Page 53 - 《橡塑技术与装备》2024年1期
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综述与专论 陶永亮·改变聚合物表面张力的方法与案例
池槽处理后在 30 min 内完成丝印效果较好。
电晕处理（又称电火花处理）是将高压（2~100
Kv）、高频（2~20 kHz）电施加于电极上，在两电极
间产生电晕放电，以产生大量的等离子气体及臭氧，
这些等离子气体和臭氧与塑料表面作用，达到改变表
面张力的目的 [22] 。电池槽表面经过电晕处理后，使表
面产生游离基反应而使聚合物发生交联．表面变粗糙
图 3 喷涂底漆镀铝件示意图
并增加其对极性溶剂的润湿性，离子体由电击和渗透
子组成（下简称盖或槽）用料是共聚级聚丙烯 [17] 。PP 进入被印体的表面破坏其分子结构，将被处理的表面
耐热性能好，长期耐温 100 ℃左右 [18] ，具有优良的化 分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，表面由光滑变
学稳定性，耐酸碱和有机溶剂，电绝缘性能优良，制 得粗糙并存在着大量细小的空隙。丝印油墨涂在电池
品不易变形。盖与槽装配连接用热封黏接强度高。电 槽表面的空隙内，固化后被机械地镶嵌在孔隙中，形
池槽两个正表面要丝网印字，蓄电池生产厂家商标， 成许多微小的机械联接点，提高了油墨黏接力和丝印
规格，加液液面线等需要让用户知道，如图 4 所示。 表面附着能力。电池槽电晕处理表面后张力显着提高，
但张力不稳定，放置时间增长表面张力呈指数规律下
降，应在处理后及时印字。
油墨是丝网印刷中重要的材料，电池槽丝网油墨
是专用聚丙烯油墨，对电池槽表面处理好再用油墨印
刷。上世纪 90 年代中期，油墨厂家研制出免处理油墨，
不需对电池槽表面处理，只需对电池槽用汽油对表面
图 4 蓄电池槽印字与丝网油印示意图 进行擦拭（脱脂处理）达到丝印效果。
电池槽丝网印刷为塑料件二次加工，用于外观装 油墨与电池槽表面附着力检查方法参照国家 GB/
饰。PP 结晶度较高、表面张力低的非极性分子材料， T9286—1998 色漆和清漆漆膜的划格试验，用小刀在
其表面张力 31~33 mN/m，印刷前应极性表面处理改 试验面刻划 100 个间隔为 1 mm 的小方格，切割划透
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善油墨附着力 [19] 。其方法机械法（喷砂及磨毛）；物 至 底 材面，用 黏 附 力 350~400 g/cm 胶 带（ 可 用 3M
理法（火焰、电晕、高能辐射）；化学法（表面氧化、 Scotch 胶带），牢牢的黏住被测试的小方格，用手按
接枝、置换及交联）等。针对电池槽特点，采用火焰 住胶纸的另一端，以 60° 方向迅速拉下胶纸。切削边
或电晕处理提高表面张力 [20] 。 缘刀口处平整，无油墨黏在胶纸上为合格 [23] ，与镀铝
火焰处理法是用强氧化焰使塑料表面氧化的过 百格试验类同。也有根据需要不做百格，直接用 3M
程，用于提高 PP 印刷和黏接特性等。 一般要求表面 胶带试验。
张力值达到 41 mN/m， PP 材料本身表面张力无法满足， 耐酸性是电池酸液流在丝印油墨上不发生溶解，
火焰处理后表面张力达 48 mN/m。火焰处理改变其表 检查其附着力采用湿擦法，用电池酸液在丝印字表面
面张力可提高工件后续丝印质量 [21] 。 上进行湿擦，湿擦次数在 20 次以上印字有无变样 ；还
火焰处理时高温下塑料表面大分子发生氧化反应 有在印字表面涂覆酸液，放在 40~50 ℃温度烘箱里烘
产生极性基团，还对表面分子聚集的结构形态产生影 10 min 印字有无变样 [24] 。
响，使水基覆盖膜附着在塑料表面上。一般用自制天 2.3 塑料件表面处理获得好的黏接力
然气喷灯，形成温度高达 1 000~1 800 ℃的氧化火焰， 塑料之间（含与其他材料）黏接是塑件二次加工
来达到瞬间改变薄膜表面性能的目的，在处理中火焰 中必不可少的环节。聚合物之间（含与非金属或金属
温度、火焰与薄膜之间的距离和处理时间是影响处理 之间）黏接等都存在聚合物基料与不同材料之间界面
效果的重要因素。火焰处理是人为操作，按一定轨迹 黏接问题。黏接是不同材料界面间接触后相互作用的
火焰头在电池槽表面上 20 cm 距离处进行移动，使火 结果，靠分子间吸引力而黏接东西。被黏物与黏料的
焰的外延接触塑料表面瞬间达到 1 000 ℃的高温，电 界面张力、表面自由能、界面间反应等都影响黏接。
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