專利名稱：一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法
技術領域：
本發明涉及ー種工程塑料的表面處理方法，尤其是涉及適用于家電、汽車、衛浴、五金等領域的ー種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法。
背景技術：
現有的塑料電鍍的拉絲常規エ藝流程為除油除蠟，粗化，活化，敏化，還原，化學鎳，電鍍焦銅，電鍍酸銅，電鍍鎳；然后進行拉絲，除油，活化 ，電鍍鉻或者最后PVD，其缺點是會產生大量的廢水和重金屬污染物。中國專利200910135647. 4公開ー種仿銅效果好、銅金屬質感強、保光保色時間長且易規模化生產的金屬材表面仿銅拉絲エ藝。其步驟如下I)金屬材表面常規化學預處理，使金屬表面潔凈和光滑平整；2)靜電噴涂含顏料的透明紅戶外粉末涂料或純透明戶外粉末涂料；3)以仿銅底色深灰藍色或黒色直紋的熱敏轉印紙進行熱轉印，獲得仿銅拉絲效果。中國專利201010183049. 5公開ー種殼體的制作方法，包括以下步驟提供一公模及ー母模；利用化學藥劑對母模的表面進行咬花處理以使所述母模的表面形成咬花結構；對所述母模的表面進行拉絲處理以使所述母模的表面形成拉絲紋理；及利用所述公模及母模制作出具有咬花及拉絲效果的外売。該發明殼體的制作方法可制作出具有咬花及拉絲效果的外殼，制作流程簡單，且制作出的外売上的圖案不易脫落。

發明內容
本發明的目的在于針對現有的塑料電鍍拉絲エ藝中存在的缺點與不足，提供可以實現塑料材料的環保綠色拉絲表面處理，獲得的拉絲效果可與傳統水電鍍拉絲相媲美，同時，整個過程不產生重金屬及水的污染，有效地減少重金屬能源及水資源的使用，有效地改善表面處理過程對環境影響的ー種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法。本發明包括以下步驟5)對含有金屬顔料的工程塑料基材進行拉絲處理；6)在經過步驟I)處理的工程塑料基材進行清洗；7)在經過步驟2)處理的工程塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行大功率濺射沉積金屬層；8)在經過步驟3)處理的塑料基材進行噴涂底漆和面漆。在步驟I)中，所述工程塑料基材之機械物性及耐熱溫度比丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯塑料(ABS)塑料優越；所述工程塑料包括聚對苯ニ甲酸丁ニ醇酯(PBT)，聚碳酸酯和丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(PC/ABS)，聚苯醚(PP0)，尼龍(PA6/PA66)，玻璃纖維增強的聚對苯ニ甲酸丁ニ醇酯(PBT)，聚碳酸酯和丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯共聚物(PC/ABS)，聚苯醚(PP0)，或者礦粉增強的尼龍(PA6);所述拉絲處理，可采用自動或者人工的方式進行拉絲，拉絲機的轉速為200 1000r/min ;拉絲輪可為尼龍輪,飛翼輪等中的ー種；所述金屬顏料可為金屬鋁粉、金屬銅粉、金屬鋅粉等中至少ー種，金屬顔料的用量按質量百分比可占工程塑料基材含量的1% 10%。在步驟2)中，所述清洗，可采用手工擦拭除塵除油處理；在步驟3)中，所述物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 3 O. 6A,偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速O 150SCCM，乙炔流速O 150SCCM，時間3 5min，以達到清潔及化活化基體表面之目的；所述大功率濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用大功率中頻脈沖或者大功率直流電源，電源電流40 200A,電壓400 600V，沉積時間5 14min，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速60 200SCCM ;所述金屬層可采用鋁、銅、鎳鉻合金、鉻中的一種；還可以在大功率濺射沉積金屬層后再鍍一層保護膜，所述保護膜可為氧化硅膜，氧化鋁膜，氧化鉻膜，氧化鎳鉻膜等中的一種。在步驟4)中，所述噴涂底漆層和面漆層可以為紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一種；噴涂方式為本領域技術人員所公知的方法，底漆層的厚度可為10 30 μ m ;面漆層的厚度可為10 30 μ m ;在所述底漆中可進行調色處理，調試出所需的顏色，所述顏色可選自拉絲鎳(BN或者 BNP)顏色L*=72. 7 75. 7，Α*=0· 2 O. 8，Β*=6· 2 8. O ;拉絲不銹鋼(SS)顏色:L*=72 76，Α*=0· 2 O. 8，Β*=4· 2 6 ;拉絲深鎳色(SL或者 SRS)顏色L*=72 76，Α*=0· 2 O. 8，Β*=8· 5 11。其中，(L*表示黑白，O為黑色，100為白色，(Γ100之間為黑色；Α*:正值表示紅色，負值表示綠色；Β* :正值表示黃色,負值表示藍色)。與現有的塑料電鍍拉絲相比，本發明具有以下優點I)對工程塑料基材實施拉絲處理，再結合物理氣相沉積(PVD)大功率濺射技術和噴漆技術即可達到現有塑料電鍍拉絲的效果，通過減少了金屬的用量，降低成本。2)采用物理氣相沉積(PVD)大功率濺射技術，并依次實施PVD等離子體改性、濺射金屬層實現塑膠基材金屬化，取代傳統的電鍍的高濃度的鉻酸粗化、中和、敏化、還原、化學鎳、電鍍銅和電鍍鎳等工序，能夠滿足沒有廢水的排放的要求，以及減少這些有害物質對環境和人類的危害。3)本發明的表面處理方法獲得的拉絲膜層的抗耐蝕性高，CASS可通過16h以上，滿足家電，衛浴行業功能要求。
具體實施例方式實施例I改性聚苯醚PPO塑料基材鍍膜拉絲處理I)對內含有1%金屬鋁粉顏料的聚苯醚PPO塑料基材進行拉絲處理，采用人工的方式進行拉絲，拉絲機的轉速為lOOOr/min ;拉絲輪可為尼龍輪。2)在經過步驟I)處理的聚苯醚PPO塑料基材進行手工擦拭除塵除油處理。3)在經過步驟2)處理的聚苯醚PPO塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行大功率濺射沉積金屬層；物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 3，偏壓20V，占空比80%，氬氣流速100SCCM，乙炔流速50SCCM，時間5min，以達到清潔及化活化基體表面之目的；大功率濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用大功率中頻脈沖，電源電流200A，電壓600V，沉積時間5min，偏壓80V，占空比80%，氬氣流速60SCCM ;金屬層可為純鋁；可以在大功率濺射沉積金屬層后再鍍ー層氧化鋁保護膜。4)噴涂底漆層和面漆層對聚苯醚PPO塑料基材的進行噴涂紫外光固化(UV)底漆和UV面漆，采用自動噴槍進行噴涂，底漆噴涂的具體方法可為噴鍍ー層UV漆后(漆層厚10 u m)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(70°C X 5min)，流平、烘干后送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10s)，UV照射固化的能量為lOOOmJ/cm2。面漆噴涂的具體方法可為噴鍍ー層UV漆后(漆層厚3(^!11)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(7()でX8min)，流平、烘干后送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10s)，UV照射固化的能量為1500mJ/cm2。并在面漆中進行調色，調出拉絲鎳(BN)顔色。參照衛浴的標準，對鍍膜拉絲產品進行以下測試標準進行測試I. CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----16h ； 2. AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h ；3.冷熱循環測試(ASME Al 12. 18.ト2005/CSA B125.ト05)4cycles ；4.落砂測試(ASTM D968-09，Method A)-----121iter ；5.水浸測試(ASTM D870-02)--------38±2°C X24h ；6.耐化學性測試(ASTM D1308-02)--------Na OH 6mol/L ；7.鉛筆硬度(ASTM D3363-05)------中華鉛筆 2H ；8.百割測試(ASTM D3359-09)------3B 以上。結果如下1. CASS 16h OK ;2. AASS 96h OK ；3.冷熱循環測試OK ；4.落砂測試OK ；水浸測試0K，沒有顏色變化；6.耐化學性測試OK ;7.鉛筆硬度中華鉛筆2H;8.百割測試5B ；產品的顏色采用美能達分光色差儀I色差計CM_2600d來測量LAB值，測量結果如下:L*=74. 8, A*=0. 45, B*=7. 8。實施例2玻璃纖維增強的尼龍PA6塑料基材鍍膜拉絲處理I)對內含有10%金屬銅粉顏料的玻璃纖維增強的尼龍PA6塑料基材進行拉絲處理，采用自動的方式進行拉絲，拉絲機的轉速為200r/min ;拉絲輪可為飛翼輪。2)在經過步驟I)處理的玻璃纖維增強的尼龍PA6基材進行手工擦拭除塵除油處理。3)在經過步驟2)處理的玻璃纖維增強的尼龍PA6基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行大功率濺射沉積金屬層；物理氣相沉積等離子體改性的エ藝條件可為離子源電流0. 6A，偏壓80V，占空比40%，氬氣流速10SCCM，氧氣流速150SCCM，時間3min，以達到清潔及化活化基體表面之目的；大功率濺射沉積金屬層的エ藝條件可為采用大功率直流電源，電源電流40A，電壓400V，沉積時間14min，偏壓20V，占空比40%，氬氣流速200SCCM ；金屬層可為鎳鉻合金；4)噴涂底漆層和面漆層對玻璃纖維增強的尼龍PA6塑料基材的進進行噴涂聚氨酯漆(PU)底漆和聚氨酯漆(PU)面漆，采用自動噴槍進行噴涂，底漆噴涂的具體方法可為噴鍍ー層聚氨酯漆(PU)漆后(漆層厚30 ym)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(60°C X120min)。面漆噴涂的具體方法可為噴鍍ー層聚氨酯漆(PU)漆后(漆層厚10 ym)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(60°C X60min)。并在底漆中進行調色，調出拉絲不銹鋼(SS)顏色。參照衛浴的標準，對鍍膜拉絲產品進行以下測試標準進行測試I. CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----16h ；2. AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)-------96h ；3.冷熱循環測試(ASME Al 12. 18. 1-2005/CSA B125. I_05)—4cycles ；
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4.落砂測試(ASTM D968-09, Method A)-----121iter ；5.水浸測試(ASTM D870-02)--------38±2°C X24h ；6.耐化學性測試(ASTM D1308-02)--------Na OH 6mol/L ；7.鉛筆硬度(ASTM D3363-05)------中華鉛筆 2H ；8.百割測試(ASTM D3359-09)------3B 以上。結果如下1. CASS 16小時OK ；2. AAS S96小時OK ；3.冷熱循環測試OK ；4.落砂測試OK ;水浸測試0K，沒有顏色變化；6.耐化學性測試OK ;7.鉛筆硬度中華鉛筆2H ;8.百割測試5B ；產品的顏色采用美能達分光色差儀I色差計CM_2600d來測量LAB值，測量結果如下:L*=75. 2, Α*=0· 72, Β*=4· 9。實施例3改性聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT塑料基材鍍膜拉絲處理I)對內含有5%金屬鋅粉顏料的聚對苯二甲酸丁二醇酯塑料基材進行拉絲處理，采用人工的方式進行拉絲，拉絲機的轉速為500r/min ;拉絲輪可為尼龍輪。2)在經過步驟I)處理的聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT塑料基材進行手工擦拭除塵除油處理。3)在經過步驟2)處理的聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行大功率濺射沉積金屬層；物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 4A，偏壓40V，占空比50%，氬氣流速50SCCM，氧氣流速50SCCM，時間4min,以達到清潔及化活化基體表面之目的；大功率濺射沉積金屬層的工藝條件可為采用大功率中頻脈沖，電源電流100A，電壓500V，沉積時間lOmin，偏壓50V，占空比60%，氬氣流速150SCCM ;金屬層可采用銅，還可以在大功率濺射沉積金屬銅層后再鍍一層氧化硅保護膜。4)噴涂底漆層和面漆層對經過步驟4)處理的聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT塑膠基材的進行噴涂聚氨酯漆(UV)底漆和PU面漆，采用自動噴槍進行噴涂，底漆噴涂的具體方法可為噴鍍一層UV漆后(漆層厚20μπι)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(70°C X8min)，流平、烘干后送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(時間10s)，UV照射固化的能量為1200mJ/cm2。面漆噴涂的具體方法可為噴鍍一層聚氨酯漆(PU)漆后(漆層厚20 μ m)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(70°C X90min)。并在底漆中進行調色，調出拉絲深鎳色(SL)顏色。參照衛浴的標準，對鍍膜拉絲產品進行以下測試標準進行測試I. CASS (防腐蝕測試 ASTM B368-09)-----16h ；2. AASS (鹽霧測試 ASTM G85-9)--------96h ；3.冷熱循環測試(ASME Al 12. 18. 1-2005/CSA B125. I_05)4cycles ；4.落砂測試(ASTM D968-09，Method A)-----121iter ；
5.水浸測試(ASTM D870-02)--------38±2°C X24h ；6.耐化學性測試(ASTM D1308-02)--------Na OH 6mol/L ；7.鉛筆硬度(ASTM D3363-05)------中華鉛筆 2H ；8.百割測試(ASTM D3359-09)------3B 以上。結果如下I. CASS 16h0K ；2. AASS 96h OK ；3.冷熱循環測試OK ;4.落砂測試OK ;5.水浸測試0K，沒有顏色變化；6.耐化學性測試OK ;7.鉛筆硬度中華鉛筆3H;8.百割測試5B ；產品的顏色采用美能達分光色差儀I色差計CM_2600d來測量LAB值，測量結果如 下:L*=75. 1，A*=0. 48，B*=10. 5。
權利要求
1.一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于包括以下步驟 1)對含有金屬顏料的工程塑料基材進行拉絲處理； 2)在經過步驟I)處理的工程塑料基材進行清洗； 3)在經過步驟2)處理的工程塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行大功率濺射沉積金屬層； 4)在經過步驟3)處理的塑料基材進行噴涂底漆和面漆。
2.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟I)中，所述工程塑料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，聚苯醚，尼龍，玻璃纖維增強的聚對苯二甲酸丁二醇酯，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，聚苯醚，或者礦粉增強的尼龍。
3.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟I)中，所述拉絲處理，采用自動或者人工的方式進行拉絲，拉絲機的轉速為200 1000r/min ;拉絲輪為尼龍輪，飛翼輪中的一種。
4.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟I)中，所述金屬顏料為金屬鋁粉、金屬銅粉、金屬鋅粉中至少一種，金屬顏料的用量按質量百分比占工程塑料基材含量的1% 10%。
5.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟2)中，所述清洗是采用手工擦拭除塵除油處理。
6.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件為離子源電流O. 3 O. 6A，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速O 150SCCM，乙炔流速O 150SCCM,時間3 5min。
7.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述大功率濺射沉積金屬層的工藝條件為采用大功率中頻脈沖或者大功率直流電源，電源電流40 200A，電壓400 600V，沉積時間5 14min，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速60 200SCCM。
8.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述金屬層采用鋁、銅、鎳鉻合金、鉻中的一種。
9.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟3)中，在大功率濺射沉積金屬層后再鍍一層保護膜，所述保護膜為氧化硅膜，氧化鋁膜，氧化鉻膜，氧化鎳鉻膜中的一種。
10.如權利要求I所述的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，其特征在于在步驟4)中，所述噴涂底漆層和面漆層為紫外光固化漆、聚氨酯漆漆中的至少一種；底漆層的厚度為10 30 μ m ;面漆層的厚度為10 30 μ m ;在所述底漆中進行調色處理，顏色選自 拉絲鎳顏色:L*=72. 7 75. 7，Α*=0· 2 O. 8，Β*=6· 2 8. O ; 拉絲不銹鋼顏色L*=72 76，Α*=0· 2 O. 8，Β*=4· 2 6 ; 拉絲深鎳色顏色L*=72 76, Α*=0· 2 O. 8, Β*=8· 5 11 ; 其中，L*表示黑白，O為黑色，100為白色，(Γ100之間為黑色；Α*:正值表示紅色，負值表示綠色；B* :正值表 示黃色,負值表示藍色。
全文摘要
一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法，涉及一種工程塑料的表面處理方法。提供可以實現塑料材料的環保綠色拉絲表面處理，獲得的拉絲效果可與傳統水電鍍拉絲相媲美，同時，整個過程不產生重金屬及水的污染，有效地減少重金屬能源及水資源的使用，有效地改善表面處理過程對環境影響的一種工程塑料的無電鍍仿金屬拉絲環保表面處理方法。1)對含有金屬顏料的工程塑料基材進行拉絲處理；2)在經過步驟1)處理的工程塑料基材進行清洗；3)在經過步驟2)處理的工程塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行大功率濺射沉積金屬層；在經過步驟3)處理的塑料基材進行噴涂底漆和面漆。
文檔編號C23C14/20GK102851639SQ201210371998
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者余水, 楊波, 黃賢明, 李明仁 申請人:廈門建霖工業有限公司