专利名称：塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术的制作方法
塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术
技求领域
本发明涉及一种塑料工件的表面处理方法，尤其是涉及一种用电泳法在塑 料工件表面进行涂装的方法。背景技朮
传统的涂装技术主要有喷涂、静电、粉体等方式的涂装，但在环保方面都 有不可避免的环境污染问题，如采用吹气式喷枪涂装作业，不但浪费油漆而且
作业效率低。电泳涂装技术研究起于一百多年前，有如下之优点a.提高了产
品的防腐性和装饰性，同时简化了表面处理的工艺流程和减少贵重金属废水排
放量；b.大大减少废水的排放量，从而降低成本。电泳涂装在环境污染和所使 用的有机化学物方面也有很高的环保性。其具体表现为.-电泳涂装使用水溶性 涂料，涂料中80%以上是水分。与其它水溶性涂料相比，溶剂含量少，且因低 浓度，无火灾危险，涂料回收好，溶剂含量低，对水质和大气污染少，对环境 的污染也相应减少。电泳涂装上主要使用丙烯酸树脂或环氧树脂(无铅)，对人 体无特别的毒性。电泳涂装过程中带出的涂料可100%的回收利用。与喷涂法等 相比，涂料的有效利用率可高于95%。电泳涂装法在实际应用中显示出高效、优 质、安全、经济等优点，受到世界各国涂装界的重视。电泳是电泳涂料在阴阳 两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产 生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面之过程。但电泳涂装不足在于工 件必须置于电路中，被涂物必须导电，所以无法在不导电的塑料工件上作业。
真空溅镀，是真空溅射镀膜的简称，又称为物理镀膜或物理气相沉积，是 指在真空条件下，用物理的方法，将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子， 并通过气相过程，在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜的过程。 具体包括很多种类，如真空离子蒸发、磁控溅射、MBE分子束外延、PLD激光溅 射沉积等很多种，主要思路是分成蒸发和溅射两种。但真空溅镀之缺点在于其 镀膜厚度较薄且治具费用高。
发明内容
本发明的目的是提供一种在不导电的塑料表面进行电泳涂装的方法。因传 统的涂装方式环境污染严重且涂料利用率较低，而电泳涂装技术无法在不导电 的塑料上进行作业，而真空溅镀生成的镀膜较薄，此法克服了常规方法的上述 问题，且工艺简单，节省涂料费用，几乎不产生任何废弃物，涂层致密美观。
为达到上述目的，本发明技术方案在于提供了--种在不导电的塑料工件上
用电泳法涂装的方法，该方法具体包括如下步骤.-
喷砂粗化步骤，用喷砂法将塑料工件表面粗化，以增强溅镀金属层和塑料 层的结合力；清洗步骤，清洗工件表面，除去塑料表面的砂粒和其它杂质；真 空溅镀步骤，用真空溅镀法在塑料工件表面镀上金属层，目的是使塑料表面具 有导电性；电泳涂装步骤，将具导电性之塑料工件，浸渍在装满电泳涂料槽中 作为阳极(或阴极)，在槽中另设对应的阴极(或阳极)，在两极间通一定时 间的直流电，在塑料工件表面上析出均一、水不溶电泳涂层。
特别地，塑料工件可以是聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳 酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、 尼龙、尼龙和玻璃纤维或碳纤维的混合物、聚碳酸酯与玻璃纤维或碳纤维的混 合物中的任意一种。
特别地，喷砂粗化是在0. 025MPa的低气压下用180#棕刚玉作业。
特别地，清洗方式为超声波清洗。
特别地，金属层可以为铝、铜、铬、不锈钢、铬化镍、银、锌等金属；金 属层厚度为0.05 0.2"m。
特别地，电泳涂装之涂料采用UV (紫外光)固化型或低温固化型电泳涂料； 电泳涂层厚度为0. 1 10nm。
相较于其它涂装方法，此法有如下优点
1. 制程和工艺简单，量产性高；
2. 提高生产效率，节省涂料费用；
3. 环保几乎不产生任何废弃物，对环境相当友好；
4. 涂层致密美观，且具金属质感。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作详细叙述。 图1为本发明的塑料工件镀膜成品的剖面放大图。
图2为本发明的主要工艺流程图。具体实施方式
请参阅附图1和附图2，本发明具体包括如下步骤
步骤101为喷砂粗化，即在0. 025MPa的低气压下用180#棕刚玉砂粒喷塑料 工件1表面，使塑料之平滑表面变成塑料粗化表面2，以此来增加塑料工件l和 金属层3的结合力。该塑料工件1可由PC (聚碳酸酯)、ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC/ABS、 PP (聚丙烯)、PS (聚苯乙烯)、PE (聚乙烯)、PA (尼 龙)、PA/GF(玻璃纤维)混合材料、PA/CF(碳纤维)混合材料、PC/GF混合材料、 PC/CF混合材料制成。
步骤102为超声波清洗，即用纯水结合超声波清洗塑料工件1表面，除去 塑料工件粗化表面2的砂粒和其它杂质，以此来改善金属层3的外观并提高塑
料工件1和金属层3的结合强度。
步骤103为真空溅镀，将塑料工件1置入真空腔抽真空至10—5torr后，通 入氩气维持在l 3xl0—3torr，启动基板负偏压在-300 -600Volt，此时启动溅 镀金属靶材，控制溅镀靶材的电流密度在O. 1 lW/cm2镀金属层3，此金属层3 可为Al、 Cu、 Cr、 SUS、 NiCr、 Ag、 Zn等金属，金属层3的厚度一般控制在0. 05 0.2"ffl，目的是使塑料表面具有导电性，以达到下一步可进行电泳涂装之目的。
步骤104为电泳涂装，即在金属层3上通过电泳法涂一电泳涂层4。将具导 电之塑料工件1浸渍在装满电泳涂料槽中作为阳极(或阴极)，在槽中另设对 应的阴极(或阳极)，在两极间通一定时间的直流电，所通电流的时间取决于 所需电泳涂层4的厚度。 一定时间后在金属层3表面上析出均一、水不溶之电 泳涂层4。电泳涂层4厚度一般为0. 1 10 li m,此电泳涂装之涂料可采用UV固
化型或低温固化型。
相较于其它技术，此种涂装方法制程和工艺简单，量产性高；节省涂料费 用；几乎不产生任何废弃物，对环境相当友好；且涂层致密美观，具金属质感。
权利要求
1. 一种塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特征在于此技术至少包括如下步骤(1)粗化步骤，用喷砂法将塑料工件表面粗化；(2)清洗步骤，清洗工件表面；(3)溅镀步骤，用真空溅镀法在塑料工件上镀上金属层；(4)电泳涂装步骤，将具导电性之塑料工件用电泳涂装法在表面镀一层电泳涂层。
2. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特征在于所述塑料可以是聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯 和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、 尼龙和玻璃纤维或碳纤维的混合物、聚碳酸酯与玻璃纤维或碳纤维的混合物中 的任意一种。
3. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特 征在于喷砂法粗化塑料表面时所用低气压为0. 025MPa。
4. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特 征在于喷砂法粗化塑料表面时所用介质为180弁棕刚玉砂粒。
5. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特征在于所述的工件表面清洗方式为超声波清洗。
6. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特征在于所述金属层可以为铝、铜、铬、不锈钢、铬化镍、银、锌等金属。
7. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特 征在于所述金属层厚度为0.05 0.2um。
8. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特 征在于电泳涂装时所用的电泳涂料可以是紫外光固化型或低温固化型。
9. 按照权利要求1所述的塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其特 征在于电泳涂装时的电泳涂层厚度为O. 1 10um。
全文摘要
本发明公开了一种塑料工件表面真空溅镀结合电泳涂装技术，其中，至少包括以下步骤粗化表面，采用喷砂法喷塑料工件表面使其粗化来增加附着性；清洗工件表面；用真空溅镀法在清洗后的塑料工件上镀上金属层使塑料表面具有导电性；将具导电性之塑料工件用电泳涂装法涂一层电泳涂层。此制程克服了不导电的塑料工件不能电泳涂装之缺点，且工艺简单，节省涂料费用，几乎不产生任何废弃物，涂层致密美观。
文档编号C23C14/20GK101376976SQ200710131778
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者吴政道, 郭雪梅 申请人:汉达精密电子(昆山)有限公司