PEEK静电喷涂.docx
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PEEK静电喷涂
PEEK静电喷涂
一、PEEK作为涂料的优势
1、表面形貌良好,由于PEEK的流动性相对较好,其涂层表面也较为滑腻平整;
2、耐高温性能良好,能够在200℃的高温下长期工作,短时刻内能够在300℃下工作,温度达到400℃时,也很难分解,而且其利用温度与其他经常使用耐高温塑料相较高50℃;
3、附着力大,通常情形下,有机涂层需要底漆才能与基体良好附着,而PEEK涂层不需要底漆就能够对基材产生良好的附着;
4、耐磨性能极好,在200℃以上具有专门好的耐磨性和较低的摩擦
系数;
5、硬度较高,能够抗击由压力产生的蠕变;
6、耐侵蚀性能好,化学稳固性超级好,除浓硫酸之外,几乎不溶于其他的任何溶剂;
7、阻燃性能良好;
8、绝缘性能好;
9、力学性能优良。
由于PEEK的耐溶剂性超级优良,在通常的溶剂中不溶,因此无法像一样防腐涂料那样制成液态利用,只能像PPS(聚苯硫醚)一样实施固体粉末喷涂。
但它与PPS不同的地方是PPS在熔点以上的液态时熔体黏度很小,而PEEK即便在熔点以上的400℃,熔体的黏度也专门大,流平性差。
因此要取得表面光泽的涂层,长期以来均利用静电喷涂工艺。
二、PEEK喷涂工艺进程
(1)静电喷涂
静电喷涂的工艺流程如下:
表面处置→涂覆→喷涂→熔融→热处置→检测→缺点补救→清理。
静电喷涂的粉末和基体之间是物理吸附,因此静电喷涂后,需要对粉末进行熔融和相应的热处置。
PEEK采纳静电喷涂烧结时只要400℃左右。
(2)火焰喷涂
有资料报导,Victrex公司与美国的一家火焰喷涂设备制造商合作,成功开发出可适用于PEEK树脂的火焰喷涂设备。
该设备的工作原理是:
PEEK
固体粉末在火焰喷枪内先熔融,呈液态后喷涂到制品表面形成涂层。
此工艺解决了长期制约静电喷涂工艺的两大瓶颈:
一是由于静电效应,对形状复杂的制件难以施工;二是对大件制品必需建造相适应的大型烧结炉。
它的另一项魅力在于,用这种工艺还能够对已磨损的部件进行修复,而没必要改换。
三、PEEK涂层的应用
PEEK涂料在上世纪90年代开始作为重防腐涂料第一从化工设备的防腐开始应用,而且专门快在欧、美、日等先进工业国取得推行。
本世纪后,除上述要紧防腐应用领域外,PEEK涂料不断地在更多功能领域扩展。
(1)在半导体制造业中的应用。
2007年,Victrex公司发布,在原PEEK涂料的基础上又推出Vicote807Blk和Vicote810Blk两种可供半导体生产设备用的抗静电牌号涂料。
因为是水性涂料,很少有挥发性有机物,因此符合欧盟(EU)的RoHS标准。
其制品见图1。
(2)在不粘炊具和食物加工行业领域的应用。
与过去那个领域用的PTFE、PES、PI、PPS等树脂相较,由于PEEK树脂除C、H、O元素之外,不含其他如F、N、S等元素,而且耐热稳固性好,最近几年来已在炊具和食物加工行业中取得推行,并取得好评。
PEEK涂层在这些领域中的应用除早已取得美国食物治理局(FDA)的认证外,2020年还在日本取得厚生省的认证。
相关制品照片如图2所示。
(3)在运动器材方面的推行。
日本的相关新闻报导,Victrex公司的涂料材料“VICOTECoatings”已被美国的体育器材生产公司所采纳。
那个部件要与皮带相摩擦,其耐磨耗的持久性很重要,初选的其他材料的磨耗性能不如PEEK,故最终选用PEEK涂层,如图3所示。
(4)在电话零配件上的应用。
一样来自日本的相关新闻报导称,Victrex公司的PEEK涂料已被台湾的相关公司用于电话上。
这种滑动式电话的显示器与键盘要滑动状态利用,因此对折叶要求有专门好的滑动性。
之前用的是聚酰亚胺材料,但存在耐久性问题。
改用PEEK涂覆后,取得了理想的成效。
实际利用说明,涂层的耐擦伤性、耐摩擦磨耗性、耐热性、附着力、加工性等都很优良。
测试说明,即便经20万次操作,涂层还能维持最初的滑动性;而且在经济上还可降低生产本钱,也符合RoHS规定。
该公司还预备在其机型上利用,详见图4。
(5)应用于液面计的传感器上。
据日本报导,Victrex公司的“VICOTECoatings”涂料已被德国的一家计量设备厂在面向食物加工领域的静电容量式液面计的检测探针的绝缘涂覆所采纳。
用PEEK代替传统的氟塑料,能够提高测定结果的稳固性,制品的利用寿命延长20%~50%。
PEEK应用于静电容量式液面计的检测探针实物照片见图5。
(6)在制鞋模具上的应用。
台湾的制鞋模具厂商已在鞋模上采纳了Victrex公司的“VICOTE
Coatings”涂料。
由于PEEK具有与金属的附着力强、耐磨耗等优势,采纳后与过去用的EVA(乙烯−醋酸乙烯共聚物)涂层相较,其寿命延长30倍。
过去也用过PTFE(聚四氟乙烯)涂层,但其附着力差,平均一两天就要再涂一次,而用了PEEK涂层后,寿命延长到1.5个月。
四、一种PEEK静电喷涂的工艺条件
用静电喷涂法在样品板表面均匀喷涂一层聚醚醚酮粉末涂料,静电电压80kV,静电电流10μA,供粉气压0.4MPa,喷涂距离0.2m,喷粉量20g/min;将涂覆有粉末涂料的样品板置于380℃熔融10min使涂料充分流平,直接在冰水混合物中淬火取得无定形PEEK涂层,再将无定形涂层在260℃结晶30min取得半结晶涂层。
通过粉碎和筛分处置取得的PEEK粉末平均粒径为21.85μm,粒径散布呈现典型的正态散布且散布较窄,累计质量分数3%和97%对应的PEEK粒径别离为2.47和74.80μm,适用于静电喷涂法制备PEEK涂层。
聚醚醚酮(PEEK-A~PEEK-C的熔融指数别离为63,98和140g/10min。
熔融指数较大的PEEK-B和PEEK-C能形成平整的涂层,摩擦系数低且稳固,更适合静电喷涂制备PEEK涂层。
相关于无定形涂层,半结晶涂层有更高的硬度,更低的摩擦系数,磨损率相差不多。
在相同退火处置条件下,聚醚醚酮熔融指数较大,结晶度高,有利于提升半结晶涂层的硬度,降低摩擦系数,对磨损率阻碍很小。
五、涂料性能测试
涂料油漆性能检测项目
性能检测:
外观颜色比重粘度细要细腻程度酸价固体分遮盖力利用量消耗量干燥时刻漆膜打磨性流动特性附着力漆膜硬度柔韧性冲击强度耐磨性粘弹特性光泽度。
一、老化测试:
盐雾老化、高低温循环、光老化、臭氧老化、人工加速老化等老化项目。
二、物理性能:
容器中状态、外观、透明度、白度、颜色、附着力、粘度、细度、灰分、PH值、闪点、密度、硬度、体积固体含量、不挥发物含量、贮存稳固性、对照率、流出时刻、回黏性等。
3、化学性能:
耐候性、耐磨性、耐酸碱性、耐汽油性、耐冲击性、渗色性、耐水性、耐湿热性、耐挥发油性、耐污染性、耐盐雾性、涂层耐温变性、耐沾污性、耐洗刷性、耐滚水性、耐洗涤剂性、耐溶剂擦拭性等。
4、施工性能:
遮盖力、利用量、消耗量、干燥时刻(表干、实干)、漆膜打磨性、流平性、流挂性、漆膜厚度(湿膜厚度、干膜厚度)、漆膜加热实验、划格实验等。
五、油漆电学性能:
导电性、击穿电压或击穿强度、绝缘电阻、介质常数、介质损失。
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