一种真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法
【专利摘要】一种真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，包括：a、将塑料表面进行清洁、平整处理；b、用氨基气密性树脂对塑料表面进行封闭处理，c、将塑料置于含有稀酸液或稀碱液中进行清洗后烘干；d、物理气相沉积金属层e、镀膜f、涂漆步骤。
【专利说明】一种真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，尤其涉及一种通过在塑料 表面镀一层金属膜，使其具有抗电磁辐射、导静电、增硬、调色、耐磨、耐虫蛀、装饰用的塑料 表面真空镀膜的制造方法。
【背景技术】
[0002] 塑料进行金属化处理，使塑料具有了抗静电及电磁屏蔽功能，同时增硬、调色、耐 磨、装饰、光学功能，这样塑料在原有的性质上又具备了金属的某些特性，此外若是在劣质 塑料表面镀膜，还可提高塑料等级，做到塑料高效利用。金属塑料在某些发达国家已得到广 泛应用，如航空航天、电子、建筑等领域。美国、德国自二十世纪二十年代就开始研宄金属塑 料，主要是对武器的某些塑料制部件进行金属化处理，以加强其强度、耐磨性，提高部件使 用寿命；进入六十年代，美国加大金属塑料研宄力度，对塑料纤维进行金属处理，方法塑料 与金属粉或碳纤维混合、塑料与金属薄板沉积制板、金属对塑料内部进行浸注等方法，工艺 水平比以前大有提高，部分成果在七、八十年代逐渐得以应用；但材料均质性差，性能不稳 定，工业化程度低，产品电磁屏蔽效果不是很好。日本主要是对塑料进行电解质电镀，容易 产生环境污染，我国对塑料金属研宄主要用金属网或金属丝置入塑料内部压合成板，产品 均质性差，性能不够稳定，工业化效果不是很好。
[0003] 不导电真空锻膜（Non conductive vacuum metalization，缩写为 NCVM)技术，是 指金属材料在真空条件下，运用化学、物理等特定手段进行有机转换，使金属转换成粒子， 沉积或吸附在塑胶材料的表面，形成不导电的镀膜。现有的产品表面镀金属膜存在如下缺 点：在电镀前，产品表面需要喷涂底漆，以使产品表面的缺陷被遮盖，但是喷涂底漆后，产品 表面的效果会变粗，与实际的金属感觉存在差异，在塑胶面上达不到强烈的金属质感。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种真空镀膜耐 磨塑胶制件的制备方法，其直接在塑胶表面镀膜，塑胶产品的表面达到较强的金属质感，使 表面效果更接近于金属色。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： a、 将塑料表面进行清洁、平整处理； b、 用氨基气密性树脂对塑料表面进行封闭处理，所述氨基气密性树脂为三聚氰胺甲醛 树脂、脲醛树脂或三聚氰胺和尿素和甲醛共缩合树脂胶粘剂； c、 将塑料置于含有稀酸液或稀碱液中进行清洗后烘干； d、 物理气相沉积金属层：将洁净的塑胶产品置于真空蒸发镀膜室内，对所述塑胶产品 的表面进行离子轰击；物理气相沉积金属层工艺条件为离子源电流〇. 3?0. 6A，偏压20? 80V，占空比40%?80%，氩气流速10?100SCCM，氧气流速0?150SCCM，乙炔流速0? 150SCCM ;时间3?5min ;所述离子轰击的工艺条件是采用大功率中频脉冲或者大功率直流 电源，先将所述真空蒸发镀膜室内的真空度抽至2. O X 10-2?3. O X 10-2Pa，充入氩气，氩 气流量保持在800?130〇SCCm，使所述真空蒸发镀膜室内的真空度达到2?3Pa，在电压为 2?2. 4KV，电流为0. 8?IA下，氩气产生电离，并轰击所述塑胶产品的表面，轰击时间为 150 ?180 秒。
[0006] e、镀膜步骤：离子轰击完成后镀膜，将所述真空蒸发镀膜室内在所述塑胶产品的 表面镀金属膜；镀膜材料蒸发时的电压220?240V，电流60?65A，时间18?20秒，镀膜 材料为锡或铟或铟锡合金，镀膜材料重量为〇. 182±0. Olg，以保证产品表面不导电。
[0007] f、涂漆步骤：镀膜完成后在所述金属膜上依次喷涂底漆、中漆和面漆，、透明涂 层：在上述真空镀膜之后的塑胶制件上喷涂聚氨酯丙烯酸酯光固化胶黏剂，增加塑胶制件 的光泽度、硬度、耐磨性和抗腐蚀性能，涂漆步骤：镀膜完成后在所述金属膜上依次喷涂底 漆、中漆和面漆，底漆的粘度为8. 5?9. 5S，烘烤温度50± 5°C，烘烤时间8?lOmin，喷涂的 底漆厚度控制在2±1 ym冲漆的烘烤温度为50±5°C，喷涂的中漆厚度控制在6±1 μπι，烘 烤时间为8?lOmin，喷涂面漆参数控制如下：面漆的粘度为8. 7?9. 7S，采用UV固化，烘 烤温度为50±5°C，烘烤时间为12?15min，UV能量为1000±100mj/cm2,喷涂的面漆厚度 控制在20±2ym。
[0008] 本发明的有益效果如下：本发明所述方法得到的金属薄膜均匀并且附着力好，增 强了产品表面电镀层的耐磨性；其次，本发明将镀好金属薄膜的金属件进行阳极氧化处理， 使得镀膜氧化后的色彩丰富，耐腐蚀性能好，提高了金属件的整体强度，且该工艺对环境无 污染。
【具体实施方式】
[0009] 为了使本发明专利保护的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进 行进一步详细说明。
[0010] 实施例1 一种真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，按照以下步骤进行： a、 将塑料表面进行清洁、平整处理； b、 用氨基气密性树脂对塑料表面进行封闭处理，所述氨基气密性树脂为三聚氰胺甲醛 树脂、脲醛树脂或三聚氰胺和尿素和甲醛共缩合树脂胶粘剂； c、 将塑料置于含有稀酸液或稀碱液中进行清洗后烘干； d、 物理气相沉积金属层：将洁净的塑胶产品置于真空蒸发镀膜室内，对所述塑胶产品 的表面进行离子轰击；物理气相沉积金属层工艺条件为离子源电流〇. 3?0. 6A，偏压20? 80V，占空比40%?80%，氩气流速10?100SCCM，氧气流速0?150SCCM，乙炔流速0? 150SCCM ;时间3?5min ;所述离子轰击的工艺条件是采用大功率中频脉冲或者大功率直流 电源，先将所述真空蒸发镀膜室内的真空度抽至2. 0 X 10-2?3. 0 X 10-2Pa，充入氩气，氩 气流量保持在800?130〇SCCm，使所述真空蒸发镀膜室内的真空度达到2?3Pa，在电压为 2?2. 4KV，电流为0. 8?IA下，氩气产生电离，并轰击所述塑胶产品的表面，轰击时间为 150 ?180 秒。
[0011] e、镀膜步骤：离子轰击完成后镀膜，将所述真空蒸发镀膜室内在所述塑胶产品的 表面镀金属膜；镀膜材料蒸发时的电压220?240V，电流60?65A，时间18?20秒，镀膜 材料为锡或铟或铟锡合金，镀膜材料重量为0. 182±0. Olg，以保证产品表面不导电。
[0012] 由此工艺所得制品，制得手机外壳，且可通过下列功能测试： (A)CASS 防腐蚀： 16h; (B) 冷热冲击循环 4个循环； (C) 落砂冲击： 12L落砂； (D)结合力（百割）： 5A ； (E)水浸 38 °C: 24h ； (F)铅笔硬度（三菱）： 3H； 以上功能测试包括： 1、抗腐蚀功能测试： DCASS 试验（ASTM B368-09); 2)AASS 试验（ASTM G85-09)。
[0013] 2、抗磨耗功能测试： 落砂试验（ASTM D968-05)。
[0014] 3、结合力测试： 1) 百割测试（ASTM D3359-02); 2) 冷热循环试验（ASME A112. 18. 1-2005/CSA B125. 1-05)。
[0015] 4、耐水测试 水浸测试（ASTM D870-02)。
[0016] 5、耐划伤性测试 1)铅笔硬度测试（ASTM D3363-05)。
[0017] 实施例1 一种真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，按照以下步骤进行： a、 将塑料表面进行清洁、平整处理； b、 用氨基气密性树脂对塑料表面进行封闭处理，所述氨基气密性树脂为三聚氰胺甲醛 树脂、脲醛树脂或三聚氰胺和尿素和甲醛共缩合树脂胶粘剂； c、 将塑料置于含有稀酸液或稀碱液中进行清洗后烘干； d、 物理气相沉积金属层：将洁净的塑胶产品置于真空蒸发镀膜室内，对所述塑胶产品 的表面进行离子轰击；物理气相沉积金属层工艺条件为离子源电流〇. 3?0. 6A，偏压20? 80V，占空比40%?80%，氩气流速10?100SCCM，氧气流速0?150SCCM，乙炔流速0? 150SCCM ;时间3?5min ;所述离子轰击的工艺条件是采用大功率中频脉冲或者大功率直流 电源，先将所述真空蒸发镀膜室内的真空度抽至2. 0 X 10-2?3. 0 X 10-2Pa，充入氩气，氩 气流量保持在800?130〇SCCm，使所述真空蒸发镀膜室内的真空度达到2?3Pa，在电压为 2?2. 4KV，电流为0. 8?IA下，氩气产生电离，并轰击所述塑胶产品的表面，轰击时间为 150 ?180 秒。
[0018] e、镀膜步骤：离子轰击完成后镀膜，将所述真空蒸发镀膜室内在所述塑胶产品的 表面镀金属膜；镀膜材料蒸发时的电压220?240V，电流60?65A，时间18?20秒，镀膜 材料为锡或铟或铟锡合金，镀膜材料重量为〇. 182±0. Olg，以保证产品表面不导电。
[0019] 在一个优选实施例中，还包括涂漆步骤：镀膜完成后在所述金属膜上依次喷涂底 漆、中漆和面漆，底漆的粘度为8. 5?9. 5S，烘烤温度50± 5°C，烘烤时间8?lOmin，喷涂的 底漆厚度控制在2±1 ym冲漆的烘烤温度为50±5°C，喷涂的中漆厚度控制在6±1 μπι，烘 烤时间为8?lOmin，喷涂面漆参数控制如下：面漆的粘度为8. 7?9. 7S，采用UV固化，烘 烤温度为50±5°C，烘烤时间为15min，UV能量为1000±100mj/cm2,喷涂的面漆厚度控制在 20±2 μm〇
[0020] 完成上述处理后，产品表面的金属质感较强，产品表面光面雾面效果明显，层次感 强。产品下线后做水煮、附着力、网络分析等测试，本实施例中的水煮测试是将产品放置 于80°C的恒定水槽中30分钟后取出，放置于室温中4小时，观察其表面有无变化，同时划 的小格检测，采用胶带粘贴法，测其表面是有存脱落，产品表面没有变化及涂层脱 落为合格，附着力测试为在产品表面划的方格，采用胶带粘贴法，测其表面是有存 脱落，产品表面脱落小于5%为合格（4B)，下表为采用本实施例中的处理方法处理的到的四 个产品的测试结果，其中耐热烫为水煮测试，X-CU为附着力测试。
【权利要求】
1. 一种真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，其特征在于，包括： a、 将塑料表面进行清洁、平整处理； b、 用氨基气密性树脂对塑料表面进行封闭处理，：所述氨基气密性树脂为三聚氰胺甲 醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺和尿素和甲醛共缩合树脂胶粘剂； c、 将塑料置于含有稀酸液或稀碱液中进行清洗后烘干； d、 物理气相沉积金属层：将洁净的塑胶产品置于真空蒸发镀膜室内，对所述塑胶产品 的表面进行离子轰击； e、 镀膜步骤：离子轰击完成后镀膜，将所述真空蒸发镀膜室内在所述塑胶产品的表面 镀金属膜； f、 涂漆步骤：镀膜完成后在所述金属膜上依次喷涂底漆、中漆和面漆，、透明涂层：在 上述真空镀膜之后的塑胶制件上喷涂聚氨酯丙烯酸酯光固化胶黏剂，增加塑胶制件的光泽 度、硬度、耐磨性和抗腐蚀性能。
2. 如权利要求1所述的真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，其特征在于：物理气相沉 积金属层工艺条件为离子源电流〇. 3?0. 6A，偏压20?80V，占空比40%?80%，氩气流速 10?100SCCM，氧气流速0?150SCCM，乙炔流速0?150SCCM ;时间3?5min ;所述离子轰 击的工艺条件是采用大功率中频脉冲或者大功率直流电源，先将所述真空蒸发镀膜室内的 真空度抽至2. 0X10-2?3. 0X10-2Pa，充入氩气，氩气流量保持在800?1300sccm，使所 述真空蒸发镀膜室内的真空度达到2?3Pa，在电压为2?2. 4KV，电流为0. 8?1A下，氩 气产生电离，并轰击所述塑胶产品的表面，轰击时间为150?180秒。
3. 如权利要求1所述的真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，其特征在于：所述镀金属 膜参数如下：镀膜材料蒸发时的电压220?240V，电流60?65A，时间18?20秒，镀膜材 料为锡或铟或铟锡合金，镀膜材料重量为〇. 182±0. Olg，以保证产品表面不导电。
4. 如权利要求1或2或3所述的真空镀膜耐磨塑胶制件的制备方法，其特征在于：涂漆 步骤：镀膜完成后在所述金属膜上依次喷涂底漆、中漆和面漆，底漆的粘度为8. 5?9. 5S， 烘烤温度50±5°C，烘烤时间8?lOmin，喷涂的底漆厚度控制在2± 1 y m冲漆的烘烤温度 为50 ± 5°C，喷涂的中漆厚度控制在6 ± 1 y m，烘烤时间为8?lOmin，喷涂面漆参数控制如 下：面漆的粘度为8. 7?9. 7S，采用UV固化，烘烤温度为50±5°C，烘烤时间为12?15min， UV能量为1000 ± 100mj/cm2,喷涂的面漆厚度控制在20 ± 2 y m。
【文档编号】C25D5/54GK104480430SQ201410680543
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】陈海波, 唐兴宾 申请人:泉州泉港华博化工科技有限公司