一種鋅合金製品及其製備方法

2023-07-20 04:08:56 2

專利名稱：：一種鋅合金製品及其製備方法
技術領域：
：本發明是關於一種鋅合金製品及其製備方法。
背景技術：
：可攜式電子裝置外殼需要屏蔽電磁輻射，並且需要一定的機械強度，一般由塑料或輕金屬材料製成。塑料，如ABS塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，具有強度較高且重量較輕的優點，但是塑料不能導電，也就起不到屏蔽電磁輻射的作用。為屏蔽電磁輻射，可以採用黏結劑將金屬薄片黏結至塑料外殼的內表面，但是由於與塑料外殼的結合力不強，金屬薄片容易脫落或起鈹，有時甚至會引起內部電路短路等嚴重後果。因此，用輕金屬製造電子裝置的外殼是比較好的選擇，常用的輕金屬包括鋁合金、鎂合金、鋅合金。鋁合金和鎂合金的價格較高，為了降低成本，可以使用鋅合金來製造電子裝置的外殼，由於鋅合金的表面光澤度和耐腐蝕性不高，一般通過在其表面進行真空鍍形成真空鍍膜層來提高鋅合金製品的光澤度，但是得到的鋅合金製品的鋅合金基材與真空鍍膜層之間的附著力較差，真空鍍膜層容易脫落，而且形成的真空鍍膜層的表面光澤度依然不高。
發明內容本發明的目的是為了克服現有的鋅合金製品的鋅合金基材與真空鍍膜層之間的附著力較差和真空鍍膜層的光澤度不高的缺點，提供一種鋅合金基材與真空鍍膜層之間的附著力好並且真空鍍膜層的光澤度高的鋅合金製品。本發明的發明人發現，現有的鋅合金製品存在上述缺點的主要原因在於鋅合金基材的表面分布有許多微孔，即使將其進行精細研磨拋光也不能使其表面粗糙度降低到l微米以下，而真空鍍膜層的厚度一般為l微米左右，因此真空鍍膜層無法掩飾鋅合金表面的粗糙度，從而不能有效地提高鋅合金製品的表面光澤度。本發明人的發明人發現，使用底層塗料先在鋅合金基材表面形成底塗層，然後再在底塗層表面進行真空鍍膜形成真空鍍膜層，底塗層可以有效地降低鋅合金基材的表面粗糙度，而且底塗層與鋅合金基材和真空鍍膜層的附著力也比較好，得到的鋅合金製品的表面光澤度較高。本發明提供了一種鋅合金製品，該製品包括鋅合金基材和鋅合金基材表面上的真空鍍膜層，其中，該製品還包括紫外光固化塗層，該紫外光固化塗層位於鋅合金基材和真空鍍膜層之間。本發明還提供了所述鋅合金製品的製備方法，該方法包括在鋅合金基材表面形成真空鍍膜層，其中，該方法在鋅合金基材表面形成真空鍍膜層之前，還包括使用紫外光固化塗料組合物在鋅合金基材表面形成紫外光固化塗層。本發明提供的鋅合金製品的鋅合金基材和真空鍍膜層之間具有紫外光固化塗層，該塗層可以有效地降低鋅合金基材的表面粗糙度，而且該塗層與真空鍍膜層的附著力也比較好，得到的鋅合金製品的表面光澤度較高。具體實施例方式本發明提供的鋅合金製品包括鋅合金基材和鋅合金基材表面上的真空鍍膜層，其中，該製品還包括紫外光固化塗層，該紫外光固化塗層位於鋅合金基材和真空鍍膜層之間。所述紫外光固化塗層可以為常規的用於各種基材的紫外光固化塗層。紫外光固化塗層的厚度可以為3-20微米，優選為6-15微米。該紫外光固化塗層由紫外光固化塗料組合物形成，該紫外光固化塗層含有可在紫外光下固化的樹脂、光引發劑和稀釋劑。可在紫外光下固化的樹脂、光引發劑和稀釋劑的含量可以為各自的常規含量，例如，以100重量份的可在紫外光下固化的樹脂為基準，光引發劑的含量為l-20重量份，優選為3-10重量份，稀釋劑的含量為5-150重量份。含有可在紫外光下固化的樹脂及光引發劑。以100重量份的可在紫外光下固化的樹脂為基準，所述光引發劑的含量可以為1-20重量份，優選為10-120重量份。所述可在紫外光下固化的樹脂可以是已知的任何類型的可在紫外光下固化的樹脂，例如，所述可在紫外光下固化的樹脂可以為含有2-6個官能團的脂肪族非黃變型的不飽和聚氨酯丙烯酸酯預聚物(也稱作"光固化聚氨酯丙烯酸酯")、含有2-6個官能團的聚酯丙烯酸酯預聚物(也稱作"光固化聚酯丙烯酸酯")和環氧丙烯酸酯預聚物(也稱作"光固化環氧丙烯酸酯")中的一種或幾種。在此所述的官能團是指碳碳雙鍵。所述可在紫外光下固化的樹脂可以商購得到，例如所述光固化聚氨酯丙烯酸酯的例子包括sartomer公司生產的聚氨酯丙烯酸酯系列產品，如CN929，CN934，CN962，CN965，CN980,CN9788;Congnis公司的系列產品，如6008，6010，6019，6623，6217,6210，6892;Eternal公司的系列產品，如6148J-75,6161-100等。所述光固化聚酯丙烯酸酯的例子包括sartomer公司生產的聚酯丙烯酸酯系列產品，如CN2250，CN2251,CN2252,CN2253,CN2255,CN2260,CN2261，CN2276，CN2230;Congnis公司的Photomer5000聚酯丙烯酸酯系列產品；Eternal公司生產的聚酯丙烯酸酯系列產品，如6318，6320，6331。所述光固化環氧丙烯酸酯樹脂的例子包括sartomer公司生產的環氧丙烯酸酯系列產品CN104，CNlll，CN115CN121，CN124，CN136，CN2100，CN2101;Congnis公司生產的環氧丙烯酸酯系列產品，如6008，6010，6019，6623，6217，6210，6892;galstaff產品，如syncryl104等。所述光引發劑可以為紫外光固化塗層中常規的光引發劑，例如可以為IHT-PI185，IHT陽PI907，Irgacure651，Irgacure184，Irgacure369，Irgacure754，Irgacure2022，darocur1173，darocurMBF中的一種或幾種。其中IHT-PI系列是中國國內商品，Irgacure、darocur系列是瑞士汽巴公司產品。所述稀釋劑可以為甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸丙酯、乙醇、正丁醇、環已酮、二甲苯、甲基異丁基甲酮、丙酮、甲乙酮、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種。所述真空鍍膜可以為常規的各種真空鍍膜，優選為濺射鍍層，該濺射鍍層的厚度可以為0.2-2.0微米，優選為0.5-1.2微米。所述濺射鍍層可以含有任何適用於磁控濺射離子鍍方法的金屬單質或合金，可以根據鋅合金製品的外觀顏色調整濺射鍍層中金屬單質或合金的類型。所述濺射鍍層優選為銅、鎳、不鏽鋼、鉻、鋁或鈦，或者為銅、鎳、鉻、不鏽鋼、鋁和鈦中兩種或兩種以上金屬的合金。所述鋅合金基材可以為常規的各種鋅合金基材，鋅合金基材的厚度可以根據製品所需的厚度來確定，例如，一般情況下為0.8-3.0毫米，優選為1.2-1.8本發明提供的所述鋅合金製品的製備方法包括在鋅合金基材表面形成真空鍍膜層，其中，該方法在鋅合金基材表面形成真空鍍膜層之前，還包括使用紫外光固化塗料組合物在鋅合金基材表面形成紫外光固化塗層。形成紫外光固化塗料組合物的方法可以分別採用現有的常規的紫外光固化塗層的製備方法。例如，可以將紫外光固化塗料組合物塗在鋅合金基材上，50。C烘乾10-15分鐘，並經紫外光照射10-25秒。紫外光的照射量已為本領域技術人員所公知，例如，可以為500-2000毫焦/平方釐米，優選為800-1300毫焦/平方釐米。紫外光固化塗料組合物在上文已做描述，在此不再贅述。在鋅合金基材表面形成真空鍍膜層的方法優選為磁控濺射離子鍍方法，該磁控濺射離子鍍方法包括在濺射條件下，在磁控耙上施加電源使磁控耙的靶材物質濺射並沉積在鋅合金基材上。所述濺射條件可以為常規的濺射條件，例如濺射條件包括壓力(絕對壓力)為0.1-1.0巾白，優選為0.3-0.8帕，溫度為20-20(TC，優選為50-100。C;濺射時間為2-30分鐘，優選為10-20分鐘。所述電源可以為交流電源或直流電源，電源電壓為300-600伏，優選為400-500伏;電流為10-60安，優選為20-40安。本發明的磁控濺射離子鍍方法可以使用現有的各種磁控濺射離子鍍設備，磁控濺射離子鍍設備可以商購得到。所述磁控靶的結構已為本領域技術人員所公知，例如，磁控靶可以包括靶座和靶材，靶材安裝在靶座上。所述靶座為磁體，所述磁體可以為現有的各種磁體，例如，可以為鐵磁體、釹鐵硼磁體中的一種或幾種。所述靶材含有靶材物質，可以為單元素靶(即一個靶材中只含有一種靶材物質)或多元素靶(即一個靶材中含有多種靶材物質)，優選為單元素靶，靶材物質的純度優選為大於99.9%。可以根據膜層的組成來選擇靶材物質的種類，例如，當在基材上鍍Ti時，靶材物質為Ti;當在基材上鍍TiAl合金時，靶材物質為Ti和Al。靶材物質可以選自銅、鎳、不鏽鋼、鉻、鋁和鈦中的一種或幾種。所述基體材料可以圍繞磁控靶轉動，轉速為0.5-10轉/秒，優選為2.0-6.0轉/秒。所述濺射在惰性氣體氣氛下進行。所述惰性氣體為不參與濺射反應的氣體，例如可以為氦氣和/或氬氣；所述惰性氣體的用量只要使濺射時的壓力達到0.1-1.5帕即可。可以先抽真空，使磁控濺射離子鍍設備內的絕對壓力達到2X10—s帕至6Xl(^帕的範圍內，然後再充入惰性氣體，使使磁控濺射離子鍍設備內的絕對壓力達到0.1-1.5帕。本發明提供的鋅合金製品適合用作電子產品外殼，尤其是需要具有電磁波屏蔽功能和金屬光澤的電子產品外殼。下面通過實施例來更詳細地描述本發明。實施例1該實施例用於說明本發明提供的鋅合金製品及其製備方法。(1)將6重量份光引發劑Irgacure2022、30重量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂(Sartomer產品，CN965)、30重量份環氧丙烯酸酯樹脂(galstaff產品，syncryll04)與34重量份稀釋齊U(重量比為1:1:1的乙酸丁酯、乙醇和乙二醇丁醚)混合，攪拌均勻，得到紫外光固化塗料組合物。將該紫外光固化塗料組合物噴塗在尺寸為50X40X1.5毫米的鋅合金基材上，5(TC烘乾15分鐘，並經紫外光照射25秒，得到厚度為12微米的紫外光固化塗層。(2)採用磁控濺射離子鍍設備(多弧一磁控濺射離子鍍膜機，北京北儀創新真空技術有限責任公司製造，型號為JP-700)，將上述得到的表面具有紫外光固化塗層的鋅合金基材放在磁控濺射離子鍍設備的真空室內的工件架上，啟動真空泵抽真空，真空度達到8X1J時啟動加熱裝置，溫度80度，時間10分鐘。在真空室內真空度達到4X10—s帕時，充入氬氣，使真空室內的絕對壓力為0.3帕，啟動施加在磁控靶(靶材為99.99%的鋁)上的交流電源(電壓為480伏，電流為25安)，在上述溫度和壓力條件下，濺射15分鐘，在紫外光固化塗層表面形成厚度為0.8微米的鋁鍍層，從而製得鋅合金製品Al。對比例1該對比例用於說明現有的鋅合金製品及其製備方法。按照與實施例1相同的方法，製得鋅合金製品B1，不同的是，沒有進行步驟(1)，即直接在鋅合金基材表面形成0.8微米的鋁鍍層。實施例2該實施例用於說明本發明提供的鋅合金製品及其製備方法。(1)將5重量份光引發劑Irgacure2022、45重量份脂肪族聚氨酯丙烯酸酯樹脂(Sartomer產品，CN965)與50重量份稀釋齊lj(重量比為1:1:l的乙酸丁酯、乙醇和乙二醇丁醚)混合，攪拌均勻，得到紫外光固化塗料組合物。將該紫外光固化塗料組合物噴塗在尺寸為50X40X1.5毫米的鋅合金基材上，5(TC烘乾15分鐘，並經紫外光照射20秒，得到厚度為12微米的紫外光固化塗層。(2)採用與實施例1步驟(2)相同的方法，在紫外光固化塗層表面形成厚度為0.8微米的鋁鍍層，從而製得鋅合金製品A2。實施例3和4實施例3和4用於測定實施例1和2製得的鋅合金製品的性能。按照如下方法分別測定實施例1和2製得的鋅合金製品Al和A2的表面光澤度以及紫外光固化塗層與鋁鍍層之間的附著性。表面光澤度測定目測鋅合金製品的表面光澤度，然後與同一個標準片的表面光澤度進行對比，如果與標準片的表面光澤度基本相同，則認為該鋅合金製品的表面光澤度好；如果比標準片的表面光澤度好，則認為該鋅合金製品的表面光澤度優異；如果不如標準片的表面光澤度，則認為該鋅合金製品的表面光澤度差。表面光澤度測定採用粗糙度測試儀進行測試。用儀器的劃針在工件表面移動一段距離，通過與劃針連接的微機處理器將劃針走出的波形放大並測量其波峰與波谷間距，由指示表讀出工件的表面粗糙度Ra值，即表面光澤度。Ra值越小，工件的表面粗糙度越小，表面光澤度越好。附著性測定用劃格器在鋁鍍層表面劃100個l毫米xl毫米的正方形格，用美國3M公司生產的型號為600的透明膠帶平整粘結在方格上，不留一絲空隙，然後以最快速度垂直揭起，觀察劃痕邊緣處是否有無脫落。如脫膜量在0-5%之間為5B，在5-10%之間為4B，在10-20%之間為3B，在20-30Q/^之間為2B，在30-50。/^之間為B，在50X以上為0B。測試結果如表1所示。對比例2該對比例用於測定對比例1製得的鋅合金製品的性能。按照與實施例3和4相同的方法在相同的條件下測定對比例1製得的鋅合金製品Bl的表面光澤度以及鋅合金基材與鋁鍍層之間的附著性，結果如表1所示。表ltableseeoriginaldocumentpage11從表1所示的測定結果可以看出，實施例1和2製得的鋅合金製品的表面粗糙度Ra均明顯低於對比例1製得的鋅合金製品的表面粗糙度Ra,說明本發明通過先在鋅合金基材表面形成紫外光固化塗層，然後再在紫外光固化塗層表面形成真空鍍膜層，可以顯著提高鋅合金製品的表面光澤度。此外，實施例1和2製得的鋅合金製品中紫外光固化塗層與真空鍍膜層之間的附著力也很好。權利要求1、一種鋅合金製品，該製品包括鋅合金基材和鋅合金基材表面上的真空鍍膜層，其特徵在於，該製品還包括紫外光固化塗層，該紫外光固化塗層位於鋅合金基材和真空鍍膜層之間。2、根據權利要求1所述的製品，其中，所述紫外光固化塗層的厚度為3-20微米。3、根據權利要求1所述的製品，其中，所述紫外光固化塗層由紫外光固化塗料組合物形成，該紫外光固化塗層含有可在紫外光下固化的樹脂、光引發劑和稀釋劑，以100重量份的可在紫外光下固化的樹脂為基準，光引發劑的含量為1-20重量份，稀釋劑的含量為5-150重量份。4、根據權利要求3所述的製品，其中，所述可在紫外光下固化的樹脂為含有2-6個官能團的脂肪族非黃變型的不飽和聚氨酯丙烯酸酯預聚物、含有2-6個官能團的聚酯丙烯酸酯預聚物和環氧丙烯酸酯預聚物中的一種或幾種。5、根據權利要求1所述的製品，其中，所述真空鍍膜濺射鍍層，該濺射鍍層的厚度為0.2-2.0微米，該濺射鍍層為銅、鎳、不鏽鋼、輅、鋁或鈦，或者為銅、鎳、鉻、不鏽鋼、鋁和鈦中兩種或兩種以上金屬的合金。6、一種鋅合金製品的製備方法，該方法包括在鋅合金基材表面進行真空鍍膜，形成真空鍍膜層，其特徵在於，該方法在鋅合金基材表面形成真空鍍膜層之前，還包括使用紫外光固化塗料組合物在鋅合金基材表面形成紫外光固化塗層。7、根據權利要求6所述的方法，其中，所述紫外光固化塗層含有可在紫外光下固化的樹脂、光引發劑和稀釋劑，以ioo重量份的可在紫外光下固化的樹脂為基準，光引發劑的含量為1-20重量份，稀釋劑的含量為5-150重量份。8、根據權利要求7所述的方法，其中，所述可在紫外光下固化的樹脂為含有2-6個官能團的脂肪族非黃變型的不飽和聚氨酯丙烯酸酯預聚物、含有2-6個官能團的聚酯丙烯酸酯預聚物和環氧丙烯酸酯預聚物中的一種或幾種。9、根據權利要求6所述的方法，其中，在鋅合金基材表面形成真空鍍膜層的方法為磁控濺射離子鍍方法，該磁控濺射離子鍍方法包括在濺射條件下，在磁控耙上施加電源使磁控耙的耙材物質濺射並沉積在鋅合金基材上。10、根據權利要求9所述的方法，其中，所述濺射條件包括壓力為0.1-1.0帕，溫度為20-20(TC，濺射時間為2-30分鐘，所述靶材物質為銅、鎳、不鏽鋼、鉻、鋁和鈦中的一種或幾種。全文摘要一種鋅合金製品包括鋅合金基材和鋅合金基材表面上的真空鍍膜層，其中，該製品還包括紫外光固化塗層，該紫外光固化塗層位於鋅合金基材和真空鍍膜層之間。本發明還提供了所述鋅合金製品的製備方法。本發明提供的鋅合金製品的鋅合金基材和真空鍍膜層之間具有紫外光固化塗層，該塗層可以有效地降低鋅合金基材的表面粗糙度，而且該塗層與真空鍍膜層的附著力也比較好，得到的鋅合金製品的表面光澤度較高。文檔編號B32B15/04GK101200128SQ200610167410公開日2008年6月18日申請日期2006年12月15日優先權日2006年12月15日發明者清宮,郭麗芬,源鍾申請人:比亞迪股份有限公司