专利名称：一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法
技术领域：
本发明涉及一种塑料表面加工工艺，尤其是涉及一种在工程塑料上获得金属拉丝外观的新型镀膜工艺，不用传统水电镀。
背景技术：
目前，塑料件表面获得金属拉丝外观，主要采用水电镀后拉丝工艺。水电镀常规工艺流程如下除油除蜡，粗化，活化，敏化，还原，化学镍，电镀焦铜，电镀酸铜，电镀镍，然后进行拉丝，除油，活化，电镀铬或者最后PVD。其存在以下缺点(1)耗水耗能大，且产出大量废水。(2)使用有害化学镀液与添加剂。(3)排放有毒废气。(4)耗用金属量大。(5)使用对人体有害的六价铬。(6)对基材表面要求高，适用窄。显然，这 一传统工艺对环境污染及危害颇大，亟需改进。为了在工程塑料表面获得金属拉丝外观，许多研究机构进行了探索，取得一定的进展。中国专利201110080260.0公开了在工程塑胶表面实施仿金属拉丝镀膜的方法，包括在塑胶母粒中加入颜料，进行染色处理；将塑胶坯件进行干法清洁与活化；将塑胶坯件喷涂有色涂层；将工件进行拉丝，获得拉丝纹路的表面；将工件进行干法清洁与活化；将拉丝纹路的工件喷涂罩光面漆，即完成在工程塑胶表面实施仿金属拉丝镀膜。该发明是针对双色仿金属拉丝产品，尚不能模仿单色金属拉丝，需要人工拉丝。中国专利201110343117. 6公开了一种在塑胶表面制备仿金属拉丝的方法，其步骤包括塑料注塑，获得拉丝件毛坯；将拉丝件毛坯放入PVD真空设备中抽真空，进行活化处理；将活化后的拉丝件毛坯表面真空镀金属膜；对所得的真空镀金属膜的样品喷涂面漆得到最仿金属拉丝外观。中国专利201010183049. 7公开了一种壳体的制作方法，包括以下步骤提供一公模及一母模；利用化学药剂对母模的表面进行咬花处理以使所述母模的表面形成咬花结构；对所述母模的表面进行拉丝处理以使所述母模的表面形成拉丝纹理；及利用所述公模及母模制作出具有咬花及拉丝效果的外壳。该发明壳体的制作方法可制作出具有咬花及拉丝效果的外壳，制作流程简单，且制作出的外壳上的图案不易脱落。以上发明需要在注塑模具上拉丝，这样模具内突出外置易获得拉丝纹，而凹下的位置没有拉丝纹，这样注塑出的3D工件表面的拉丝纹路就会很奇怪，不能满足外观标准。并且随着使用次数增加，其纹路将变浅，甚至消失，因此不适合长久使用，不易量产。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的工程塑料获得金属拉丝外观工艺中存在的缺点与不足，提供可以在各种塑料基材上获得金属拉丝外观，可以与水电镀金属拉丝外观相媲美，并且无重金属及废水排放，既经济，又绿色环保的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法。本发明包括以下步骤I)对塑料工件进行手工擦拭除油处理；
2)对经过步骤I)处理的工件，喷涂高光底漆层；3)对经过步骤2)处理的工件，进行金属化处理，获得金属膜层；4)对经过步骤3)处理的工件，喷涂透明罩光面漆层；5)对经过步骤4)处理的工件，进行拉丝处理，获得金属拉丝外观。在步骤2)中，所述喷涂高光底漆层，可以为紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一种；喷涂方式为本领域技术人员所公知的方法，所述高光底漆层的厚度可为10 30 μ m ;喷涂紫外光固化(UV)漆工艺为，采用自动喷枪进行喷涂，底漆喷涂的具体方法可为喷镀一层UV漆后，送入红外线烘干段，进行流平、烘干(60 70°C，5min)，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联(时间10 s )，UV照射固化的能量为800—1000mJ/cm2 ;聚氨酯漆(PU)漆工艺为70°C烘烤30 40min。
在步骤3)中，所述金属化处理，获得金属膜层的方法可以物理气相沉积(PVD)沉积金属层、纳米喷镀银层中的一种，所述物理气相沉积工艺为氮气50 lOOSccm，氩气50 lOOsccm，多弧电流90 120A，镀膜时间I 4min，真空度0. I 0. 3Pa ;靶材可以钛、铬、锆靶材中的一种；所述纳米喷镀银层工艺为用双头喷枪同时喷涂银氨溶液、硼氢化钠溶液，喷枪口距基材表面的距离为10 20cm，喷涂后形成50 200nm厚的镜面层，然后镜面层表面喷涂无水亚硫酸纳溶液，对镜面成起稳定化作用，阻止镜面层被氧化，烘干的温度可为50 70°C，时间为20 30min。在步骤4)中，所述透明罩光面漆，可以为紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一种；所述喷涂方式为本领域技术人员所公知的方法，漆层的厚度可为10 30μπι;喷涂紫外光固化(UV)漆工艺为，采用自动喷枪进行喷涂，底漆喷涂的具体方法可为喷镀一层UV漆后，送入红外线烘干段，进行流平、烘干(60 70°C，5min)，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联(时间10 s )，UV照射固化的能量为1000 1200mJ/cm2，聚氨酯漆(PU)漆工艺为70°C烘烤30 40min。在步骤5)中，所述拉丝处理，可采用自动或者人工的方式进行拉丝，拉丝机的转速为300 800r/min ;拉丝轮可为尼龙轮,飞翼轮等中的一种。本发明制备获得具有金属拉丝外观的塑胶制品，具备防腐、耐磨、耐候、耐温等优点，可与传统水电镀拉丝产品相媲美。同时，整个过程不产生重金属及水的污染，有效地减少重金属能源及水资源的使用，有效地改善表面处理过程对环境的影响，是一种经济且环保的新型镀膜技术。本发明适用于卫浴、电子、家电与机车等行业。
图I为本发明实施例所制备的工件结构示意图。在图I中，各标记为I、工件，2、有色高光漆层，3、PVD金属膜，4、拉丝纹面漆层。图2为本发明实施例拉丝表面放大(500倍)图。图3为本发明实施例产品照片。
具体实施例方式以下通过具体实施例对本明作详细说明。实施例I :一种不锈钢色金属拉丝外观的ABS水龙头
I)对ABS水龙头进行手工擦拭除油处理；2)对经过步骤I)处理的工件，喷涂聚氨酯(PU)，高光底漆，漆层的厚度为20 μ m,70°C 烘烤 30min ；3)对经过步骤2)处理的工件，进行物理气相沉积(PVD)镀氮化锆，镀膜条件氮气50Sccm,lS气 lOOsccm,电流 120A,镀膜时间 2min,真空度 O. 3Pa ；4)对经过步骤3)处理的工件，喷涂无色透明罩光面漆(聚氨酯漆漆)，漆层的厚度为 30ym，70°C烘烤 40min ；5)对经过步骤4)处理的工件，冷却后，进行拉丝处理，拉丝机的转速为800r/min获得金属拉丝外观。实施例2 :—种金色金属拉丝外观的PA汽车把手
I)对PA汽车把手进行手工擦拭除油处理；2)对经过步骤I)处理的工件，采用自动喷枪进行喷涂，喷镀一层UV漆，漆层的厚度为15 μ m，送入红外线烘干段，进行流平、烘干(60°C X 5min)，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联(时间10 s )，UV照射固化的能量为800mJ/cm2 ；3)对经过步骤2)处理的工件，进行物理气相沉积(PVD)镀氮化钛，镀膜条件氮气IOOSccm,気气80sccm,电流90A,镀膜时间4min,真空度O. 2Pa ；4)对经过步骤3)处理的工件，采用自动喷枪进行喷涂，喷镀一层UV漆，漆层的厚度为30 μ m，送入红外线烘干段，进行流平、烘干(60°C X 5min)，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联(时间10 s )，UV照射固化的能量为1200mJ/cm2 ；5)对经过步骤4)处理的工件，冷却后，进行拉丝处理，拉丝机的转速为600r/min获得金属拉丝外观。实施例3 :—种银色金属拉丝外观的PP材料装饰框I)对PP材料装饰框表面进行手工擦拭除油处理；2)对经过步骤I)处理的工件，采用自动喷枪进行喷涂，喷镀一层UV漆，漆层的厚度为30μπι，送入红外线烘干段，进行流平、烘干(70°C X5min)，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联(时间10 s )，UV照射固化的能量为lOOOmJ/cm2 ；3)对经过步骤2)处理的工件，用双头喷枪同时喷涂银氨溶液、硼氢化钠溶液，喷枪口距基材表面的距离为15cm,喷涂后形成IOOn m厚的镜面层,然后镜面层表面喷涂无水亚硫酸纳溶液，烘干的温度可为65°C,时间为25min。4)对经过步骤3)处理的工件，喷涂无色透明罩光面漆(聚氨酯漆)，漆层的厚度为2(^111，701烘烤3011^11 ；5)对经过步骤4)处理的工件，冷却后，进行拉丝处理，拉丝机的转速为400r/min，获得银色金属拉丝外观。实施例4 :一种青铜金属拉丝外观的ABS面板I)对ABS塑料面板表面进行手工擦拭除油处理；2)对经过步骤I)处理的工件，采用自动喷枪进行喷涂，喷镀一层UV漆，漆层的厚度为20μπι，送入红外线烘干段，进行流平、烘干(70°C X5min)，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联(时间10 s )，UV照射固化的能量为900mJ/cm2 ；3)对经过步骤2)处理的工件，用双头喷枪对已敏化活化处理后的基材表面同时喷涂银氨溶液、硼氢化钠溶液，喷枪口距基材表面的距离为10cm，喷涂后形成200nm厚的镜面层，然后镜面层表面喷涂无水亚硫酸纳溶液，烘干的温度可为70°C，时间为30min。4)对经过步骤3)处理的工件，采用自动喷枪进行喷涂，喷镀一层UV漆，漆层的厚度为20 μ m，送入红外线烘干段，进行流平、烘干(60°C X 5min)，流平、烘干后送入紫 外线光固化段进行UV照射固化交联(时间10 s )，UV照射固化的能量为lOOOmJ/cm2 ；5)对经过步骤4)处理的工件,冷却后,进行拉丝处理,拉丝机的转速为500r/min,获得青铜色金属拉丝外观。
权利要求
1.一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于包括以下步骤 1)对塑料工件进行手工擦拭除油处理； 2)对经过步骤I)处理的工件，喷涂高光底漆层； 3)对经过步骤2)处理的工件，进行金属化处理，获得金属膜层； 4)对经过步骤3)处理的工件，喷涂透明罩光面漆层； 5)对经过步骤4)处理的工件，进行拉丝处理，获得金属拉丝外观。
2.如权利要求I所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于在步骤2)中，所述喷涂高光底漆层是紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一种。
3.如权利要求I所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于在步骤2)中，所述高光底漆层的厚度为10 30 μ m。
4.如权利要求I所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于在步骤2)中，喷涂紫外光固化漆工艺为，采用自动喷枪进行喷涂，底漆喷涂的具体方法可为喷镀一层UV漆后，送入红外线烘干段，进行流平、烘干，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联，UV照射固化的能量为800 lOOOmJ/cm2 ;聚氨酯漆漆工艺为70°C烘烤 30 40min。
5.如权利要求I所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于在步骤3)中，所述金属化处理，获得金属膜层的方法是物理气相沉积(PVD)沉积金属层、纳米喷镀银层中的一种。
6.如权利要求5所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于所述物理气相沉积工艺为氮气50 lOOSccm，氩气50 lOOsccm，多弧电流90 120A，镀膜时间I 4min，真空度0. I 0. 3Pa ;靶材为钛、铬、锆靶材中的一种。
7.如权利要求5所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于所述纳米喷镀银层工艺为用双头喷枪同时喷涂银氨溶液、硼氢化钠溶液，喷枪口距基材表面的距离为10 20cm,喷涂后形成50 200nm厚的镜面层,然后镜面层表面喷涂无水亚硫酸纳溶液，对镜面成起稳定化作用，阻止镜面层被氧化，烘干的温度为50 70°C，时间为20 30mino
8.如权利要求I所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于在步骤4)中，所述透明罩光面漆为紫外光固化漆、聚氨酯漆漆中的至少一种。
9.如权利要求I所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于在步骤4)中，漆层的厚度为10 30 μ m ;喷涂紫外光固化漆工艺为，采用自动喷枪进行喷涂，底漆喷涂的具体方法为喷镀一层UV漆后，送入红外线烘干段，进行流平、烘干，流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联，UV照射固化的能量为1000 1200mJ/cm2，聚氨酯漆漆工艺为70°C烘烤30 40min。
10.如权利要求I所述的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，其特征在于在步骤5)中，所述拉丝处理是采用自动或者人工的方式进行拉丝，拉丝机的转速为300 800r/min ;拉丝轮为尼龙轮,飞翼轮中的一种。
全文摘要
一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法，涉及一种塑料表面加工工艺。提供可以在各种塑料基材上获得金属拉丝外观，可以与水电镀金属拉丝外观相媲美，并且无重金属及废水排放，既经济，又绿色环保的一种具有金属拉丝外观的塑料表面镀膜方法。具体步骤为1)对塑料工件进行手工擦拭除油处理；2)对经过步骤1)处理的工件，喷涂高光底漆层；3)对经过步骤2)处理的工件，进行金属化处理，获得金属膜层；4)对经过步骤3)处理的工件，喷涂透明罩光面漆层；5)对经过步骤4)处理的工件，进行拉丝处理，获得金属拉丝外观。
文档编号C23C14/20GK102877025SQ20121037195
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者陈玲, 吴子豹, 余水, 李明仁 申请人:厦门建霖工业有限公司