Ulepszona odpowiedzialność zbiorowa w przypadku poliwęglanów dzięki obróbce plazmowej

Rys. 1: Plazmowa obróbka pod ciśnieniem atmosferycznym płyty poliwęglanowej

Rys. 2 (po lewej): Krople wody na PC bez obróbki plazmowej w atmosferycznym ciśnieniu, (po prawej): Krople wody na PC po obróbce plazmowej w atmosferycznym ciśnieniu; Efekty obróbki plazmowej w atmosferycznym ciśnieniu poliwęglanu: Wstępne badanie wykazuje wyraźne zmniejszenie kąta kontaktu z wodą = co sugeruje poprawę zwilżalności jako warunku wstępnego dla przyczepności do powłok reakcyjnych.

Nowy projekt badawczy w Centrum Tworzyw Sztucznych w Lipsku (KUZ) bada, jak można powierzchniowo wykańczać wysokotransparentne, podatne na zarysowania poliwęglany (PC). Celem jest osiągnięcie bezpośredniego lakierowania bezrozpuszczalnikowych, „samoleczących się” reakcyjnych lakierów bezbarwnych o dobrej przyczepności do podłoża.

Poliwęglany o wysokiej przejrzystości stanowią rosnący udział w rynku komponentów optycznych. Ważnym segmentem rynku jest przemysł motoryzacyjny. Na przykład wymiana szklanych szyb samochodowych na materiały z tworzyw sztucznych pozwala na zmniejszenie masy pojazdu i stanowi narzędzie do obniżenia zużycia paliwa. Wadą codziennego użytkowania elementów formowanych z PC i elementów dekoracyjnych jest ich podatna na zarysowania powierzchnia, dlatego często konieczne jest nakładanie warstw ochronnych lakierów w kolejnych etapach produkcji.

"Samoleczące" reakcyjne lakiery do wrażliwych powierzchni

Aby zmniejszyć podatność na zarysowania powierzchni z tworzyw sztucznych w wnętrzach pojazdów, coraz bardziej popularne staje się podejście polegające na pokrywaniu powierzchni elementów sterujących lub wyświetlaczy, które nie wytrzymują długotrwałych obciążeń w kabinie pojazdu, powłokami z „samoleczących się” reakcyjnych lakierów bezbarwnych na bazie poliuretanu (PUR) lub poliurei (PUA).

Wyzwania związane z bezpośrednim lakierowaniem w formie narzędziowej przy PC

Do skutecznej realizacji technologicznej odpowiedni jest znany proces „bezpośredniego lakierowania w narzędziu”. Obecnie trwałe pokrywanie powierzchni elementów formowanych z polarnych tworzyw sztucznych, takich jak np. mieszanki PC/ABS, SAN i ASA oraz wybrane poliestry, odbywa się przez bezpośrednie lakierowanie form wtryskowych. Jednakże, według badań przeprowadzonych w KUZ, różne masy formowe PC do tej pory nie nadawały się w pełni jako podłoża do bezpośredniego lakierowania w narzędziu za pomocą bezrozpuszczalnikowych reakcyjnych lakierów PUR lub PUA. Zastosowanie takich wykończeń na elementach z PC jest dotychczas ograniczone ze względu na niewystarczającą przyczepność warstw, co pod wpływem różnych warunków klimatycznych może prowadzić do szybkiego uszkodzenia połączenia podłoża z lakierem reakcyjnym.

Poprawa przyczepności dzięki plazmowej obróbce w atmosferze

W ramach projektu badawczego „PC-AdPro2RIM” przeprowadzane są eksperymentalne badania, jak spryskiwane jeszcze wtryskarki elementy z poliwęglanu mogą być poddane obróbce powierzchniowej za pomocą plazmy w atmosferze i jak można je przygotować jako termoplastyczne elementy nośne do procesu „bezpośredniego lakierowania w narzędziu” z VOC-bezpiecznymi lakierami PUR lub PUA. Podczas tych badań mają zostać wykryte chemicznie reaktywne grupy powstałe w wyniku plazmowej obróbki, za pomocą selektywnych reakcji barwnych, a po raz pierwszy na poziomie powierzchniowym mają być możliwe do określenia rodzaj, gęstość pokrycia i jednorodność aktywacji powierzchni. Poprzez modyfikację parametrów plazmowej obróbki w procesie, ma zostać osiągnięta optymalna przyczepność i dostosowanie aktywacji powierzchni do różnych wymagań dotyczących bezrozpuszczalnikowych lakierów PUR i PUA bez rozpuszczalników.

Cel projektu badawczego

Oczekiwanym rozwiązaniem jest skoncentrowanie się na produkcji wysokiej jakości produktów konsumenckich i elementów dekoracyjnych. Jednakże wyniki badań nie są ograniczone wyłącznie do powlekania i wykańczania elementów z PC. Rozsądne i pożądane jest również wdrożenie tej technologii do innych technicznie istotnych, lecz problematycznych do bezpośredniego powlekania termoplastycznych materiałów, takich jak np. PMMA, COC i inne. Na początkowe rynki, na których można wdrożyć wyniki badań i rozwoju, można rozważyć:

- przemysł dostawców do przemysłu motoryzacyjnego i OEM,
- producentów wysokiej jakości technologii konsumenckiej,
- firmy zajmujące się przetwórstwem wtryskowym.

Osoba kontaktowa: Jens Müller, tel. 0341 4941605, mueller@kuz-leipzig.de
Dofinansowujący: BMWi, FKZ: 49MF200040