專利名稱：具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及鑄鐵制品，具體涉及具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品。
背景技術：
鑄鐵材料應用廣泛，在鑄造合金中占主導地位，歷來在國民經濟中起著重要作用。 據統計，1999年我國鑄鐵產量占鑄鐵制品總產量的81. 7%。當前，隨著市場競爭的加劇，鑄鐵作為一種傳統的金屬材料正面臨著材料的質量、性能和價格的嚴重挑戰。眾所周知，鑄鐵是一種具有極大開發潛力的復雜、多元、多相結構材料，其組織和性能可隨其凝固方式的不同而產生很大的變化。由于受到能源、勞動力價格和環境因素的影響，今后工業發達國家的鑄鐵制品將會逐漸減少，轉而向發展中國家采購一般鑄鐵制品，但同時又會向發展中國家出口高附加值，高技術含量的優質鑄鐵制品。為滿足用戶多樣化的需求，鑄鐵材料的高附加價值化是應對未來激烈的鑄鐵制品市場的主要方式。鑄鐵材料需經各種表面處理，如表面鍍鋅、表面鍍鉻等以防金屬銹蝕，所得鑄鐵制品具有廣泛的用途，可用于建筑、交通、家庭裝飾用品等領域。盡管表面鍍鋅具有優良的防銹蝕性，成本低廉，但是成品裝飾性差、易磨損、耐酸性能差，已逐漸被表面鍍鉻代替。由于鍍鉻層具有優良的性能，目前廣泛用作防護裝飾性鍍層體系的外表層和功能鍍層，在電鍍工業中一直占重要的地位。現有的鑄鐵制品普遍采用傳統的電鍍工藝制得結構為“銅/鎳 /鉻”的三金屬鍍層結構，盡管能獲得具有亮白色金屬光澤的電鍍制品，但是該電鍍鑄鐵制品長時間使用后容易泛黃，其防護和裝飾性能均不佳，而且電鍍鉻會產生六價鉻，毒性大， 且耗水，耗電，還消耗大量的銅、鎳等貴金屬資源，生產成本高。

發明內容
本發明的目的在于解決現有鑄鐵制品長時間使用后易泛黃，防護和裝飾性能較差的問題，提供一種綜合性能優良，制備方便、環保，生產成本低的能代替現有電鍍鉻鑄鐵制品的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品。上述綜合性能指鑄鐵制品的鍍覆附著力、表面硬度、表面亮度和色澤、耐鹽霧腐蝕等性能。本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，包括基材、鍍鉻層，其特征在于它還包括底涂層和面涂層；所述基材上由下向上依次為基材、底涂層、鍍鉻層及面涂層；所述鍍鉻層的厚度為0. 5^1. 0 μ m。本發明上述技術方案中，鑄鐵制品在結構上用“底涂層/鍍鉻層/面涂層”的結構取代了現有電鍍鉻的“銅/鎳/鉻”的三金屬鍍層結構，節省了銅、鎳等貴金屬資源，降低了成本。本發明的鑄鐵制品具有亮白色金屬光澤，優良的鍍覆附著力、表面硬度、且耐鹽霧腐蝕性和耐磨性好等優點，可代替現有的電鍍鉻鑄鐵制品。作為本發明的優選，所述底涂層由下向上依次包括環氧族環氧樹脂涂層和聚丁二烯涂層。環氧族環氧樹脂涂層是環氧族環氧樹脂涂覆后得到的涂層，環氧族環氧樹脂是泛
3指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物，除個別外，他們的相對分子質量都不高。選用環氧族環氧樹脂涂料作為底涂層，因其分子結構中含有較活潑的環氧基團，可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物， 從而具有足夠的耐熱性和耐輻射性，在真空下不易揮發，不吸水，固化后表面高度光滑，與基材有良好的結合力。聚丁二烯涂層是涂覆聚丁二烯后得到的涂層，聚丁二烯是以丁二烯為單體，采用不同催化劑和聚合方法合成的，具有彈性好、耐磨性強、耐高低溫性能好以及動態性能好等優點，能牢固地粘附在可使鍍鉻層易于實現能牢固地粘附，使鍍鉻層易于實現。由于底層太薄的話容易有針孔，表面平整度不夠，太厚的話容易起泡，結合力不好，容易脫落。因此，作為本發明的優選，所述底涂層的厚度為1(Γ 5μπι，進一步地，所述環氧族環氧樹脂涂層的厚度為纊10 μ m，聚丁二烯涂層的厚度為2 7 μ m。作為本發明的優選，所述面涂層為丙烯酸涂層，該丙烯酸面涂層可保護金屬鍍鉻層，從而提高鑄鐵制品的耐磨性和耐腐蝕性。由于面涂層太薄的話表面飽滿度不夠，光澤度也不好，太厚的話會容易倒光，不容易烘干，硬度會降低。作為本發明的優選，所述丙烯酸涂層的厚度為1(Γ20 μ m,進一步地，厚度為15 20 μ m。作為優選，所述鍍鉻層為濺射鍍鉻層、離子濺射混合鍍鉻層、離子鍍鉻層中的一種。使用上述鍍鉻層實現了用無毒鍍鉻取代有毒鍍鉻的清潔生產，還可大量減少水、 電的消耗，顯著簡化了生產工序。作為優選，所述基材為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件中的一種，其中灰鑄鐵件成本低，易于鑄造，是應用最廣泛的鑄造合金；球墨鑄鐵有較高的強度和塑性；蠕墨鑄鐵的強度較高，壁厚敏感性較小，鑄造性能良好，屈強比較高，沖擊韌性較高，耐磨。綜上所述，本發明與現有技術相比，具有以下突出優點及有益效果
1、本發明用“底涂層/鍍鉻層/面涂層”的結構取代了傳統的“銅/鎳/鉻”三金屬鍍層結構，生產工藝上用無毒鍍鉻取代有毒鍍鉻，在實現清潔生產的同時，節省了銅、鎳等較為貴重的金屬資源；
2、本發明鑄鐵制品的有機底涂層包括環氧族環氧樹脂涂層和聚丁二烯涂層，該涂層具有較好的耐熱及耐輻射性，與基材和鍍鉻層具有良好的附著力；
3、本發明鑄鐵制品因其結構的改變使得其在生產上具有成本低、污染小、能耗低等優點，其鉻的用量為為現有電鍍鉻用鉻量的1/15，用水量為現有電鍍鉻用水量的1/10且不含六價鉻等有毒金屬物質，可減少對環境的污染，因此可作為目前市場上的電鍍鍍鉻的制品的替代品；
4、本發明適用于表面光潔的鑄鐵件，其鍍覆附著力、表面硬度、表面光澤、耐鹽霧腐蝕等性能達到了產品要求，可作為廣泛使用的防護裝飾性鑄鐵制品。


圖1是本發明實施例結構示意圖中，1是鑄鐵件，2是環氧族環氧樹脂涂層，3是聚丁二烯涂層，4是鍍鉻層，5是丙烯酸涂層。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例1
如圖1所示，具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，在球墨鑄鐵件1基材上由下向上依次為底涂層、鍍鉻層4及面涂層，底涂層由環氧族環氧樹脂涂層2和聚丁二烯涂層3組成，厚度分別為8 μ m和2 μ m，鍍鉻層4為濺射鍍鉻層，其厚度為0. 5 μ m，面涂層為丙烯酸涂層5， 其厚度為10 μ m。該產品的生產工藝流程如下鑄鐵件預處理一噴涂環氧族環氧樹脂、流平一噴涂聚丁二烯、烘烤一濺射鍍鉻一噴涂丙烯酸、烘烤。實施例2
如圖1所示，具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，在灰鑄鐵件1基材上由下向上依次為 底涂層、鍍鉻層4及面涂層，底涂層由環氧族環氧樹脂涂層2和聚丁二烯涂層3組成，厚度分別為10 μ m和5 μ m，鍍鉻層4為離子濺射混合鍍鉻層，其厚度為1. 0 μ m，面涂層為丙烯酸涂層5，其厚度為20 μ m。該產品的生產工藝流程如下鑄鐵件預處理一噴涂環氧族環氧樹脂、流平一噴涂聚丁二烯、烘烤一離子濺射混合鍍鉻一噴涂丙烯酸、烘烤。實施例3
如圖1所示，具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，在蠕墨鑄鐵件1基材上由下向上依次為底涂層、鍍鉻層4及面涂層，底涂層由環氧族環氧樹脂涂層2和聚丁二烯涂層3組成，厚度分別為8 μ m和7 μ m，鍍鉻層4為離子鍍鉻層，其厚度為1. 0 μ m，面涂層為丙烯酸涂5層， 其厚度為15 μ m，
該產品的生產工藝流程如下鑄鐵件預處理一噴涂環氧族環氧樹脂、流平一噴涂聚丁二烯、烘烤一離子鍍鉻一噴涂丙烯酸、烘烤。上述實施例的所得具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品進行檢測表面光澤、鉛筆硬度、鍍層附著力，耐鹽霧性，結果如下
(1)表面光澤亮白色；
(2)鉛筆硬度》2H；
(3)附著力(百格)100%；
(4)耐鹽霧性(CASS試驗)240h，無異狀。本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出任何修改，但只要在本發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
權利要求
1.具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，包括基材、鍍鉻層，其特征在于它還包括底涂層和面涂層；所述基材上由下向上依次為底涂層、鍍鉻層及面涂層；所述鍍鉻層的厚度為 0. 5 1. 0 μ m。
2.根據權利要求1所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述底涂層由下向上依次包括環氧族環氧樹脂涂層和聚丁二烯涂層。
3.根據權利要求2所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述底涂層的厚度為10^15 μ mo
4.根據權利要求1所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述面涂層為丙烯酸涂層。
5.根據權利要求4所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述丙烯酸涂層的厚度為1(Γ20μπι。
6.根據權利要求1所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述鍍鉻層為濺射鍍鉻層、離子濺射混合鍍鉻層、離子鍍鉻層中的一種。
7.根據權利要求3所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述環氧族環氧樹脂涂層的厚度為纊10 μ m,聚丁二烯涂層的厚度為2 7 μ m。
8.根據權利要求5所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述丙烯酸面涂層的厚度為15 20 μ m。
9.根據權利要求1-8任一所述的具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，其特征在于所述基材為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件中的一種。
全文摘要
本發明公開了一種具有防護裝飾涂鍍層的鑄鐵制品，屬于新材料及表面技術領域。它包括基材、鍍鉻層、底涂層和面涂層，基材上由下向上依次為基材、底涂層、鍍鉻層及面涂層；底涂層厚度為10~15μm，鍍鉻層厚度為0.5~1.0μm，面涂層厚度為10~20μm，其中底涂層由環氧族環氧樹脂涂層和聚丁二烯涂層組成，面涂層為丙烯酸涂層。本發明的由于其結構不同與現有的電鍍鑄鐵制品，使得其在生產上具有成本低、環保等優點，其性能優良，解決了現有的電鍍鉻鑄鐵制品長時間使用后易泛黃，防護和裝飾性能不佳等缺點。
文檔編號B32B15/18GK102431240SQ2011102860
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者吳麗麗, 姚毅, 汪強, 王紅偉, 秦潔, 魯旭亮 申請人:湖州金泰科技股份有限公司