一种塑料基材的表面处理工艺及塑料件的制作方法

本发明涉及一种塑料基材的表面处理工艺及塑料件。

背景技术：

目前，具有仿金属及光哑同体效果的电子产品塑料件(如手机壳)的制备工艺为普通的ncvm(不导电电镀)仿金属工艺结合3d镭雕工艺。虽然现有的工艺使塑料件获得了较好的仿金属及光哑同体效果，但是现有工艺需要5次喷涂+1次真镀+1次镭雕，工艺操作复杂，成本较高，主要表现为工序多、3d镭雕的周期(cycletime)长导致的生产效率低、镭雕设备较为昂贵等。另外，现有的工艺制得的塑料件良率低，行业直通率在60％左右。

因此，本领域亟需一种新的塑料基材表面处理工艺，进而用于制备具有仿金属及光哑效果的塑料件，以克服现有工艺中存在的工艺操作复杂，工序多，需要使用3d镭雕工艺，周期长，设备昂贵，生产效率低，成本高，和制得的塑料件良率低等技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的具有仿金属及光哑同体效果的塑料件的制备工艺中存在的工艺操作复杂，工序多，需要使用3d镭雕工艺，周期长，设备昂贵，生产效率低，成本高，和制得的塑料件良率低等技术问题，而提供了一种塑料基材的表面处理工艺及塑料件。本发明的处理工艺仅需要3次喷涂+1次真镀就可以制得具有仿金属及光哑同体效果的塑料件，工序少；并且本发明的处理工艺可无需结合3d镭雕工艺，成本低，生产效率大幅提高；另外，本发明的处理工艺制得的塑料件的行业直通率可高达80％，良率大幅提升。

本发明主要是通过以下技术方案解决上述技术问题的。

本发明提供了一种塑料基材的表面处理工艺，其包括下列步骤：

(1)在具有火花纹纹理的塑料基材表面上喷涂底漆，预热，固化，得一底漆层；

(2)在所述的底漆层表面镀上一金属镀层；

(3)在所述的金属镀层表面上喷涂中漆，预热，固化，得一中漆层；

(4)在所述的中漆层表面上喷涂面漆，预热，固化，得一面漆层。

步骤(1)中，所述的具有火花纹纹理的塑料基材的制备方法可采用本领域常规的制备方法进行制备。本发明优选放电加工处理工艺。本发明更优选下列方法，所述的方法包括下列步骤：采用电火花对塑料基材进行加工，使塑料基材中部形成火花纹纹理。本发明中，所述的火花纹纹理类似金属喷砂。其中，所述的塑料基材可为本领域常规的塑料基材。所述的塑料基材的厚度可不作具体限定，根据塑料基材的厚度可根据最后制得的塑料件应用领域和产品(例如电视机、电脑或手机等)进行常规选择。

步骤(1)中，所述的具有火花纹纹理的塑料基材中，所述的火花纹纹理的排列方式可为本领域常规的排列方式，连续或不连续。所述的火花纹的大小可不作具体限定，可根据具体产品的需要进行常规选择，优选为21-24号火花纹。所述的火花纹纹理的深度可根据最后制得的塑料件应用领域和产品(例如电视机、电脑或手机等)进行常规选择，例如，当最后制得的塑料件应用于手机壳上时，所述的火花纹纹理的深度优选为15μm-25μm。

步骤(1)中，所述的具有火花纹纹理的塑料基材的一面中，没有火花纹纹理的区域，一般可经镜面抛光处理，以达到镜面高光效果。

步骤(1)中，所述的底漆可为本领域常规的底漆，优选光固化型uv底漆(即紫外线光固化底漆)，更优选购自深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为d4012的底漆。

步骤(1)中，所述的预热的方法和条件可为本领域底漆预热常规的方法和条件。本发明优选为红外辐射预热的方法。所述的预热的温度优选50℃-60℃。所述的预热的时间优选5-10分钟。所述的固化的方法和条件可为本领域底漆固化常规的方法和条件。本发明优选紫外光固化的方法。所述的固化方法中的紫外光照射剂量优选控制在600-800mj/cm^2。所述的固化时间优选1分钟～3分钟。

步骤(1)中，所述的底漆层的厚度可根据最后制得的塑料件应用领域和产品(例如电视机、电脑或手机等)进行常规选择，例如，当最后制得的塑料件应用于手机壳上时，所述的底漆层的厚度优选为2μm-4μm。所述的底漆的用量以最终所得底漆层的厚度计。

步骤(2)中，所述的金属镀层的制备方法可为本领域常规的制备方法，优选使用物理气相沉积(pvd)的方法在所述的底漆层镀上一金属镀层。所述的金属镀层中的金属可为本领域常规的金属，优选铟(优选纯铟，即其hplc纯度在99.999％以上)或铟锡合金。所述的金属镀层的厚度为本领域金属镀层常规的厚度，优选为≤0.2μm。

步骤(3)中，所述的中漆可为本领域常规的中漆，优选光固化型uv中漆(即紫外线光固化中漆)；更优选购自深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为z5008的中漆。

步骤(3)中，所述的预热的方法和条件可为本领域中漆预热常规的方法和条件。本发明优选采用红外辐射预热的方法。所述的预热的温度优选65℃-75℃。所述的预热的时间优选5-10分钟。所述的固化的方法和条件可为本领域中漆固化常规的方法和条件。本发明优选紫外光固化的方法。所述的固化方法中的紫外光照射剂量优选控制在300-400mj/cm^2。所述的固化时间优选1分钟～3分钟。

步骤(3)中，所述的中漆层的厚度可根据最后制得的塑料件应用领域和产品(例如电视机、电脑或手机等)进行常规选择，例如，当最后制得的塑料件应用于手机壳上时，所述的中漆层的厚度优选为4μm-6μm。所述的中漆的用量以最终所得中漆层的厚度计。

步骤(4)中，所述的面漆可为本领域常规的面漆。当最后制得的塑料件应用于手机壳上时，所述的面漆优选包含下列重量份数的组分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化温度热塑性丙烯酸树脂；0.5份纤维素；0.5份磷酸酯类密着剂；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基异丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引发剂184(ciba184)；0.3份光引发剂tpo(basftpo)；和0.2份流平剂(byk-333)。所述的面漆中，所述的六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物可为本领域常规的六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物，优选sartomercn8000。所述的九官聚氨酯丙烯酸酯聚合物可为本领域常规的九官聚氨酯丙烯酸酯聚合物，优选sartomercn9013。所述的高玻璃化温度热塑性丙烯酸树脂可为本领常规的高玻璃化温度热塑性丙烯酸树脂，优选rohmhaasa11。所述的纤维素可为本领域常规的纤维素，优选eastmancab-551-0.2。所述的光引发剂184和所述的光引发剂tpo为本领域常规市售产品。所述的流光剂可为本领域常规的流光剂，优选byk-333。

步骤(4)中，所述的预热的方法和条件可为本领域面漆预热常规的方法和条件。本发明优选采用红外辐射预热的方法。所述的预热的温度优选55℃-65℃。所述的预热的时间优选5-10分钟。所述的固化的方法和条件可为本领域中漆固化常规的方法和条件。本发明优选紫外光固化的方法。所述的光固化方法中的紫外光照射剂量优选控制在800-1000mj/cm^2。所述的固化时间优选1分钟～3分钟。

步骤(4)中，所述的面漆层的厚度可根据最后制得的塑料件应用领域和产品(例如电视机、电脑或手机等)进行常规选择，例如，当最后制得的塑料件应用于手机壳上时，所述的面漆层的厚度优选为18μm-22μm。所述的面漆的用量以最终所得面漆层的厚度计。

本发明还提供了一种所述的塑料基材的表面处理工艺制得的塑料件。

本发明还提供了一种塑料件，其包括相互叠置的一具有火花纹纹理的塑料基材层、一底漆层、一金属镀层、一中漆层和一面漆层；其中，所述的塑料基材层的具有火花纹纹理的一面与所述的底漆层相结合；所述的塑料基材层具有火花纹纹理的一面中，没有火花纹纹理的区域，经镜面抛光处理。

在本发明一优选实施方案中，所述的塑料件优选由相互叠置的一具有火花纹纹理的塑料基材层、一底漆层、一金属镀层、一中漆层和一面漆层组成。

所述的底漆层中的底漆、所述的金属镀层中的金属、所述的中漆层中的中漆、所述的面漆层中面漆以及各层的厚度，均同前所述。

在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的处理工艺仅需要3次喷涂+1次真镀就可以制得具有仿金属及光哑同体效果的塑料件，工序少；并且本发明的处理工艺可无需结合3d镭雕工艺，成本低，生产效率大幅提高；另外，本发明的处理工艺制得的塑料件的行业直通率可高达80％，良率大幅提升。

附图说明

图1为本发明一实施例的处理工艺制得的塑料件结构示意图。

图2为本发明一对比实施例的处理工艺制得的塑料件结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

未进行特别说明，下述实施例中制备得到的塑料件均应用于手机壳上。

实施例1

一种塑料基材的表面处理工艺，其包括下列步骤：

(1)在具有火花纹纹理的塑料基材表面上喷涂底漆，预热，固化，得一底漆层。其中，具有火花纹纹理的塑料基材的制备方法包括下列步骤：采用电火花对塑料基材进行加工，使塑料基材中部形成类似金属喷砂的火花纹文理。其中火花纹为21号火花纹；火花纹文理的深度为15μm。对于具有火花纹纹理的塑料基材的一面中，没有火花纹文理的区域，采用镜面抛光处理，达到镜面高光效果。所述的底漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为d4012的光固化型uv底漆。其中，喷涂底漆后，采用红外辐射预热的方法，在50℃预热10分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为800mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的底漆层的厚度为2μm。

(2)在所述的底漆层表面用纯铟镀上一金属镀层；所述的金属镀层的厚度为0.2μm。

(3)在所述的金属镀层表面上喷涂中漆，预热，固化，得一中漆层。所述的中漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为z5008的光固化型uv中漆。其中，喷涂中漆后，采用红外辐射预热的方法，在65℃预热10分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为300mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的中漆层的厚度为4μm。

(4)在所述的中漆层表面上喷涂面漆，预热，固化，得一面漆层。所述的面漆包含下列重量份数的组分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化温度热塑性丙烯酸树脂；0.5份纤维素；0.5份磷酸酯类密着剂；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基异丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引发剂184(ciba184)；0.3份光引发剂tpo(basftpo)；和0.2份流平剂(byk-333)。其中，所述的面漆层的厚度为18μm。喷涂面漆后，采用红外辐射预热的方法，在65℃预热10分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为800mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的面漆层的厚度为18μm。

实施例1制得的塑料件，其包括相互叠置的一具有火花纹纹理的塑料基材层、一底漆层、一金属镀层、一中漆层和一面漆层，其中，所述的火花纹纹理的深度为15μm；所述的底漆层的厚度为2μm；所述的金属镀层的厚度为0.2μm；所述的中漆层的厚度为4μm；所述的面漆层的厚度为18μm。

实施例2

一种塑料基材的表面处理工艺，其包括下列步骤：

(1)在具有火花纹纹理的塑料基材表面上喷涂底漆，预热，固化，得一底漆层。其中，具有火花纹纹理的塑料基材的制备方法包括下列步骤：采用电火花对塑料基材进行加工，使塑料基材中部形成类似金属喷砂的火花纹文理。其中火花纹为24号火花纹；火花纹文理的深度为25μm。对于具有火花纹纹理的塑料基材的一面中，没有火花纹文理的区域，采用镜面抛光处理，达到镜面高光效果。所述的底漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为d4012的光固化型uv底漆。其中，喷涂底漆后，采用红外辐射预热的方法，在60℃预热5分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为600mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的底漆层的厚度为4μm。

(2)在所述的底漆层表面用纯铟镀上一金属镀层；所述的金属镀层的厚度为0.1μm。

(3)在所述的金属镀层表面上喷涂中漆，预热，固化，得一中漆层。所述的中漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为z5008的光固化型uv中漆。其中，喷涂中漆后，采用红外辐射预热的方法，在75℃预热5分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为400mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的中漆层的厚度为6μm。

(4)在所述的中漆层表面上喷涂面漆，预热，固化，得一面漆层。所述的面漆包含下列重量份数的组分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化温度热塑性丙烯酸树脂；0.5份纤维素；0.5份磷酸酯类密着剂；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基异丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引发剂184(ciba184)；0.3份光引发剂tpo(basftpo)；和0.2份流平剂(byk-333)。其中，所述的面漆层的厚度为18μm。喷涂面漆后，采用红外辐射预热的方法，在55℃预热5分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为1000mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的面漆层的厚度为22μm。

实施例2制得的塑料件，其包括相互叠置的一具有火花纹纹理的塑料基材层、一底漆层、一金属镀层、一中漆层和一面漆层，其中，所述的火花纹纹理的深度为25μm；所述的底漆层的厚度为4μm；所述的金属镀层的厚度为0.1μm；所述的中漆层的厚度为6μm；所述的面漆层的厚度为22μm。

实施例3

一种塑料基材的表面处理工艺，其包括下列步骤：

(1)在具有火花纹纹理的塑料基材表面上喷涂底漆，预热，固化，得一底漆层。其中，具有火花纹纹理的塑料基材的制备方法包括下列步骤：采用电火花对塑料基材进行加工，使塑料基材中部形成类似金属喷砂的火花纹文理。其中火花纹为22号火花纹；火花纹文理的深度为20μm。对于具有火花纹纹理的塑料基材的一面中，没有火花纹文理的区域，采用镜面抛光处理，达到镜面高光效果。所述的底漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为d4012的光固化型uv底漆。其中，喷涂底漆后，采用红外辐射预热的方法，在55℃预热8分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为700mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的底漆层的厚度为3μm。

(2)在所述的底漆层表面用纯铟镀上一金属镀层；所述的金属镀层的厚度为0.1μm。

(3)在所述的金属镀层表面上喷涂中漆，预热，固化，得一中漆层。所述的中漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为z5008的光固化型uv中漆。其中，喷涂中漆后，采用红外辐射预热的方法，在70℃预热8分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为350mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的中漆层的厚度为5μm。

(4)在所述的中漆层表面上喷涂面漆，预热，固化，得一面漆层。所述的面漆包含下列重量份数的组分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化温度热塑性丙烯酸树脂；0.5份纤维素；0.5份磷酸酯类密着剂；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基异丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引发剂184(ciba184)；0.3份光引发剂tpo(basftpo)；和0.2份流平剂(byk-333)。喷涂面漆后，采用红外辐射预热的方法，在60℃预热8分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为900mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的面漆层的厚度为20μm。

实施例3制得的塑料件，其包括相互叠置的一具有火花纹纹理的塑料基材层、一底漆层、一金属镀层、一中漆层和一面漆层，其中，所述的火花纹纹理的深度为20μm；所述的底漆层的厚度为3μm；所述的金属镀层的厚度为0.1μm；所述的中漆层的厚度为5μm；所述的面漆层的厚度为22μm。

实施例4

一种塑料基材的表面处理工艺，其包括下列步骤：

(1)在具有火花纹纹理的塑料基材表面上喷涂底漆，预热，固化，得一底漆层。其中，具有火花纹纹理的塑料基材的制备方法包括下列步骤：采用电火花对塑料基材进行加工，使塑料基材中部形成类似金属喷砂的火花纹文理。其中火花纹为22号火花纹；火花纹文理的深度为20μm。对于具有火花纹纹理的塑料基材的一面中，没有火花纹文理的区域，采用镜面抛光处理，达到镜面高光效果。所述的底漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为d4012的光固化型uv底漆。其中，喷涂底漆后，采用红外辐射预热的方法，在55℃预热8分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为700mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的底漆层的厚度为3μm。

(2)在所述的底漆层表面用铟锡合金上一金属镀层；所述的金属镀层的厚度为0.1μm。

(3)在所述的金属镀层表面上喷涂中漆，预热，固化，得一中漆层。所述的中漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为z5008的光固化型uv中漆。其中，喷涂中漆后，采用红外辐射预热的方法，在70℃预热8分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为350mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的中漆层的厚度为5μm。

(4)在所述的中漆层表面上喷涂面漆，预热，固化，得一面漆层。所述的面漆包含下列重量份数的组分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化温度热塑性丙烯酸树脂；0.5份纤维素；0.5份磷酸酯类密着剂；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基异丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引发剂184(ciba184)；0.3份光引发剂tpo(basftpo)；和0.2份流平剂(byk-333)。喷涂面漆后，采用红外辐射预热的方法，在60℃预热8分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为900mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的面漆层的厚度为20μm。

实施例4制得的塑料件，其包括相互叠置的一具有火花纹纹理的塑料基材层、一底漆层、一金属镀层、一中漆层和一面漆层，其中，所述的火花纹纹理的深度为20μm；所述的底漆层的厚度为3μm；所述的金属镀层的厚度为0.1μm；所述的中漆层的厚度为5μm；所述的面漆层的厚度为22μm。

对比实施例1

现有技术中的塑料基材的表面处理工艺，其包括下列步骤：

(1)在塑料基材(未经任何处理或仅经镜面抛光处理)表面上喷涂塑料底涂剂(primer)，烘烤固化，得一塑料底凃层(primer层)。所述的塑料底涂剂为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为pr-uv-05f的热固化型单组份塑料底涂剂。其中，喷涂塑料底涂剂后，采用红外辐射加热的方法，50℃加热5分钟。所述的塑料底涂层的厚度为12μm。

(2)在所述的塑料底凃层的表面上喷涂底漆，预热，固化，得一底漆层。所述的底漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为d4012的光固化型uv底漆。其中，喷涂底漆后，采用红外辐射预热的方法，在50℃预热10分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为800mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的底漆层的厚度为25μm。

(3)在所述的底漆层表面用纯铟镀上一金属镀层；所述的金属镀层的厚度为0.2μm。

(4)在所述的金属镀层表面上喷涂保护漆，得一保护漆层。所述的保护漆为紫外光固化保护漆。其中，喷涂保护漆后，采用红外辐射预热的方法，在70℃预热8分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为350mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的保护漆层的厚度为5μm。

(5)在所述的保护漆层表面上喷涂中漆，预热，固化，得一中漆层。所述的中漆为深圳市赐彩化工科技有限公司、型号为z5008的光固化型uv中漆。其中，喷涂中漆后，采用红外辐射预热的方法，在65℃预热10分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为300mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的中漆层的厚度为4μm。

(6)在所述的中漆层表面上喷涂面漆，预热，固化，得一面漆层。所述的面漆为丙烯酸uv面漆。喷涂面漆后，采用红外辐射预热的方法，在65℃预热10分钟，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射剂量为800mj/cm^2，固化时间为1-3分钟。所述的面漆层的厚度为30μm。

(7)采用3d镭雕设备和工艺，在所述的面漆层(例如中部)进行3d镭雕的操作，形成3d镭雕(镭雕区域面漆层哑光效果，非镭雕区域保留原有面漆层亮光效果)，最后获得光哑效果的塑料件。

对比实施例1制得的塑料件，其包括相互叠置的一塑料基材层、一塑料底涂层、一底漆层、一金属镀层、一保护漆层、一中漆层和一具有3d镭雕的面漆层，其中，所述的塑料基材层的厚度为10μm；所述的底漆层的厚度为12μm；所述的金属镀层的厚度为0.2μm；所述的保护漆层的厚度为5μm；所述的中漆层的厚度为4μm；所述的具有3d镭雕的面漆层的厚度为30μm。

效果实施例

按照本发明实施例3的处理工艺和对比实施例1的处理工艺制备塑料件100件，其中，本发明实施例3的处理工艺制得的塑料件，行业直通率(良率)为80％，而对比实施例1的处理工艺制得的塑料件，行业直通率(良率)仅60％。可见，采用本发明的处理工艺制得的塑料件，良率大幅提高。

另外，本发明实施例1-2和4的处理工艺制备的塑料件，行业直通率(良率)也在80％以上。