中文简体
Plast je materiál, po ktorom väčšina dizajnérov siaha, keď potrebujú vytvarovať niečo ľahké, pevné a lacné, a je to tiež zo svojej podstaty izolant. Na povrchu sa hromadí statický náboj, priľne na ňom prach a elektromagnetické rušenie prechádza plastovým krytom, ako keby tam stena nebola. Vodivý povlak na plaste je zvyčajnou odpoveďou, ale funguje dobre len vtedy, keď je zvolený pre polymér pod ním a nie pre údaj vodivosti vytlačený na údajovom liste.
Po viac ako desaťročí vývoja iónových kvapalín a funkčných aditív pre polymérové a elektronické aplikácie sme sledovali, ako sa opakuje rovnaký vzor: chémia je zriedkavo slabým miestom. Priľnavosť, predbežná úprava, kontrola vytvrdzovania a spôsob, akým je potiahnutý diel konečne uzemnený, rozhodujú o tom, či projekt obstojí v teréne.
Prečo sa vodivý náter na plast oplatí vynaložiť
Na kovovej časti je vodivosť vlastnosťou sypkého materiálu. Na plastovej časti je to niečo pridané k povrchu a tento rozdiel formuje celú inžiniersku úlohu. Väčšina projektov riadi tri požiadavky:
- Statické ovládanie. Manipulačné podnosy, podkladová páska a baliace fólie potrebujú riadenú cestu k zemi, aby sa náboj nehromadil a nevybíjal do citlivej elektroniky.
- Elektromagnetické tienenie. Vodivá vrstva na kryte tlmí rušenie pohybujúce sa dovnútra a von z krytu, čo je dôvod, prečo potiahnutý plast zostáva bežný v prístrojovom a komunikačnom hardvéri.
- Funkčné obvody. Membránové spínače, dotykové povrchy a tlačené antény používajú vodivé atramenty na prenášanie malých prúdov cez flexibilný film.
Výkon sa bežne vyjadruje ako povrchový odpor v ohmoch na štvorcový: približne 10 4 do 10 6 Ohm/sq je vodivý, 10 6 do 10 9 disipatívne a 10 9 do 10 12 antistatické, zatiaľ čo tienenie zvyčajne vyžaduje 10 0 do 10 2 ohmy/sq. Vedieť, ktorý pásik váš produkt skutočne potrebuje, šetrí peniaze, pretože povlak naplnený uhlíkom často robí prácu strieborného za zlomok nákladov.
Ako vlastne fungujú vodivé nátery na polyméri
Povlak je tenký film, nie kovová platňa. Je to spojivo, zvyčajne akrylové, epoxidové, polyuretánové alebo živica na vodnej báze, nesúce niečo, čo vedie.
Systémy na báze plniva
Sadze, grafit, strieborné vločky, nikel a postriebrená meď fungujú rovnako: pri určitom zaťažení sa častice navzájom dotýkajú a vytvárajú sieť cez vysušený film. Pod týmto prahom odpor prudko stúpa, a preto na naplnení plniva, čase miešania, hrúbke filmu a rozvrhu vytvrdzovania tak záleží. Mierne podplnený alebo nerovnomerne nastriekaný film dokáže čítať megaohmy tam, kde špecifikácia sľubovala kiloohmy.
Iónové a vnútorne vodivé systémy
Iónové kvapaliny, kvartérne amóniové soli a príbuzné chemické látky pohybujú skôr iónmi ako elektrónmi, čím poskytujú jemný rozptyl závislý od vlhkosti, ktorý vyhovuje antistatickým filmom. Vodivé polyméry ako PEDOT:PSS tvoria konjugovanú kostru, ktorá nesie elektróny a môžu byť potiahnuté dostatočne tenko, aby zostali opticky čisté. Obidve cesty sú príťažlivé tam, kde záleží na transparentnosti, flexibilite alebo nízkom zaťažení časticami a obe vyžadujú prísnejšiu kontrolu vlhkosti ako fólia plnená kovom.
Porovnanie bežných ciest nanášania
Nižšie uvedené údaje berte skôr ako východiskové body pre vaše vlastné pokusy, než ako garantované hodnoty.
| Trasa | Vodivý komponent | Povrchový odpor | Typické použitie | Hlavné obmedzenie |
|---|---|---|---|---|
| Plnené uhlíkom | Sadze, grafit | 10 3 do 10 6 ohmy/sq | ESD podnosy, páska, nízkonákladové tienenie | Tmavá farba, odieranie uhlíka |
| Plnené striebrom | Strieborné vločky | 0,01 až 0,1 ohmov/sq | Vysoko spoľahlivé tienenie, membránové spínače | Materiálové náklady |
| Kovová častica | Nikel, postriebrená meď | 0,05 až 10 ohmov/sq | Kryty, kryty konektorov | Nebezpečenstvo korózie a galvanického žiarenia |
| Iónové antistatické | Kvartérne amóniové alebo imidazoliové iónové kvapaliny | 10 6 do 10 11 ohmy/sq | Číre antistatické fólie, obaly, plechový tovar | Citlivosť na vlhkosť, riziko migrácie |
| Vodivý polymér | PEDOT:PSS a podobne | 10 2 do 10 6 ohmy/sq | Priehľadné ohybné elektródy, senzory | Citlivosť na vlhkosť a kyslosť |
Adhézia je miesto, kde väčšina projektov zlyhá
Plasty nie sú kovy. Neošetrený polypropylén a polyetylén majú povrchovú energiu takmer 30 mN/m, zatiaľ čo väčšina poťahových spojív potrebuje substrát nad približne 38 až 42 mN/m, kým sa správne navlhčia a spoja. ABS, polykarbonát a polyamid sú priateľskejšie, ale stále prichádzajú s prostriedkami na uvoľnenie plesní, prachom a kontamináciou pri manipulácii.
Praktickou odpoveďou je predbežná úprava. Plazmová a korónová úprava zvyšujú povrchovú energiu a pridávajú polárne skupiny, plameňová úprava robí to isté pre mnohé polyolefíny a priméry slúžia tam, kde nie je dostupné vybavenie. Nanášajte v rámci aktivačného okna, pretože ošetrené povrchy sa v priebehu niekoľkých hodín alebo dní uvoľnia späť do pôvodného stavu.
Pozornosť si zaslúžia dva ďalšie spôsoby zlyhania. Povlaky na báze rozpúšťadla môžu popraskať polykarbonátové zmesi, takže výber rozpúšťadla vyžaduje testovanie na skutočných dieloch a tepelne vytvrdené systémy môžu deformovať tenkostenné výlisky, a preto sa pre PVC a PET často vyberajú povlaky vytvrdzované pri nízkej teplote a UV žiarení.
Praktická aplikačná sekvencia
Prechodom od vzorky k výrobe táto objednávka minimalizuje prekvapenia.
- Pred objednaním akéhokoľvek náteru potvrďte kvalitu polyméru a zmerajte jeho povrchovú energiu.
- Vyčistite časti, aby ste odstránili prostriedky na uvoľnenie plesní, oleje a prach, potom s nimi manipulujte v rukaviciach.
- Predspracujte plazmou, korónou alebo plameňom a zaznamenajte parametre, aby sa mohli opakovať.
- Zamaskujte otvory konektorov, nálitky skrutiek a uzemňovacie kontakty a skontrolujte, či maskovanie prežije sprej.
- Naneste tenké, prekrývajúce sa vrstvy v konzistentnej vzdialenosti, a nie jednu hrubú vrstvu.
- Vytvrdzujte podľa spojivového systému, pretože vodivosť vo filmoch na báze plniva sa často zlepšuje, keď film schne.
- Pred spustením šarže otestujte prvé výrobné diely na odpor, priľnavosť a hrúbku.
- Dajte každej tienenej časti definovanú zemnú dráhu, pretože neuzemnená vodivá vrstva robí veľmi málo.
Čo merať pred zväčšením
Je ľahké zmerať vodivosť na čerstvej vzorke a zastaviť sa tam. Je užitočnejšie vedieť, ako sa povlak správa v prevádzke.
- Povrchový odpor, meraný pri kontrolovanej teplote a vlhkosti pomocou paralelnej sondy, na častiach, nie iba na plochých kupónoch.
- Priľnavosť pomocou testu krížovej pásky na potiahnutej ploche a na okrajoch odrezaných po potiahnutí.
- Hrúbka suchého filmu, sledovaná naprieč dielom, takže sú zachytené hrubé rohy aj tenké vybrania.
- Vlhkosť a tepelné cykly, ktoré vystavujú iónové systémy vlhkosti a systémy plniva namáhaniu rozhrania.
- Testovanie oteru a ohybu fólií, s ktorými sa bude počas montáže manipulovať, navíjať ich alebo ohýbať.
- Účinnosť tienenia na zostavenom kryte, pretože švy, medzery a nepotiahnuté upevňovacie body obmedzujú výkon častejšie ako samotná fólia.
Priradenie trasy k časti
Správna voľba väčšinou vypadne z geometrie a prostredia. Veľké, jednoduché panely a podnosy vyhovujú povlakom naplneným uhlíkom, ktoré sa rýchlo rozprašujú. Kryty s hlbokými vybraniami a vnútornými rebrami môžu potrebovať vodivé plnivo v živici alebo vákuový proces, pretože striekacia pištoľ sa nedostane všade. Priehľadné okienka smerujú k vodivým polymérom alebo iónovým antistatickým systémom, ktoré zostávajú číre, a časti vystavené rozpúšťadlám alebo soľným sprejom vyžadujú korózne správanie systémov plnených kovom, a nie neskoro.
Náklady patria do tej istej konverzácie. Celkové náklady na prijateľný diel sú úprimnejšie ako cena za liter náteru.
Keď zmes porazí náter
Nie každý statický problém potrebuje krok potiahnutia. Antistatická chémia môže byť primiešaná do živice, takže hotový výlisok rozptýli náboj bez sekundárnej operácie. Tento prístup dosiahne vnútorné povrchy, prežije čistenie a manipuláciu a úplne odstráni maskovanie, a preto je obľúbený pre prepravky, fólie a zložité lišty.
Ak vážite túto trasu, náš prehľad o antistatické prostriedky na plasty, textílie, elektroniku a pásky vysvetľuje, kde si zložené prísady zaslúžia svoje miesto a kde náter stále robí svoju prácu lepšie.
Kompromisy sú kompatibilita a stálosť. Prísada sa musí čisto rozptýliť, nesmie odfarbiť alebo skrehnúť polymér a musí zostať v súčiastke a nesmie migrovať na povrch a zotierať sa.
Výber chémie za prísadou
Iónové kvapaliny sú tu praktickou súpravou nástrojov, pretože katión a anión je možné vybrať takmer nezávisle. Napríklad kvartérny amóniový katión spárovaný s fluórovaným aniónom poskytuje tepelne stabilnú, v podstate neprchavú soľ, ktorá sa zmieša s polymérom alebo povlakom bez zápachu a vyparovania, ktoré prinášajú bežné antistatické povrchovo aktívne látky.
Tetraetylamóniumtetrafluórborát Kvartérna amóniová iónová kvapalina Tetraetylamóniumtetrafluórborát s čistotou 99 %, CAS 429-06-1, kvartérna amóniová iónová kvapalina pre katalýzu, elektrolyty a aplikácie priemyselných aditív. Zobraziť produkt → Štruktúrou sa riadia aj detaily. Dlhšie alkylové reťazce a väčšie anióny majú tendenciu zmäkčovať film a spomaliť pohyb iónov, zatiaľ čo menšie, polárne anióny zvyšujú vodivosť a citlivosť na vlhkosť. Iónové kvapaliny na báze hydroxylu a éteru sa často vyberajú tam, kde záleží na kompatibilite s polárnou živicou alebo povlakom na vodnej báze. Najprv definujte pásmo odporu, teplotu spracovania a režim čistenia, potom nechajte nasledovať chémiu.
V náterových a filmových formuláciách sú iónové prísady zvyčajne malou časťou zmesi, často okolo jedného až piatich percent hmotnosti suchého filmu, upravované smerom nahor len dovtedy, kým sa nedosiahne cieľový odpor.
Udržiavanie projektu na ceste
Vodivý povlak na plaste je skôr systém ako produkt. Polymér, predúprava, chémia, vytvrdzovanie a uzemnenie musia spolu súhlasiť a slabosť ktoréhokoľvek z nich sa prejavuje ako zlyhanie v teréne.
Disciplína, ktorá funguje, je neočarujúca: zmerajte povrchovú energiu pred výberom náteru, otestujte priľnavosť pred zväčšením a skontrolujte výkon po vlhkosti a tepelnom cyklovaní, a nie až v deň, keď boli diely vyrobené.
Ak by ste chceli diskutovať o konkrétnom substráte, merítku odporu alebo chémii prísad, náš technický tím rád pomôže .
