Proses pemasangan salutan nano: rawatan permukaan, penggunaan salutan dan tempoh penjagaan

Sebab cat nano dikatakan "nipis namun kuat" adalah kerana lapisan fungsinya selalunya hanya pada skala nano ke mikron: sebagai contoh, lapisan seramik nano berasaskan SiO₂ untuk cat automotif di pasaran mempunyai ketebalan filem sekitar 1–3 µm (menurut data teknikal Gaamp360), manakala sesetengah perisai seramik nano cat kereta hanya mempunyai ketebalan 200–400 nm (menurut data Onyx Nano Shield). Lapisan yang begitu nipis, sama ada dapat benar-benar menyerlahkan prestasi superhidrofobik, pengerasan, anti-calar dan tahan kakisan, hampir sepenuhnya bergantung pada proses pembinaan—jika permukaan tidak dibersihkan, walau cat nano seberapa mahal pun akan tanggal berkeping-keping; jika sapuan terlalu tebal akan mengalir menitis, jika terlalu nipis akan kelihatan asas; jika tetingkap penyelenggaraan tidak mengawal suhu dan kelembapan, pengerasan tidak sempurna, sudut sentuhan dan ketahanan akan merosot dengan ketara. Artikel ini memecahkan pembinaan cat nano kepada tiga peringkat "pemprosesan permukaan—penyapuan—penyelenggaraan", dan memberikan parameter serta kriteria penentuan yang boleh dilaksanakan satu persatu.

Sebagai pembekal sistem salutan industri dan automotif, Kexin New Materials (kexinMaterials) mempunyai penyelesaian matang dalam cat seramik nano, perlindungan hidrofobik dan bahan kimia pra-pemprosesan berkaitan; cadangan proses dalam artikel ini juga berasal dari pengumpulan keadaan sebenar ini, dan boleh diguna pakai terus bersama setiap bahagian di bawah.

Satu, mengapa proses pembinaan menentukan kejayaan atau kegagalan cat nano

Cat nano dan cat tradisional bukanlah pada skala yang sama dari segi "ketebalan". Cat atas epoksi tradisional selalu melebihi 100 µm (seperti cat atas epoksi-poliuretana yang boleh mencapai 100–120 µm bagi satu sapuan, menurut ringkasan parameter produk domestik), bergantung pada perisai fizikal filem tebal; manakala cat nano bergantung pada kimia permukaan dan morfologi mikro—tenaga permukaan rendah menghasilkan sudut sentuhan besar (hidrofobik), rangkaian anorganik padat menghasilkan kekerasan dan rintangan haus, lapisan ultra-nipis hampir tidak menambah saiz komponen. Kosnya ialah: ia sangat sensitif terhadap keadaan permukaan substrat.

Dari segi mekanisme, sama ada cat akhirnya "boleh bertahan", bergantung pada tiga faktor mikro:

• Penambat mekanikal: Permukaan substrat mesti mempunyai kekasaran mikro yang sesuai, supaya cat dapat meresap ke dalam turun naik dan membentuk "gigitan". Semburan pasir ke Sa 2½ (ISO 8501-1) adalah untuk menghasilkan turun naik ini.
• Penjerapan kimia/fizikal: Permukaan substrat mesti bersih, diaktifkan, tanpa minyak, kerak oksida, atau agen pelepas yang menghalang ikatan antara muka.
• Padanan tenaga permukaan: Menurut persamaan Young, cosθ = (γ_SV − γ_SL)/γ_LV, semakin rendah tenaga permukaan pepejal (γ_SV), semakin sukar cecair melembapkan, dan semakin besar sudut sentuhan θ. Cat nano sendiri mengejar "tenaga permukaan rendah", tetapi ini bermakna ia sendiri sukar melekat pada plastik atau lapisan lilin bertenaga permukaan rendah—kecuali diaktifkan dahulu.

Satu ayat: Cat nano ialah "kejuruteraan antara muka", bukan "sapu satu lapisan filem". Tiga peringkat di bawah dipecahkan satu persatu.

Dua, pemprosesan permukaan: tiga prinsip kebersihan, kekasaran, pengaktifan

Sama ada permukaan cat kereta, sarung elektronik atau struktur keluli industri, pemprosesan permukaan mengambil bahagian terbesar dalam kejayaan atau kegagalan pembinaan. Cat nano lebih-lebih lagi demikian.

2.1 Penanggalan minyak dan degreasing: langkah pertama, juga langkah yang paling mudah ditinggalkan

Sebarang minyak, cap jari, lilin, agen pelepas silikon akan membentuk lapisan sempadan lemah pada antara muka, menyebabkan cat nano "melekat palsu". Prosedur standard cat seramik kereta ialah melakukan degreasing IPA (isopropil alkohol) dahulu—guna IPA celup kain bukan tenunan sapu berulang kali, buang glasur, minyak dan baki agen penggilap (menurut proses pembinaan Gaamp360). Komponen industri pula selalunya guna degreasing beralkali, sapuan pelarut atau degreasing wap. Kriteria penentuan sangat mudah: filem air boleh merebak berterusan di permukaan (tidak mengecut jadi titisan), menunjukkan degreasing telah mencukupi.

2.2 Semburan pasir dan kekasaran: menghasilkan "titik sauh"

Untuk substrat logam, semburan pasir ialah pra-pemprosesan paling boleh dipercayai. Ambil cat seramik nano komposit hidrofobik self-cleaning YC-8703 sebagai contoh, TDSnya memerlukan semburan pasir mencapai Sa2.5 ke atas, dengan alumina putih 46 mesh sebagai bahan kerasan terbaik; magnitud kekasaran permukaan boleh rujuk keperluan umum cat anti-kakisan—selepas semburan pasir kekasaran biasanya dikawal pada 30–75 µm (menurut parameter pembinaan siri cat anti-kakisan alkyd GB/T 25251). Kekasaran bukan semakin besar semakin baik: terlalu besar mudah menangkap kotoran, menyebabkan ketebalan filem tidak seragam; terlalu kecil pula kurang penambatan.

Tahap semburan pasir dibahagikan mengikut ISO 8501-1:

• St 2 / St 3: Pekerjaan tangan atau alat kuasa untuk buang karat, hanya sesuai untuk perlindungan am;
• Sa 2½ (iaitu Sa 2.5): Semburan pasir menyeluruh, hampir putih, titik permulaan disyorkan untuk cat nano dan anti-kakisan berat;
• Sa 3: Tahap putih bersih, keperluan tertinggi.

2.3 Pengaktifan keluli tahan karat dan logam bukan ferus

Permukaan keluli tahan karat, aluminium, lapisan galvanis selalunya mempunyai lapisan oksida padat atau lapisan gulungan licin, pelekatan langsung adalah lemah. TDS pengeluar seperti Jotun secara jelas memerlukan: keluli tahan karat perlu digosok dengan bahan kerasan bukan logam untuk menghasilkan calar (memberi titik sauh mikro dan permukaan segar), dan tidak boleh hanya dibersihkan biasa. Untuk aluminium dan aloi, selalunya disokong dengan fosfatisasi, kromatisasi (terhad oleh peraturan) atau filem penukaran pasif tanpa krom. Langkah ini pada intinya ialah "menukar permukaan inert kepada permukaan aktif".

2.4 Kawalan titik embun: musuh yang tidak kelihatan

Titik embun persekitaran pembinaan menentukan sama ada air akan tercondong pada substrat. Disiplin umum industri ialah: suhu substrat mesti melebihi titik embun sekurang-kurangnya 3 ℃ (menurut keperluan persekitaran pembinaan cat atas epoksi-poliuretana: suhu 5–35℃, kelembapan relatif ≤ 80%, suhu substrat melebihi titik embun 3℃ ke atas). Jika suhu substrat lebih rendah daripada titik embun, permukaan akan membeku filem air yang sukar dilihat dengan mata kasar, cat nano yang ditutup di atasnya akan mengurung air di antara muka, pengerasan berbuih, pelekatan sifar. Tapak industri harus dilengkapkan dengan termometer kelembapan dan kalkulator titik embun, ukur sebenar sebelum kerja.

Tiga, kaedah penyapuan: nipis, seragam, kawal ketebalan

Cat nano paling dilarang "sapu tebal". Prestasinya datang dari lapisan fungsi seragam, bukan dari timbunan ketebalan.

3.1 Penyemburan: tanpa udara, udara, HVLP bagaimana memilih

Cat nano industri dan automotif kebanyakannya guna penyemburan. Parameter boleh rujuk pengalaman cat kereta dan cat industri:

• Penyemburan udara/HVLP: Pengatoman baik, filem seragam, sesuai untuk cat seramik kereta dan komponen halus; tekanan hujung cap HVLP biasanya ≤ 0.7 bar (menurut TDS lacquer 2K Lesonal AkzoNobel).
• Penyemburan tanpa udara: Tekanan besar, kecekapan tinggi, sesuai untuk komponen industri luas; tetapi untuk lapisan nano ultra-nipis perlu kawal ketat jumlah cat keluar dan kelajuan picu pistol.
• Saiz muncung pistol dan tekanan perlu ditentukur mengikut kelikatan cat, elak semburan kering atau mengalir menitis.

3.2 Sapuan (Wipe-on): proses tipikal cat seramik kereta

Cat seramik kereta berasaskan Si secara umum guna proses "sedikit demi sedikit berulang, sapu silang, segera lap bersih" (menurut aliran Gaamp360: degreasing IPA → sapu silang sedikit demi sedikit → kilat kering 30 s–3 min → lap bersih → elak air 24–48 j). Intinya: guna kain kecil celup sedikit cecair cat, sapu silang nipis pada permukaan cat, biar pelarut kilat kering membentuk lapisan awal, kemudian guna kain baru lap lebihan cat. Lebihan yang tidak dilap, selepas kering akan putih, tinggalkan kesan.

3.3 Rendaman / aliran sapuan: pilihan utama elektronik dan komponen kompleks

Untuk geometri kompleks seperti PCB, penyambung, komponen kecil, penyemburan sukar liputi sepenuhnya, rendaman atau aliran sapuan lebih boleh dipercayai. Cat seramik nano penebat superhidrofobik elektronik ECS 1300AG guna "penyemburan / sapuan / rendaman" pelbagai cara, dan kebanyakannya satu sapuan (menurut data ECS 1300AG). Kunci rendaman ialah kelajuan tarik dan kawalan titisan menugal, elak genangan cecair.

3.4 Kawalan ketebalan filem: kesedaran skala nm ke µm

Ketebalan filem cat nano untuk kegunaan berbeza sangat berbeza, mesti kawal mengikut TDS produk:

Ketebalan filem perlu diukur dengan profilometer, elipsometer atau keratan SEM (peringkat nano), bukan sikat filem basah biasa—ralat alat biasa akan lebih besar daripada ketebalan filem.

3.5 Kilat kering dan antara lapisan

Selepas setiap lapisan disapu perlu tinggalkan masa kilat kering untuk pelarut meruap, rangkaian mula terbentuk. Tetingkap kilat kering Gaamp360 ialah 30 s–3 min, kemudian lap bersih. Apabila lapisan bertindih, antara lapisan juga perlu kawal: terlalu cepat pelarut belum keluar akan berbuih, terlalu lambat permukaan sudah keras akan bentuk antara muka lemah antara lapisan.

Empat, tetingkap penyelenggaraan: suhu, kelembapan dan masa pengerasan

Cat nano "disapu" dan "membentuk filem" adalah dua perkara berbeza. Tetingkap penyelenggaraan tidak dikawal, prestasi hanya separuh.

4.1 Tetingkap suhu kelembapan

Kebanyakan cat seramik nano berasaskan pelarut sensitif pada suhu kelembapan:

Gaamp360：suhu penggunaan 5–30℃, kelembapan relatif < 70% (menurut TDSnya);
• Persekitaran umum untuk cat atas epoksi-poliuretana: suhu 5–35℃, kelembapan relatif ≤ 80%, suhu substrat melebihi titik embun 3℃ ke atas (menurut parameter produk domestik);
• Suhu penggunaan minimum bagi jenis epoksi biasanya 10℃ (suhu rendah memerlukan jenis pengerasan suhu rendah khusus).

Kelembapan terlalu tinggi bukan sahaja membawa risiko titisan embun, malah memperlahankan penyejatan pelarut dan mencetuskan keputihan.

4.2 Pengerasan awal dan pengerasan akhir bukan perkara yang sama

Salutan seramik nano biasanya "membentuk filem kering permukaan dahulu, kemudian mampat rangkaian secara perlahan":

• Onyx Nano Shield: pengerasan awal rawatan haba IR 1 j atau suhu bilik 2–3 j; pengerasan akhir memerlukan 14 hari (menurut datanya).
• Gaamp360: pengerasan awal 24–48 j, pengerasan sepenuhnya 5–7 hari; tahan suhu sehingga 600℃ (menurut TDSnya).
• YC-8703: kering permukaan 2 j, kering sebenar 24 j, seramik dalam 7 hari; boleh dibakar 150℃ selama 30 min untuk pengerasan pantas (menurut TDSnya).

Ini bermakna: mengukur sudut sentuhan serta-merta selepas cat, atau terus memasang kereta untuk digunakan, tidak akan memberikan prestasi akhir. Penerimaan hendaklah dilakukan selepas pengerasan akhir.

4.3 Tetingkap elak air / elak habuk

Air akan merosakkan rangkaian tak organik yang belum sepenuhnya mengeras, menyebabkan keputihan dan penurunan lekatan. Gaamp360 secara jelas memerlukan elak air 24–48 j; salutan seramik kereta biasanya disyorkan tidak dicuci automatik dan tidak dililin dalam seminggu selepas penggunaan. Habuk juga sama—filem basah yang belum kering permukaan akan memerangkap habuk membentuk cacat kekal.

4.4 Kinetik pengerasan: penyejatan pelarut + pembentukan rangkaian

Mengambil salutan seramik sol-gel SiO₂ sebagai contoh, pengerasan dibahagi kepada dua langkah: penyejatan pelarut (pembawa) menyebabkan filem cecair mengecut melekat; kemudian hidrolisis-kondensasi siloksana membentuk rangkaian tak organik —Si—O—Si—, kekerasan dan rintangan kimia meningkat. Suhu lebih tinggi, kelembapan lebih sesuai, kondensasi lebih pantas, tetapi integriti rangkaian akhir masih dikekang oleh jumlah masa penjagaan. Inilah sebabnya "pengerasan pantas bakar" dapat memendekkan tempoh kerja, namun tidak menggantikan tempoh penjagaan yang mencukupi.

Lima、Dua contoh aliran kerja penggunaan tipikal

Contoh A: Salutan seramik SiO₂ permukaan cat kereta (rujuk proses Gaamp360)

1. Cuci kereta buang habuk terapung → degrease IPA dua kali, pastikan tiada sisa titisan air.
2. Kain kecil celup sedikit salutan, sapu nipis silang secara zon.
3. Kilat kering 30 s–3 min, terus lap lebihan dengan kain baru.
4. Elak air 24–48 j, dalam 7 hari jangan cuci kereta, jangan lilin.
5. Terima selepas pengerasan akhir 5–7 hari dengan ukur sudut sentuhan dan kilau.

Contoh B: Salutan seramik nano komposit hidrofobik logam industri (rujuk proses YC-8703)

1. Sembur pasir sehingga Sa 2.5 ke atas (aluminium oksida putih 46 mesh), kekasaran mencapai standard, tiada minyak tiada habuk.
2. Pastikan suhu substrat melebihi titik embun 3℃, kelembapan relatif ≤ 80%.
3. Sembur ketebalan filem 50–100 µm, litupan seragam.
4. Kering permukaan 2 j, kering sebenar 24 j; jika perlu pengerasan pantas boleh bakar 150℃ selama 30 min.
5. Selepas penjagaan 7 hari siap seramik, barulah buat penerimaan kabus garam dan lekatan.

Enam、Penerimaan dan pengesanan: guna data kawal, bukan rasa tangan

Salutan nano tidak boleh "nampak berkilau maka bagus", hendaklah diterima mengikut petunjuk keras berikut (kaedah dirujuk dari standard salutan umum):

Mengenai butiran pengesanan dan prinsip instrumen, boleh rujuk lanjut Pengesanan dan pencirian cat nano: saiz zarah, Zeta, ketebalan filem dan kekerasan; mengenai mekanisme pengerasan filem, boleh baca lanjut Pembentukan filem dan pengerasan salutan nano: suhu bilik/IR/bakar dan ketebalan (nm–µm).

Tujuh、Kecacatan penggunaan lazim dan penyelesaian masalah

Kawalan sembur pasir dan kekasaran bagi komponen industri, selari dengan prinsip pra-rawatan cat pelindung industri, spesifikasi lebih mendalam boleh lihat Rawatan permukaan cat industri: sembur pasir Sa2.5, kekasaran dan kawalan titik embun.

Lapan、Padanan proses dengan bahan baru Kexin

Bahan Baru Kexin (kexinMaterials) semasa menyerahkan salutan seramik nano dan pelindung hidrofobik, biasanya dibungkus sebagai "ubat pra-rawatan + salutan + kad proses" bukannya hanya jual satu baldi bahan. Sebabnya tepat seperti di atas—kejayaan gagal salutan nano tujuh peratus pada proses. Bagi tiga senario pembersihan kereta, perlindungan elektronik dan anti-kakisan industri, kami akan beri kad proses berasingan untuk formula degrease, gred sembur pasir, cara sapu dan tetingkap penjagaan, serta lampirkan data sudut sentuhan, lekatan dan kabus garam pihak ketiga boleh disemak semula, supaya pihak pengguna dapat "SOP terus buat" bukan "parameter kena cuba sendiri". Inilah juga niat kami tulis mekanisme seperti pembentukan filem dan pengerasan salutan nano ke dalam dokumen teknikal: hanya faham tetingkap pengerasan, barulah boleh replika prestasi stabil.

Soalan lazim

Soalan: Mesti sembur pasir sebelum penggunaan salutan nano?

Jawapan: Tidak semestinya. Permukaan cat kereta, kaca, komponen plastik telah mengeras biasanya guna degrease IPA + poles ringan sudah cukup; tetapi substrat logam (terutama keluli, keluli tahan karat) untuk dapatkan sauh mekanikal dan permukaan diaktif, biasanya perlu sembur pasir sehingga Sa 2.5 (ISO 8501-1). Sama ada sembur pasir bergantung pada jenis substrat dan keperluan TDS salutan.

Soalan: Kenapa salutan seramik nano perlu "lap bersih lebihan"?

Jawapan: Kerana salutan jenis sol SiO₂ ini berfungsi melalui lapisan nipis seragam, lebihan tinggal di permukaan tidak akan ratakan sendiri, selepas kering akan putih, tinggal kesan, malah affect keseragaman kekerasan. Proses seperti Gaamp360 tekankan "sedikit berulang + kilat kering then lap bersih".

Soalan: Apa akibat persekitaran penggunaan kelembapan tinggi?

Jawapan: Kelembapan tinggi (cth > 70%–80%) mungkin menyebabkan substrat embun (bila di bawah titik embun 3℃), juga memperlahankan penyejatan pelarut, mencetuskan keputihan filem cat dan penurunan lekatan. Kebanyakan salutan seramik nano memerlukan kelembapan relatif < 70%, suhu substrat melebihi titik embun 3℃ ke atas.

Soalan: Berapa lama selepas cat boleh cuci kereta atau terkena air?

Jawapan: Rujuk proses Gaamp360, selepas penggunaan perlu elak air 24–48 j; salutan seramik kereta biasanya disyorkan seminggu tidak cuci automatik. Walaupun permukaan sudah kering permukaan, pemampatan akhir rangkaian tak organik masih perlu beberapa hari.

Soalan: Salutan nano dilabel 9H, adakah lebih keras dari keluli?

Jawapan: Bukan. ”9H” merujuk kepada kekerasan pensel (GB/T 6739), yang mengukur keupayaan filem cat menahan calar, dan keputusannya dipengaruhi oleh sokongan substrat; lapisan seramik nano itu sendiri hanya pada tahap nm–µm, kekerasannya banyak datang daripada cat kereta/logam asas di bawahnya. Ia adalah ”anti calar halus”, bukan ”anti hentaman, anti calar dalam”.

Soalan: Adakah semakin tebal filem semakin baik?

Jawapan: Sebaliknya bagi lapisan nano. Terlalu tebal mudah mengalir, retak, dan mempunyai tegasan tinggi, serta kebanyakan fungsi datang daripada kimia permukaan bukan ketebalan. Kawal mengikut TDS: lapisan seramik cat kereta selalunya hanya 1–3 µm, lapisan penebat elektronik 12–25 µm, seramik komposit industri boleh mencecah 50–100 µm.

Soalan: Bolehkah menggunakan sisir filem basah biasa untuk mengukur ketebalan lapisan nano?

Jawapan: Tidak disyorkan. Lapisan nano hanya beberapa ratus nm hingga beberapa µm, resolusi sisir filem basah biasa langsung tidak mencukupi. Gunakan profilometer, elipsometer atau pengukuran keratan SEM untuk mencerminkan ketebalan filem sebenar.

Soalan: Mengapa penerimaan perlu dilakukan selepas ”pemvakanan akhir”?

Jawapan: Kerana pemvakanan awal hanya membentuk filem kering permukaan, pempadatan pencondongan rangkaian tak organik (seperti —Si—O—Si—) memerlukan masa: Onyx perlu 14 hari, Gaamp360 perlu 5–7 hari, YC-8703 perlu 7 hari untuk seramik. Mengukur sudut sentuh dan kekerasan sebelum tempoh tersebut akan merendahkan prestasi sebenar.

Soalan: Lapisan nano pada keluli tahan karat senang tanggal, bagaimana?

Jawapan: Permukaan keluli tahan karat padat dan inert, cat terus mempunyai lekatan yang lemah. Ikut TDS dengan mengasah menggunakan bahan penggosok bukan logam untuk menghasilkan calar, jika perlu buat pengaktifan filem pasif/pengubah, dan pastikan degreasing menyeluruh. Jangan hanya buat pembersihan biasa sebelum cat semula.

Soalan: Suhu penyelenggaraan rendah, adakah pemvakanan akan sangat perlahan?

Jawapan: Ya. Semakin rendah suhu, penyejatan pelarut dan pencondongan rangkaian semakin perlahan. Epoksi kelas suhu pembinaan minimum biasanya 10℃, cat seramik nano berasaskan pelarut juga kebanyakannya melebihi 5℃. Suhu rendah boleh pilih jenis pemvakanan suhu rendah, atau gunakan pembakaran 150℃ selama 30 min (seperti YC-8703) untuk pemvakanan cepat, tetapi masih perlu tempoh penyelenggaraan yang mencukupi.

Bacaan Lanjutan

• Pembentukan filem dan pemvakanan cat nano: suhu bilik/IR/pembakaran dan ketebalan (nm–µm)：menjelaskan secara mendalam dinamik pembentukan filem dan pemvakanan di sebalik ”tetingkap penyelenggaraan” dalam artikel ini, membantu memahami mengapa perlu 7–14 hari pemvakanan akhir.
• Ujian rintangan haus dan kekerasan cat nano: kekerasan pensel, Taber dan calar：menghuraikan makna sebenar dan asas standard ”9H”, Taber dan kekerasan calar, digunakan bersama bahagian penerimaan artikel ini.
• Rawatan permukaan cat industri: letupan pasir Sa2.5, kekasaran dan kawalan takat embun：spesifikasi umum pra-rawatan komponen logam industri, yang prinsipnya sama dengan letupan pasir dan kawalan takat embun lapisan nano.