Vylepšená sdílená odpovědnost u polykarbonátů pomocí plazmového ošetření

Obrázek 1: Atmosférický tlak plazmové ošetření polykarbonátové desky

Obrázek 2 (vlevo): Kapka vody na PC bez atmosférického plazmového ošetření, (vpravo): Kapka vody na PC po atmosférickém plazmovém ošetření; Efekty atmosférického plazmového ošetření polykarbonátu: V předběžném pokusu se projevuje výrazné snížení kontaktního úhlu s vodou = to naznačuje zlepšené pokrytí jako předpoklad pro lepivost na reakční nátěry.

Nový výzkumný projekt v Centru plastů v Lipsku (KUZ) zkoumá, jak lze povrchy vysoce průhledných, poškrábání náchylných polykarbonátů (PC) upravit. Cílem je dosáhnout přímého nátěru bez rozpouštědel pomocí „samozhojivých“ reakčních laků s dobrým adhezním spojem.

Polykarbonáty v vysoce průhledné kvalitě mají rostoucí podíl na trhu v oblasti optických komponentů. Důležitým tržním zaměřením je automobilový průmysl. Například nahrazení skleněných autoskel plastovými materiály umožňuje snížení hmotnosti vozidla a představuje možnost snížení spotřeby paliva. Nevýhodou při každodenním použití plastových dílů a designových prvků je jejich poškrábání citlivý povrch, takže je často nutné nanášet ochranné lakové vrstvy v následujících výrobních krocích.

"Samozhojivé" reakční laky pro citlivé povrchy

Pro snížení náchylnosti plastových povrchů k poškrábání v interiéru vozidla se zdá být perspektivní další přístup. Jelikož povrchy dílů nebo displejů potažené tvrdými nátěry v interiéru vozidla nemohou odolat dlouhodobému používání, nabízí se jako alternativa nátěr s „samozhojivými“ reakčními laky na bázi polyuretanu (PUR) nebo polyurey (PUA), které mají výrazné výhody.

Výzvy přímého nátěru ve formě při obrábění PC

Pro úspěšnou technologickou realizaci se osvědčuje zavedený proces „přímého nátěru ve formě“. V současnosti jsou dostatečně polární plasty, například PC/ABS směsi, SAN a ASA typy, stejně jako vybrané polyestery, trvale povrchově upravovány přímým nátěrem do formy při vstřikování. Naopak podle výzkumů v KUZ zatím různé formové hmoty PC nebyly vhodné jako formované substráty pro přímý nátěr ve formě s bezrozpouštědlovými PUR nebo PUA reakčními laky. Použití takto upravených dílů z PC zatím selhává kvůli nedostatečné adhezi vrstev, která při různých klimatických podmínkách vede k rychlému selhání spojení substrátu s reakčním lakem.

Atmosférický plazmový povrchový ošetření zlepšuje přilnavost

Ve výzkumném projektu „PC-AdPro2RIM“ se experimentálně zkoumá, jak lze povrchově upravit čerstvé vstřikované díly z polykarbonátu pomocí atmosférického plazmatu a jak je možné je kvalifikovat jako termoplastické nosné prvky pro proces „přímého nátěru ve formě“ s VOC-free PUR nebo PUA laky. Přitom mají být chemicky reaktivní skupiny vytvořené atmosférickým plazmovým ošetřením detekovány pomocí selektivních barevných reakcí a poprvé na povrchu poskytnuty informace o druhu, hustotě a homogennosti aktivace povrchu. Variací parametrů plazmového ošetření by měla být dosažena optimalizovaná přilnavostní úprava povrchu podle různých požadavků na bezrozpouštědlové PUR nebo PUA laky.

Cíl výzkumného projektu

Plánované řešení se zaměřuje na výrobu vysoce kvalitních spotřebitelských produktů a designových prvků. Výsledky výzkumu však nejsou určeny pouze pro povrchové úpravy a zlepšení povrchů PC dílů. Je rovněž možné a žádoucí přenést tuto technologii na další technicky významné, ale problematické přímo nanášené termoplastické materiály, například PMMA, COC a další. Hlavní cílové trhy pro implementaci výsledků výzkumu a vývoje do výroby jsou nejprve:

- Automobilový dodavatelský průmysl a OEM,
- výrobci vysoce kvalitní spotřební techniky,
- firmy zabývající se vstřikováním.

Kontakt: Jens Müller, Tel. 0341 4941605, mueller@kuz-leipzig.de
Poskytovatel financování: BMWi, FKZ: 49MF200040