一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法
2023-06-16 10:40:26
專利名稱：一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法
技術領域：
本發明涉及一種塑料表面加工工藝，尤其是涉及一種在工程塑料上獲得金屬拉絲外觀的新型鍍膜工藝，不用傳統水電鍍。
背景技術：
目前，塑料件表面獲得金屬拉絲外觀，主要採用水電鍍後拉絲工藝。水電鍍常規工藝流程如下除油除蠟，粗化，活化，敏化，還原，化學鎳，電鍍焦銅，電鍍酸銅，電鍍鎳，然後進行拉絲，除油，活化，電鍍鉻或者最後PVD。其存在以下缺點(1)耗水耗能大，且產出大量廢水。(2)使用有害化學鍍液與添加劑。(3)排放有毒廢氣。(4)耗用金屬量大。(5)使用對人體有害的六價鉻。(6)對基材表面要求高，適用窄。顯然，這 一傳統工藝對環境汙染及危害頗大，亟需改進。為了在工程塑料表面獲得金屬拉絲外觀，許多研究機構進行了探索，取得一定的進展。中國專利201110080260.0公開了在工程塑膠表面實施仿金屬拉絲鍍膜的方法，包括在塑膠母粒中加入顏料，進行染色處理；將塑膠坯件進行幹法清潔與活化；將塑膠坯件噴塗有色塗層；將工件進行拉絲，獲得拉絲紋路的表面；將工件進行幹法清潔與活化；將拉絲紋路的工件噴塗罩光面漆，即完成在工程塑膠表面實施仿金屬拉絲鍍膜。該發明是針對雙色仿金屬拉絲產品，尚不能模仿單色金屬拉絲，需要人工拉絲。中國專利201110343117. 6公開了一種在塑膠表面製備仿金屬拉絲的方法，其步驟包括塑料注塑，獲得拉絲件毛坯；將拉絲件毛坯放入PVD真空設備中抽真空，進行活化處理；將活化後的拉絲件毛坯表面真空鍍金屬膜；對所得的真空鍍金屬膜的樣品噴塗面漆得到最仿金屬拉絲外觀。中國專利201010183049. 7公開了一種殼體的製作方法，包括以下步驟提供一公模及一母模；利用化學藥劑對母模的表面進行咬花處理以使所述母模的表面形成咬花結構；對所述母模的表面進行拉絲處理以使所述母模的表面形成拉絲紋理；及利用所述公模及母模製作出具有咬花及拉絲效果的外殼。該發明殼體的製作方法可製作出具有咬花及拉絲效果的外殼，製作流程簡單，且製作出的外殼上的圖案不易脫落。以上發明需要在注塑模具上拉絲，這樣模具內突出外置易獲得拉絲紋，而凹下的位置沒有拉絲紋，這樣注塑出的3D工件表面的拉絲紋路就會很奇怪，不能滿足外觀標準。並且隨著使用次數增加，其紋路將變淺，甚至消失，因此不適合長久使用，不易量產。
發明內容
本發明的目的在於針對現有的工程塑料獲得金屬拉絲外觀工藝中存在的缺點與不足，提供可以在各種塑料基材上獲得金屬拉絲外觀，可以與水電鍍金屬拉絲外觀相媲美，並且無重金屬及廢水排放，既經濟，又綠色環保的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法。本發明包括以下步驟I)對塑料工件進行手工擦拭除油處理；
2)對經過步驟I)處理的工件，噴塗高光底漆層；3)對經過步驟2)處理的工件，進行金屬化處理，獲得金屬膜層；4)對經過步驟3)處理的工件，噴塗透明罩光面漆層；5)對經過步驟4)處理的工件，進行拉絲處理，獲得金屬拉絲外觀。在步驟2)中，所述噴塗高光底漆層，可以為紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一種；噴塗方式為本領域技術人員所公知的方法，所述高光底漆層的厚度可為10 30 μ m ;噴塗紫外光固化(UV)漆工藝為，採用自動噴槍進行噴塗，底漆噴塗的具體方法可為噴鍍一層UV漆後，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾(60 70°C，5min)，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10 s )，UV照射固化的能量為800—1000mJ/cm2 ;聚氨酯漆(PU)漆工藝為70°C烘烤30 40min。
在步驟3)中，所述金屬化處理，獲得金屬膜層的方法可以物理氣相沉積(PVD)沉積金屬層、納米噴鍍銀層中的一種，所述物理氣相沉積工藝為氮氣50 lOOSccm，氬氣50 lOOsccm，多弧電流90 120A，鍍膜時間I 4min，真空度0. I 0. 3Pa ;靶材可以鈦、鉻、鋯靶材中的一種；所述納米噴鍍銀層工藝為用雙頭噴槍同時噴塗銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為10 20cm，噴塗後形成50 200nm厚的鏡面層，然後鏡面層表面噴塗無水亞硫酸納溶液，對鏡面成起穩定化作用，阻止鏡面層被氧化，烘乾的溫度可為50 70°C，時間為20 30min。在步驟4)中，所述透明罩光面漆，可以為紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一種；所述噴塗方式為本領域技術人員所公知的方法，漆層的厚度可為10 30μπι;噴塗紫外光固化(UV)漆工藝為，採用自動噴槍進行噴塗，底漆噴塗的具體方法可為噴鍍一層UV漆後，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾(60 70°C，5min)，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10 s )，UV照射固化的能量為1000 1200mJ/cm2，聚氨酯漆(PU)漆工藝為70°C烘烤30 40min。在步驟5)中，所述拉絲處理，可採用自動或者人工的方式進行拉絲，拉絲機的轉速為300 800r/min ;拉絲輪可為尼龍輪,飛翼輪等中的一種。本發明製備獲得具有金屬拉絲外觀的塑膠製品，具備防腐、耐磨、耐候、耐溫等優點，可與傳統水電鍍拉絲產品相媲美。同時，整個過程不產生重金屬及水的汙染，有效地減少重金屬能源及水資源的使用，有效地改善表面處理過程對環境的影響，是一種經濟且環保的新型鍍膜技術。本發明適用於衛浴、電子、家電與機車等行業。
圖I為本發明實施例所製備的工件結構示意圖。在圖I中，各標記為I、工件，2、有色高光漆層，3、PVD金屬膜，4、拉絲紋面漆層。圖2為本發明實施例拉絲表面放大(500倍)圖。圖3為本發明實施例產品照片。
具體實施例方式以下通過具體實施例對本明作詳細說明。實施例I :一種不鏽鋼色金屬拉絲外觀的ABS水龍頭
I)對ABS水龍頭進行手工擦拭除油處理；2)對經過步驟I)處理的工件，噴塗聚氨酯(PU)，高光底漆，漆層的厚度為20 μ m,70°C 烘烤 30min ；3)對經過步驟2)處理的工件，進行物理氣相沉積(PVD)鍍氮化鋯，鍍膜條件氮氣50Sccm,lS氣 lOOsccm,電流 120A,鍍膜時間 2min,真空度 O. 3Pa ；4)對經過步驟3)處理的工件，噴塗無色透明罩光面漆(聚氨酯漆漆)，漆層的厚度為 30ym，70°C烘烤 40min ；5)對經過步驟4)處理的工件，冷卻後，進行拉絲處理，拉絲機的轉速為800r/min獲得金屬拉絲外觀。實施例2 :—種金色金屬拉絲外觀的PA汽車把手
I)對PA汽車把手進行手工擦拭除油處理；2)對經過步驟I)處理的工件，採用自動噴槍進行噴塗，噴鍍一層UV漆，漆層的厚度為15 μ m，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾(60°C X 5min)，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10 s )，UV照射固化的能量為800mJ/cm2 ；3)對經過步驟2)處理的工件，進行物理氣相沉積(PVD)鍍氮化鈦，鍍膜條件氮氣IOOSccm,気氣80sccm,電流90A,鍍膜時間4min,真空度O. 2Pa ；4)對經過步驟3)處理的工件，採用自動噴槍進行噴塗，噴鍍一層UV漆，漆層的厚度為30 μ m，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾(60°C X 5min)，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10 s )，UV照射固化的能量為1200mJ/cm2 ；5)對經過步驟4)處理的工件，冷卻後，進行拉絲處理，拉絲機的轉速為600r/min獲得金屬拉絲外觀。實施例3 :—種銀色金屬拉絲外觀的PP材料裝飾框I)對PP材料裝飾框表面進行手工擦拭除油處理；2)對經過步驟I)處理的工件，採用自動噴槍進行噴塗，噴鍍一層UV漆，漆層的厚度為30μπι，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾(70°C X5min)，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10 s )，UV照射固化的能量為lOOOmJ/cm2 ；3)對經過步驟2)處理的工件，用雙頭噴槍同時噴塗銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為15cm,噴塗後形成IOOn m厚的鏡面層,然後鏡面層表面噴塗無水亞硫酸納溶液，烘乾的溫度可為65°C,時間為25min。4)對經過步驟3)處理的工件，噴塗無色透明罩光面漆(聚氨酯漆)，漆層的厚度為2(^111，701烘烤3011^11 ；5)對經過步驟4)處理的工件，冷卻後，進行拉絲處理，拉絲機的轉速為400r/min，獲得銀色金屬拉絲外觀。實施例4 :一種青銅金屬拉絲外觀的ABS面板I)對ABS塑料面板表面進行手工擦拭除油處理；2)對經過步驟I)處理的工件，採用自動噴槍進行噴塗，噴鍍一層UV漆，漆層的厚度為20μπι，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾(70°C X5min)，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10 s )，UV照射固化的能量為900mJ/cm2 ；3)對經過步驟2)處理的工件，用雙頭噴槍對已敏化活化處理後的基材表面同時噴塗銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為10cm，噴塗後形成200nm厚的鏡面層，然後鏡面層表面噴塗無水亞硫酸納溶液，烘乾的溫度可為70°C，時間為30min。4)對經過步驟3)處理的工件，採用自動噴槍進行噴塗，噴鍍一層UV漆，漆層的厚度為20 μ m，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾(60°C X 5min)，流平、烘乾後送入紫 外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10 s )，UV照射固化的能量為lOOOmJ/cm2 ；5)對經過步驟4)處理的工件,冷卻後,進行拉絲處理,拉絲機的轉速為500r/min,獲得青銅色金屬拉絲外觀。
權利要求
1.一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於包括以下步驟 1)對塑料工件進行手工擦拭除油處理； 2)對經過步驟I)處理的工件，噴塗高光底漆層； 3)對經過步驟2)處理的工件，進行金屬化處理，獲得金屬膜層； 4)對經過步驟3)處理的工件，噴塗透明罩光面漆層； 5)對經過步驟4)處理的工件，進行拉絲處理，獲得金屬拉絲外觀。
2.如權利要求I所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於在步驟2)中，所述噴塗高光底漆層是紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一種。
3.如權利要求I所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於在步驟2)中，所述高光底漆層的厚度為10 30 μ m。
4.如權利要求I所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於在步驟2)中，噴塗紫外光固化漆工藝為，採用自動噴槍進行噴塗，底漆噴塗的具體方法可為噴鍍一層UV漆後，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯，UV照射固化的能量為800 lOOOmJ/cm2 ;聚氨酯漆漆工藝為70°C烘烤 30 40min。
5.如權利要求I所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於在步驟3)中，所述金屬化處理，獲得金屬膜層的方法是物理氣相沉積(PVD)沉積金屬層、納米噴鍍銀層中的一種。
6.如權利要求5所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於所述物理氣相沉積工藝為氮氣50 lOOSccm，氬氣50 lOOsccm，多弧電流90 120A，鍍膜時間I 4min，真空度0. I 0. 3Pa ;靶材為鈦、鉻、鋯靶材中的一種。
7.如權利要求5所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於所述納米噴鍍銀層工藝為用雙頭噴槍同時噴塗銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為10 20cm,噴塗後形成50 200nm厚的鏡面層,然後鏡面層表面噴塗無水亞硫酸納溶液，對鏡面成起穩定化作用，阻止鏡面層被氧化，烘乾的溫度為50 70°C，時間為20 30mino
8.如權利要求I所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於在步驟4)中，所述透明罩光面漆為紫外光固化漆、聚氨酯漆漆中的至少一種。
9.如權利要求I所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於在步驟4)中，漆層的厚度為10 30 μ m ;噴塗紫外光固化漆工藝為，採用自動噴槍進行噴塗，底漆噴塗的具體方法為噴鍍一層UV漆後，送入紅外線烘乾段，進行流平、烘乾，流平、烘乾後送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯，UV照射固化的能量為1000 1200mJ/cm2，聚氨酯漆漆工藝為70°C烘烤30 40min。
10.如權利要求I所述的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，其特徵在於在步驟5)中，所述拉絲處理是採用自動或者人工的方式進行拉絲，拉絲機的轉速為300 800r/min ;拉絲輪為尼龍輪,飛翼輪中的一種。
全文摘要
一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法，涉及一種塑料表面加工工藝。提供可以在各種塑料基材上獲得金屬拉絲外觀，可以與水電鍍金屬拉絲外觀相媲美，並且無重金屬及廢水排放，既經濟，又綠色環保的一種具有金屬拉絲外觀的塑料表面鍍膜方法。具體步驟為1)對塑料工件進行手工擦拭除油處理；2)對經過步驟1)處理的工件，噴塗高光底漆層；3)對經過步驟2)處理的工件，進行金屬化處理，獲得金屬膜層；4)對經過步驟3)處理的工件，噴塗透明罩光面漆層；5)對經過步驟4)處理的工件，進行拉絲處理，獲得金屬拉絲外觀。
文檔編號C23C14/20GK102877025SQ20121037195
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者陳玲, 吳子豹, 餘水, 李明仁 申請人:廈門建霖工業有限公司