专利名称：用于喷漆塑料零件的附着促进方法
技术领域：
本发明涉及增强喷漆在机动车辆外部中使用的模制塑料板上的的附着。
背景技术：
用于机动车辆的外部塑料板常常用诸如热塑性聚烯烃(TPO)的塑料模制。塑料板对于持久性、有竞争力的成本和设计灵活性是有利的，包括具有严密(tight)半径的复杂形状。虽然高度期望，但TPO和其它塑料板在获得高质量喷漆的表面上表现出困难，而这种高质量喷漆的表面在诸如挡泥板、顶盖以及保险杠罩的机动车辆外板上是必需的。具体地，尤其在严密半径的位置处，难以实现喷漆到TPO表面的适当的附着。一般而言，塑料板将不能适当地喷漆，因为喷漆具有极性成分，而塑料板的表面是非极性的，因此是不相容的。塑料板的表面未充分湿润。经受该问题的塑性材料是烃基聚合物，其含有伯碳、仲碳或叔碳，且附有氢分子。例子是聚丙烯(PP)、聚乙烯(HDPE、LLDPE,和LDPE、热塑性烯烃(ΤΡ0)、聚丁烯(PB)等。现有技术已经讨论了用于增强喷漆的附着的各种技术。例如，常用的处理，通常被称为附着促进剂，涉及使用类似肥皂的相溶剂，其吸收到塑料板的表面中，因此增强喷漆的附着能力。增强附着的另一方法涉及对TPO表面的火焰处理以产生碳氧键，然后用底漆涂覆。然而，所处理的表面必须在短时间内通常在一小时内喷漆。因此，将期望的是，提供一种用于增强模制的塑料车辆外部零件的涂覆性能的新的和改进的过程。
发明内容
一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的过程，该过程包括首先用三氧化硫处理该零件的表面，之后用铵处理该表面。本发明还提供如下方案:
1.一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的方法，所述方法包括:
用三氧化硫处理所述零件的表面；
以及，其后用铵处理所述表面。2.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:在用三氧化硫处理所述零件之前，干燥所述零件，并且在无水分的环境中用三氧化硫处理所述零件的表面。3.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:将所述零件放置在真空室中，将空气从所述室排出，然后添加新鲜的干的空气或惰性气体，然后再一次排空所述室以再一次干燥所述零件并且形成无水分的环境。4.根据方案3所述的方法，其特征在于，还包括:在排出空气之后，向干的空气或惰性气体添加三氧化硫并且将三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物引入到真空室中以用三氧化硫处理所述零件的表面。5.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:通过使加热的空气流动通过所述零件来干燥所述零件，通过使三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物流动通过所述零件来用三氧化硫处理所述零件的表面，并且之后通过使铵和干的空气流动通过所述零件来用铵处理所述零件的表面以用三氧化硫处理所述零件的表面。6.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化
剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫。7.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:将所述三氧化硫存储在极干容器中，并且将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干的空气或惰性气体流中。8.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫；将所述三氧化硫存储在极干容器中；将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干空气或惰性气体流中；以及，使极干空气或惰性气体流动通过所述零件。9.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:获得所述经处理的表面的在范围从约.064 g/m2至约.071 g/m2的三氧化硫含量。10.根据方案I所述的方法，其特征在于，还包括:通过分析硫的不期望的存在性针对反应完全性来分析所述经处理的表面，预示着水存在并且产生了硫酸。11.一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的方法，所述方法包括:
将所述零件放置在真空室中，将空气从所述室排出，然后添加新鲜的干的空气或惰性气体，然后再一次排空所述室以再`一次干燥所述零件并且形成无水分的环境；
在排空室之后，向干的空气或惰性气体添加三氧化硫并且将三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物引入到真空室中以用三氧化硫处理所述零件的表面；
以及，之后通过将铵和干的空气或惰性气体的混合物引入到所述室中以用铵覆盖所述三氧化硫来用铵处理所述零件的表面。12.根据方案11所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫。13.根据方案11所述的方法，其特征在于，还包括:将所述三氧化硫存储在极干容器中，并且将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干空气或惰性气体流中。14.根据方案11所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫；将所述三氧化硫存储在极干容器中；将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干空气或惰性气体流中；以及，使极干空气或惰性气体流动通过所述零件。15.根据方案11所述的方法，其特征在于，还包括:获得所述经处理的表面的在范围从约.064 g/m2至约.071 g/m2的三氧化硫含量。16.一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的方法，所述方法包括:
在热空气流中干燥所述零件；
制成三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物并且将所述混合物环绕所述零件流动以用三氧化硫处理所述零件的表面；
制成铵和干的空气或惰性气体的混合物并且将所述混合物环绕所述零件流动以用铵
覆盖所述二氧化硫。17.根据方案16所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫。18.根据方案16所述的方法，其特征在于，还包括:将所述三氧化硫存储在极干容器中，并且将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干空气或惰性气体流中。19.根据方案16所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫；将所述三氧化硫存储在极干容器中；将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干空气或惰性气体流中；以及，使极干空气或惰性气体流动通过所述零件。20.根据方案16所述的方法，其特征在于，还包括:获得所述经处理的表面的在范围从约.064 g/m2至约.071 g/m2的三氧化硫含量。本发明的适用性的进一步的范围将从下文提供的详细描述变得明显。应理解，详细描述和特定示例在指示本发明的示例性实施例的同时旨在用于说明目的并且不限制本发明的范围。
具体实施例方式
某些示例性实施例的下列描述在本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本发明、其应用、或使用。我们已经发现，合并了在无水分的环境中对塑料零件进行三氧化硫(S03)预处理接着用共基NH4中和的过程，将在塑料板的表面上提供极性基团形成，并且一旦被中和，附着的经表面处理的基团(S03-NH4+)是稳定的，并且在涂底漆和喷漆之前经处理的零件可无限期地被存储。经处理的表面增强了喷漆附着并使得半径小于2.0mm的零件设计成为可倉泛。我们已经发现，S03对含有氢分子或质子的化合物是超反应性的，并且与在塑料零件的非极性聚合物表面中常见的伯氢、仲氢和叔氢将立即起反应。但是，不幸地，S03也与水起反应以形成硫酸。我们已经发现，要使优先反应发生，必须使S03出现在干空气或其它惰性气体的无水分中优选反应位置，接着用NH4或铵覆盖反应性的S03。这将使S03无限期地稳定以在化学键合到TPO基底的表面上形成官能团。由于喷漆具有非极性功能性，所以该共价键会产生喷漆到基底的强附着。下列例子被提供仅用以说明该方法，并且不应被解释为限制要求保护的发明的范围。实施例1
S03通过在大约454C(850F)下通过钒催化剂将S02催化氧化成S03而产生。将S03存储在在极干容器中，并且计量供给到具有经泛美(Panametrics)水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干空气或惰性气体流中。将模制的TPO零件放置在空气被排至30英寸汞柱的真空室中。然后，将新鲜的干燥的空气或干燥的惰性气体添加到真空室。可以将该排空然后添加干燥的空气或干燥的惰性气体的过程进行一到四次以从该室和该零件清除所有的水分。当干燥完成时，将与干的空气或惰性气体混合的计量供给的S03量施加到塑料零件。在室最终排空之后，可引入S03。或者，通过使充满干空气或惰性气体的S03流动通过室可取代室内的干空气或惰性气体。S03反应是瞬时的，因为它与附着到叔碳、仲碳、或伯碳的氢分子以该顺序反应。该反应在室温下有效地发生。然而，该反应可在降低的温度和/或升高的温度下进行以控制反应速度。然后，添加铵(NH4)以中和任何未反应的活性S03-H分子并且以与剩余未反应的过量NH4形成稳定的S03-Nh4+。任何未反应的NH4被收集以在处理附加零件中使用，或加工为副产品以使用作化肥。实施例2
本申请的替代方法是在热干空气中干燥TPO塑料零件，然后在极干空气中包裹该零件。在干燥的空气中包裹该零件的同时，添加S03用于反应。在规定的时间之后，将铵气计量供给到干燥的空气流中以中和并且覆盖已反应的S03。最后，干燥该零件。实施例2的过程可以在分批过程或连续过程中进行，并且热空气或惰性气体在125 C (275 F)空气下或在烤箱中。分批过程可以在密封室中进行。连续过程可以在用位于隧道底部的输送带将这些零件输送通过圆柱体形状的隧道时进行。进气端口被设置在沿着隧道的顶部的特定位置处，并且排气端口被设置在底部。当零件首先进入时，以特定速度计量干热空气或干惰性气体以替换湿空气，并且将整个零件包裹规定的时间。空气环绕输送带经有助于导引空气流动的真空管线离开隧道，并且带走水分。在特定的时候，降低干空气速度，并且将计量的S03添加到并且允许与零件的表面起反应。在反应之后，将干空气/S03气体混合物导引远离零件到中和罐以容纳产生的作为S03与任何剩余的水分产生的副产品的任何硫酸。在S03反应之后，将铵计量供给到干空气中以覆盖在零件的表面上的活性S03。然后，将铵干空气的离开的气体混合物经过废物处理区域或浓缩器，在废物处理区域或浓缩器中，被转换成铵盐的铵被收集用作氮肥。我们已经发现，经处理的表面的S03含量的范围应从约.064 g/m2至约.071 g/m2。过程的质量通过针对 硫含量分析经处理的表面来监测。
权利要求
1.一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的方法，所述方法包括: 用三氧化硫处理所述零件的表面； 以及，其后用铵处理所述表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:在用三氧化硫处理所述零件之前，干燥所述零件，并且在无水分的环境中用三氧化硫处理所述零件的表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:将所述零件放置在真空室中，将空气从所述室排出，然后添加新鲜的干的空气或惰性气体，然后再一次排空所述室以再一次干燥所述零件并且形成无水分的环境。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括:在排出空气之后，向干的空气或惰性气体添加三氧化硫并且将三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物引入到真空室中以用三氧化硫处理所述零件的表面。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:通过使加热的空气流动通过所述零件来干燥所述零件，通过使三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物流动通过所述零件来用三氧化硫处理所述零件的表面，并且之后通过使铵和干的空气流动通过所述零件来用铵处理所述零件的表面以用三氧化硫处理所述零件的表面。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:将所述三氧化硫存储在极干容器中，并且将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干的空气或惰性气体流中。`
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:通过在大约850F时通过钒催化剂将二氧化硫催化氧化成三氧化硫来产生三氧化硫；将所述三氧化硫存储在极干容器中；将所述三氧化硫计量供给到具有由泛美水分分析器测量的水分读数等于或小于-60 C的极干空气或惰性气体流中；以及，使极干空气或惰性气体流动通过所述零件。
9.一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的方法，所述方法包括: 将所述零件放置在真空室中，将空气从所述室排出，然后添加新鲜的干的空气或惰性气体，然后再一次排空所述室以再一次干燥所述零件并且形成无水分的环境； 在排空室之后，向干的空气或惰性气体添加三氧化硫并且将三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物引入到真空室中以用三氧化硫处理所述零件的表面； 以及，之后通过将铵和干的空气或惰性气体的混合物引入到所述室中以用铵覆盖所述三氧化硫来用铵处理所述零件的表面。
10.一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的方法，所述方法包括: 在热空气流中干燥所述零件； 制成三氧化硫和干的空气或惰性气体的混合物并且将所述混合物环绕所述零件流动以用三氧化硫处理所述零件的表面； 制成铵和干的空气或惰性气体的混合物并且将所述混合物环绕所述零件流动以用铵覆盖所述二氧化硫。
全文摘要
本发明涉及用于喷漆塑料零件的附着促进方法，具体地，一种用于处理塑料零件以增强喷漆的附着的过程，该过程包括首先用三氧化硫处理该零件的表面，之后用铵处理该表面。
文档编号B05D3/04GK103240217SQ20131005015
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月8日 优先权日2012年2月10日
发明者C.K.比勒, S.J.布朗 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司