پوشش مخصوص فوم های پلی یورتان

پوشش‌های مقاوم­ کننده فوم در برابر سایش (In-Mold Coatings یا IMC) به منظور پوشش دهی…

نواقص سطح محصولات قالب گیری شده توسعه یافته است تا سطحی صاف و با کیفیت که دارای ظاهری مطلوب باشد را فراهم آورد. IMC ها عموما می توانند تک جزئی و یا دو جزئی باشند و باید به سرعت خشک یا پخت شوند. همچنین، می توانند به گونه ای طراحی شوند که مقاوم کننده محصول در مقابل نور فرابنفش باشند.

پوشش های دو جزئی به طور معمول شامل پلی ایزوسیانات های بلوکه شده می شوند که در اثر فعال شدن این گروه ها، می توانند با پلی ال واکنش دهند. لازم به ذکر است که این پوشش ها می توانند بر پایه آب یا حلال باشند؛ اگر دمای قالب بیشتر از 40 درجه سانتی گراد باشد، امکان استفاده از پوشش های پایه آب وجود دارد بنابراین دیگر نیازی به استفاده از حلال های آلی نیست. زمانی که از سیستم های حاوی حلال استفاده شود، پس از پاشش محلول در قالب، دما باید کمی بالاتر از دمای محیط باشد تا حلال تبخیر شود و یک فیلم نازک در سطح قالب شکل گیرد که به این پوشش ها، پوشش های تک جزئی گفته می شود.

در برخی موارد، سطح قالب در ابتدا با استفاده از عوامل رهاساز از قالب، سپس با ماده ای که به تشکیل شدن پوسته کمک می کند (IMC)، پوشش داده می شود و در نهایت مواد پلی یورتان به داخل قالب ریخته می شود. این عوامل ممکن است درون حلال مناسبی (به عنوان مثال کتون یا هیدروکربنی با نقطه جوش پایین) حل شده باشند و سپس به سطح قالب اعمال شوند. همچنین، ممکن است کاتالیست های مورد نیاز نیز به محلول ذکر شده اضافه شوند.

IMC عموما بی رنگ است اما امکان طراحی پوشش رنگی با توجه به سفارش مشتری وجود دارد. این پوشش از نظر شیمیایی با مواد فوم پلی یورتان پیوند می خورد و چسبندگی خوبی (چسبندگی قوی تر وارنیش (نوعی لاک)) به مواد پلی یورتانی دارد. به طور کلی از رنگدانه های یکسانی در مواد سازنده پلی یورتان و پوشش استفاده می شود تا رنگ مد نظر تا عمق محصول وجود داشته باشد و این اطمینان را بدهد در صورتی که نمونه در معرض سایش قرار گیرد، باز هم رنگ خودش را حفظ کند.

اعمال رنگ پس از قالب گیری محصول می تواند دچار ریزش، پوست پرتقالی شدن و یا آلوده شدن با ذرات گرد و خاک شود. اعمال رنگ همچنین نیاز به پخت در آون تا تکمیل شدن فرآیند دارد، از سویی دیگر فرآیندی حساس و نیازمند صرف انرژی می باشد.

از جمله مزیت های این پوشش رنگی نسبت به اعمال رنگ پس از فرآیند تولید، می توان به امکان تولید قطعات پیچیده بدون نگرانی در مورد جمع شدگی، کنترل شفافیت یا آسیب رسیدن یا معیوب بودن محصول اشاره کرد. فرآیند ذکر شده، این فرصت را در اختیار تولیدکنندگان می دهد تا تکرار تولید قطعات دقیقا با همان رگه ها، طرح و جزییات قالب باشد. پوسته دقیقا با شکل مطلوب (مورد نظر ما) در هنگام قالب گیری شکل می گیرد.

علاوه بر آن، اعمال این پوشش ها از آنجایی که در یک مرحله انجام می شوند ساده است. در حقیقت می توان گفت که این پوشش ها روشی مقرون به صرفه برای بهبود سطح محصول نهایی هستند. امروزه با توجه به شیمی پیچیده فوم ها و عملکرد بالایی که از آنها انتظار می رود، اغلب نیاز به دماهای متنوعی برای قالب در هنگام فرآورش می باشد، بنابراین، نیاز به طراحی پوشش های مخصوصی است. پوشش ها به گونه ای طراحی می شوند که امکان اعمال آنها بر قالب های متنوع وجود دارد و به سطوح تمام قالب ها از جمله آلومینیومی، فلزی، اپوکسی و فایبرگلاس می چسبند و اگر به درستی اعمال شوند می توانند تمام سطح قالب را به خوبی آغشته سازند و دوام خوبی برای محصول ایجاد می کنند. به طور کلی، این پوشش ها برای فوم های یورتانی یا پلی اوره (فوم سخت و منعطف)، الاستومرها و سیستم های ساختاری که با استفاده از فرآیند قالب گیری تولید می شوند می تواند بکار رود. تولیدکنندگان از این پوشش ها برای تولید قطعات داخلی خودرو (از جمله غربیلک فرمان)، زیره کفش، تجهیزات ورزشی، مبلمان سازی و … استفاده می کنند.

اهمیت اعمال پوشش های درون قالب (IMC) در فوم های اینتگرال

استفاده از آب به عنوان عامل ‌فوم‌ زا، اولین بار در سال 1993 معرفی شد و برای تولید فوم‌های اینتگرال پلی یورتانی با چگالی میانه تا نسبتا بالا بکار رفته است. آب با وجود سازگاری با محیط زیست، ایمنی و مقرون به صرفه بودن (با توجه به نوع عامل فوم­ زا)، مشکلاتی از جمله شکل گیری پوسته ضعیف را به همراه دارد زیرا که گاز کربن دی اکسید تولید شده تمایل چندانی به چگالش در سطح قالب از خود نشان ‌نمی دهد.

به بیان دیگر، در فوم اینتگرال شکل گیری پوسته با ضخامت مناسب بسیار دارای اهمیت است که در برخی مواقع پوسته به خوبی شکل ‌نمی گیرد و پوسته شکل گرفته خواص مطلوبی ندارد که منجر به عملکرد ضعیف فوم در مقابل سایش ‌می شود؛ از این رو، IMC حتما پیشنهاد ‌می گردد.

بدین منظور، در شرکت ایمن پلیمر شیمی، پوشش هایی مخصوص فوم های اینتگرال (خود پوسته) توسط محققان ما طراحی شده است.

مزیت پوشش های IMC

• کاهش یا حذف نواقص سطح و بهبود ظاهر محصول
• پایداری در مقابل UV و حفظ رنگ (جلوگیری از زرد شدن و یا رنگ پریدگی)
• افزایش دوام محصول نهایی (بهبود مقاومت نسبت به سایش، آب و مواد شیمیایی)
• امکان چاپ لوگو و برند بر روی پوسته محصول پوشش داده شده با IMC

روش کار (اعمال پوشش IMC)

برای اعمال پوشش درون قالب، تنها کافی است مراحل زیر طی شود:

• گرم کردن قالب تا دمای مورد نظر و ثابت نگه داشتن دما
• اعمال ماده رهاساز از قالب
• اعمال پوشش (IMC) با ضخامت کم از بالا تا پایین قالب
• ریختن و یا تزریق مواد (مخلوط فوم شونده) بر روی پوشش درون قالب
• فرصت دادن به پوسته به مدت 60 ثانیه تا تکمیل شدن فرآیند پخت آن (پیش از قالب گیری)

در واقع، بزرگترین نگرانی در زمینه استفاده از پوشش های درون قالب، مدت زمان اعمال یا پاشش آن و مشکل “IMC مرطوب یا خشک نشده” است. زمانی که IMC کاملا خشک نشده باشد، پدیده جدایش پوشش از سطح زیرلایه و ایجاد تاول هایی در سطح محصول قابل رویت خواهد بود. به طور معمول، هنگامی که پوشش به صورت لایه ضخیمی در یک مرحله اعمال شود، با “IMC مرطوب” مواجه خواهیم شد. حلال درون پوشش محبوس می ماند و منجر به تاول زدگی و چسبندگی ضعیف بین فیلم (پوشش) با زیرلایه خواهد شد. این رخداد می تواند با انتخاب تجهیزات مناسب که پوشش را به صورت خودکار اعمال کند رفع شود.

زمانی که پوشش به روش دستی اعمال شود، لازم به صرف زمان کافی (با توجه دمای قالب و دمای جوش حلال) تا خشک شدن کامل آن می باشد (عموما، پوشش بلافاصله پس از اعمال شدن در قالب خشک می شود).

به عنوان جمع بندی مطالب فوق، می توان گفت که پوشش هایی که درون قالب بکار می روند می توانند برای انواع فوم های پلی یورتانی که با استفاده از فرآیند قالب گیری تولید می شوند، کاربرد داشته باشند.

از آنجایی که در فوم اینتگرال دارا بودن پوسته با ضخامت مناسب از اهمیت بیشتری نسبت به دیگر فوم های پلی یورتانی برخوردار است، محققان شرکت ایمن پلیمر شیمی، پوششی مناسب فوم اینتگرال را طراحی کرده اند که با توجه به درخواست مشتری امکان افزودن رنگدانه به آن نیز وجود دارد؛ برای اطلاع بیشتر، با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

مقاله تهیه شده در واحد تولید محتوا شرکت ایمن پلیمر شیمی
استفاده از مقالات تنها با ذکر منبع مجاز است.