuje přínos aktivace. Pro nejlepší výsledky přilnavosti se doporučuje nanesení nátěru během několika hodin po ošetření povrchu – konkrétní okno závisí na intenzitě ošetření, jakosti podkladu a podmínkách skladování. Měření kontaktního úhlu vody v intervalech po ošetření poskytuje kvantitativní údaj o tom, jak rychle klesá povrchová energie pro konkrétní kombinaci substrátu a ošetření.
Je základní nátěr na bázi chlorovaného polyolefinu (CPO) stále standardním přístupem pro adhezi k PP a polyolefinovým substrátům?
Primery na bázi CPO zůstávají široce používány pro adhezi polyolefinů, protože řetězce CPO se mohou fyzicky zaplétat a chemicky interagovat s povrchy polyolefinového substrátu, což poskytuje adhezi, kterou je obtížné dosáhnout pomocí konvenčních promotorů adheze. Environmentální a regulační tlak na chlorované materiály však vedl k vývoji alternativních přístupů – včetně specifických přísad promotorů adheze, modifikovaných pryskyřičných systémů a optimalizace povrchové energie substrátu – z nichž některé mohou snížit nebo eliminovat potřebu CPO. Vhodný přístup závisí na konkrétním typu polyolefinu, nátěrovém systému, požadavcích na výkon a příslušných předpisech.
