一种带金属外观的塑料工件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及塑料工艺领域，尤其涉及一种带金属外观的塑料工件。
【背景技术】
[0002]随着人们对生活的追求，需求越来越高，塑料金属化成为一种趋势。然后传统塑料金属化工艺是注塑后的毛坯经水电镀获得金属外观，其流程一般包括塑料注塑、化学除油、亲水、化学粗化、中和、预浸、胶体钯活化、解胶、化学镍、活化、焦铜、酸铜、半光镍、六价铬或三价铬。其工艺存在以下缺点:(I)周期时间长。(2)耗水耗能大，且产出大量废水。(3)使用有害化学镀液与添加剂。(4)排放有毒废气。(5)耗用金属量大。(6)使用对人体有害的六价铬。显然，这一传统工艺对环境污染及对工人危害颇大，急需改进。
[0003]为此人们开展了大量研究，其中较成功的方案是喷漆真空电镀工艺，如专利ZL02125257.2利用喷漆/蒸发镀铝/喷漆的方法获得金属及非金属的镜面金属化外观处理方法；专利ZL201010585736公开了一种在工程塑胶表面制备夹层复合镀膜的方法，其利用电弧离子镀膜/喷漆/电弧离子镀膜获得塑料的表面金属化方法，其通过优化真空镀膜工艺，只需一道喷漆就可以获得镜面金属外观。但是喷漆会存在溶剂挥发，对环境有影响，油漆利用率低，易燃易爆等问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种带金属外观的塑料工件。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案为，
[0006]塑料工件基材外层依次排列第一层透明有机膜，一层金属装饰膜，第二层透明有机膜；塑料工件基材内层依次排列第一层透明有机膜和第二层透明有机膜；所述第一层透明有机膜的厚度为3.2-10.8微米，第二层透明有机膜的厚度为3.2-10.8微米，一层金属装饰膜的厚度为0.1-0.5微米。
[0007]进一步，所述第一层透明有机膜采用化学气相沉积聚对二甲苯获得；具体步骤为，
[0008]Al、将清洁的塑料工件装入真空设备中，抽真空到1x10 2pa，充入氩气100SCCM及氧气100SCCM，辉光电压3000V，时间2分钟；
[0009]A2、将塑料工件放入加有聚对二甲苯材料的CVD镀膜机的蒸发室内，当蒸发室内的真空度到达0.8-1.2pa时，将真空镀膜室内的聚对二甲苯升温至120-180°C进行气化升化，速率15-25A/S ;优选的，所述A2步骤中，真空度为Ipa时，将聚对二甲苯在150°C气化升化，速率20A/s。
[0010]A3、升化挥发的气体聚对二甲苯进入裂解室，温度控制在685-705 V，进行裂解催化，速率10-13A/S，得到经高温裂解的单体聚对二甲苯；优选的，所述A3步骤中，裂解室温度控制在695 °C，进行裂解催化，速率12A/s。
[0011]A4、所述单体聚对二甲苯进入沉积室，温度控制在室温20-25 °C，进行低温沉积，速率9-12A/S，沉积时间1-2.5小时，膜厚达3.2-10.8 μ m ;得到带有第一层透明有机膜的塑料工件；优选的，所述A4步骤中，沉积室温度控制在室温25°C，进行低温沉积，速率lOA/s，沉积时间1.5小时，膜厚达5.4 μ m。
[0012]所述蒸发室，裂解室和沉积室的三个室体是相通的。
[0013]进一步，所述金属装饰膜采用物理气相沉积金属膜获得，具体步骤为，
[0014]B1、将带有第一层透明有机膜的塑料工件在物理气相沉积设备中进行辉光清洗，氩气150-250sccm，偏压2500-3500V，时间4_6min ;优选的，所述BI步骤中，氩气300sccm，偏压3000V，时间5min ；
[0015]B2、再进行溅射沉积钛或铬合金，条件为氩气50-150sccm，偏压100-150V，时间l-5min ;优选的，所述B2步骤中，氩气lOOsccm，偏压120V，时间2min，溅射钛或铬电流20-60A ；
[0016]B3、再进行派射反应沉积氮化钛或氮化络合金，氮气50-150sccm，时间l_5min ;得到带有第一层透明有机膜和一层金属装饰膜的塑料工件。优选的，所述B3步骤中，氮气lOOsccm，时间3min，溅射钛或铬电流20-60A。
[0017]进一步，所述第二层透明有机膜采用化学气相沉积聚对二甲苯获得；具体步骤为，
[0018]Al、将已经带有第一层透明有机膜和一层金属装饰膜的塑料工件放入加有聚对二甲苯的卤代物的CVD镀膜机的蒸发室内，当蒸发室内的真空度到达0.8-1.2pa时，将真空镀膜室内的聚对二甲苯的卤代物升温至120-180°C进行气化升化，速率15-25A/S ;优选地，真空度为Ipa时，将聚对二甲苯的卤代物在150°C气化升化，速率20A/s ;优选的，所述聚对二甲苯的卤代物为聚氟对二甲苯，更优选为八氟聚对二甲苯及四氟聚对二甲苯；
[0019]A2、升化挥发的气体聚对二甲苯的卤代物进入裂解室，温度控制在685-705°C，进行裂解催化，速率10-13A/S，得到经高温裂解的单体聚对二甲苯的卤代物；优选地，裂解室温度控制在695°C，进行裂解催化，速率12A/s ;
[0020]A3、所述单体聚对二甲苯的卤代物进入沉积室，温度控制在室温20-25°C，进行低温沉积，速率9-12A/S，沉积时间1-2.5小时，膜厚达3.2-10.8 μ m ;优选地，沉积室温度控制在室温25°C，进行低温沉积，速率lOA/s，沉积时间1.5小时，膜厚达5.4 μ m ;得到带有第一层透明有机膜，一层金属装饰膜及第二层透明有机膜的塑料工件；
[0021]所述蒸发室，裂解室和沉积室的三个室体是相通的。
[0022]本实用新型通过在清洁塑料表面进行化学气相沉积聚对二甲苯，获得一层均匀致密的有机透明膜，然后进行物理气相沉积金属膜(铝或铬)，最后再进行化学气相沉积聚四氟对二甲苯，获得耐侯能强的有机透明膜，从而获得金属化外观塑料制品，该工艺完全在真空环境下生产，无溶剂及废漆产生，获得无死角耐蚀防护镀层，并且成本低制备工艺简单。
[0023]物理气相沉积(PVD)镀金属膜的作用是赋予产品的金属外观，可以获得各种金属色(如银白色及金色)，产品经过物理气相沉积在其表面形成有色的金属膜，有利于提升塑料产品的装饰作用及附加值。
[0024]化学气相沉积(CVD)聚对二甲苯或聚对二甲苯的卤代物的作用是提高金属龙头的表面，尤其是内表面的防腐、致密的特性，利用化学气相沉积的良好渗透性，在产品的内外表面沉积了一层有机膜，这层有机膜起到隔绝屏蔽作用，使外界空气及水与金属不接触，从而起到高耐蚀防腐作用。
[0025]所述第一塑料工件制备(也就是形成第一透明有机膜)步骤中，所述聚对二甲苯为N型聚对二甲苯。
[0026]聚对二甲苯，商品名帕里纶(Parylene)，是通过化学气相沉积法制备的具有聚二甲撑苯撑结构的聚合物薄膜的统称，它有极其优良的电性能、耐热性、耐候性和化学稳定性。
[0027]N 型聚对二甲苯，CAS 号:1633-22-3，分子式:C16H16，熔点:285-288。C，密度:1.1g/cm3，又称二聚对二甲苯。
[0028]所述聚对二甲苯的卤代物为聚氟对二甲苯，更具体为八氟聚对二甲苯及四氟聚对二甲苯。
[0029]八氟聚对二甲苯，CAS号:3345-29-7，分子式:C16H8F8，沸点:321 ° C，闪点:117° C，密度:1.497g/cm3o 又称为 I, 1,2, 2,9,9, 10，10-八氟[2.2] 二聚对二甲苯。
[0030]四氟聚对二甲苯，CAS号:703-87-7，分子式:C16H12F4，2，3，5，6-四氟对二甲苯。
[0031]其中，所述形成第二透明有机膜步骤的具体加工方法包括，将镀有金属膜的塑料工件，放入真空镀膜室内，然后进行化学气相沉积:所用设备为CVD镀膜机，该设备包括蒸发室，裂解室和沉积室，这三腔体是一个连联的，首先对二聚对二甲苯材料加入蒸发室，抽真空Ipa时，加热到150摄氏度，开始气化挥发进入裂解室，裂解室高温690摄氏度将二聚对二甲苯分解为活性单体，然后该活性单体进入低温沉积室，线性生长组成聚对二甲苯。
[0032]本实用新型的塑料工件没有限制，只要是塑料的，均能实现本实用新型的技术方案并达到本实用新型的技术效果。实施例中列举了塑料汽车L0G0，塑料相框，汽车把手作为塑料工件，但很明显的，本实用新型并不限于这些塑料工件。
[0033]本实用新型的描述中，比如第一塑料工件，第二塑料工件，第三塑料工件，第四塑料工件，第一透明有机膜，第二透明有机膜的描述中的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等为指代或描述方便，不能理解为有顺序关系或者有相对重要性指示，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多重”的含义是两个(组或重)或两个(组或重)以上。
[0034]本实用新型免漆喷涂工艺，无溶剂挥发及环保问题，另外本实用新型的无死角全封闭技术，极大地提高了产品的耐腐蚀性能。
【附图说明】
[0035]图1是本实用新型实施例1所得塑料工件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型的描述中，“第一”、“第二”、“第三”等为指代或描述方便，不能理解为有顺序关系或者有相对重要性指示，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多重”的含义是两个(组或重)或两个(组或重)以上。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0037]第一塑料工件制备:
[0038]将清洁的塑料工件装入真空设备中，抽真空到1x10 2pa，充入氩气100SCCM及氧气100SCCM，辉光电压3000V，时间2分钟；
[0039]第二塑料工件制备:
[0040]所述第二塑料工件制备的步骤为，
[0041]Al、将第一塑料工件放入加有聚对二甲苯材料的CVD镀膜机的蒸发室内，当蒸发室内的真空度到达0.8-1.2pa时，将真空镀膜室内的聚对二甲苯或聚对二甲苯的卤代物升温至120-180°C进行气化升化，速率15-25A/S ;优选地，真空度为Ipa时，将聚对二甲苯在150°C气化升化，速率20A/s ；
[0042]A2、升化挥发的气体聚对二甲苯进入裂解室，温度控制在685-705 °C，进行裂解催化，速率10-13A/S，得到经高温裂解的单体聚对二甲苯；优选地，裂解室温度控制在695°C，进行裂解催化，速率12A/s;
[0043]A3、所述单体聚对二甲苯进入沉积室，温度控制在室温20-25°C，进行低温沉积，速率9-12A/S，沉积时间1-2.5小时，膜厚达3.2-10.8 μ m ;优选地，沉积室温度控制在室温25°C，进行低温沉积，速率lOA/s，沉积时间1.5小时，膜厚达5.4 μπι;得到第二塑料工件；
[0044]所述蒸发室，裂解室和沉积室的三个室体是相通的。
[0045]第三塑料工件制备:
[0046]B1、将第二塑料工件在物理气相沉积设备中进行辉光清洗，氩气150-250SCCm，偏压 2500-3500V，时间 4-6min ;优选地，氩气 300sccm，偏压 3000V，时间 5