CN101376975B - 塑料工件表面具emi和抗菌效果之制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其中，至少包括以下步骤：用喷砂法粗化塑料工件表面来增加附着性；清洗塑料工件；用真空溅镀法在塑料工件上镀上金属膜；将具导电性之塑料工件用电泳法涂一层抗菌电泳涂层。此方法克服了不导电的塑料工件不能防EMI和不能电泳涂装之缺点，涂层具有抗菌、自洁和防EMI功能，且工艺简单，节省涂料费用，几乎不产生任何废弃物，涂层致密美观。

Description

塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法

【技朮领域】

本发明涉及一种塑料工件的表面处理方法，尤其是涉及一种用电泳法在不导电塑料工件表面涂装的方法。

【背景技朮】

传统的涂装技术主要有喷涂、静电、粉体等方式的涂装，但在环保方面都有不可避免的环境污染问题，如采用吹气式喷枪涂装作业，不但浪费油漆而且作业效率低。电泳涂装技术研究起于一百多年前，有如下之优点：a.提高了产品的防腐性和装饰性，同时简化了表面处理的工艺流程和减少贵重金属废水排放量；b.大大减少废水的排放量，从而降低成本。电泳涂装在环境污染和所使用的有机化学物方面也有很高的环保性。其具体表现为：电泳涂装使用水溶性涂料，涂料中80％以上是水分。与其它水溶性涂料相比，溶剂含量少，且因低浓度，无火灾危险，涂料回收好，溶剂含量低，对水质和大气污染少，对环境的污染也相应减少。电泳涂装上主要使用丙烯酸树脂或环氧树脂(无铅)，对人体无特别的毒性。电泳涂装过程中带出的涂料可100％的回收利用。与喷涂法等相比，涂料的有效利用率可高于95％。电泳涂装法在实际应用中显示出高效、优质、安全、经济等优点，受到世界各国涂装界的重视。电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面之过程。但电泳涂装不足在于工件必须置于电路中，被涂物必须导电，所以无法在不导电的塑料工件上作业。

塑料防EMI(Electromagnetic Interference简称EMI)一般均采用在塑料表面以化学镀技术镀上厚度约为2.5的铜薄膜，其遮蔽效果达70dB以上。但采用化学镀方法在塑料表面镀防EMI铜薄膜时会产生大量废水，即对环境污染较严重。

真空溅镀，是真空溅射镀膜的简称，又称为物理镀膜或物理气相沉积，是指在真空条件下，用物理的方法，将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子，并通过气相过程，在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜的过程。具体包括很多种类，如真空离子蒸发，磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。但真空溅镀之缺点在于其镀膜厚度较薄且治具费用高。

随着经济的发展，人们的健康和环境意识逐渐增强，越来越希望生活在更加干净美丽的环境中，因此，市场对抗菌制品的需求也会越来越旺盛，而抗菌涂料也在此应运而生。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种在不导电的塑料表面进行电泳涂装并使其具有防EMI、抗菌、自洁功能的方法。因传统的电泳涂装技术无法在不导电的塑料工件上进行作业，且塑料工件不具备防EMI之功能，此法克服了常规方法的上述问题。且工艺简单，节省涂料费用，几乎不产生任何废弃物，涂层致密美观并具有防EMI和抗菌效果。

为达到上述目的，本发明提供了一种塑料工件表面真空溅镀EMI薄膜结合电泳涂装技术的方法，该方法具体包括如下步骤：用喷砂法粗化塑料工件表面步骤，目的是增强溅镀金属层和塑料层的结合力；清洗步骤，清洗工件表面，除去塑料表面的砂粒和其它杂质；溅镀金属层步骤，用真空溅镀法在塑料工件上镀上一层金属层，目的是使塑料表面具有防EMI效果并具导电性，以便进行下一步电泳涂装；电泳涂装步骤，将具导电之塑料工件，浸渍在装满电泳涂料槽子中作为阳极(或阴极)，在槽中另设对应的阴极(或阳极)，在两极间通一定时间的直流电，在塑料工件表面上析出均一、水不溶抗菌电泳涂层。

特别地，塑料工件可以是聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、尼龙和玻璃纤维或碳纤维的混合物、聚碳酸酯与玻璃纤维或碳纤维的混合物中的任意一种。

特别地，喷砂法粗化塑料表面是在0.025MPa的低气压下作业，所用介质为180#棕刚玉砂粒。

特别地，清洗方式为超声波清洗。

特别地，真空溅镀时的金属膜包括内外两层，内层金属膜是厚度为0.5～1μm铜膜，外层金属膜是厚度为0.1～0.3μm的不锈钢膜。

特别地，电泳涂装时所用的电泳涂料可以是紫外光固化型或低温固化型抗菌涂料，电泳涂层厚度为0.1～12μm。

相较于其它涂装方法，此法有如下优点：

1.制程和工艺简单，量产性高；

2.提高生产效率，节省涂料费用；

3.环保：几乎不产生任何废弃物，对环境相当友好；

4.涂层致密美观，且具金属质感；

5.在塑料金属化过程同时使其具备EMI效果；

6.具有抗菌、自洁功能。

【附图说明】

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细叙述。

图1为本发明的塑料工件镀膜成品的剖面放大图。

图2为本发明的主要工艺流程图。

【具体实施方式】

请参阅附图1和附图2，本发明具体包括如下步骤：

步骤101为喷砂粗化，即在0.025MPa的低气压下用180#棕刚玉砂粒喷塑料工件1表面，该塑料工件1可由PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC/ABS、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PA(尼龙)、PA/GF(玻璃纤维)混合材料、PA/CF(碳纤维)混合材料、PC/GF混合材料、PC/CF混合材料制成。目的是使塑料之平滑表面变成塑料粗化表面2，以此来增加塑料工件1和铜膜3的结合力。

步骤102为超声波清洗，即用纯水结合超声波清洗塑料工件1表面，除去塑料粗化表面2的砂粒和其它杂质，以此来改善铜膜3的外观并提高塑料工件1和铜膜3的结合强度。

步骤103为真空溅镀，将塑料工件1置入真空腔抽真空至10^-5torr后，通入氩气维持在1～3×10^-3torr，启动基板负偏压在-300～-600Volt，此时启动溅镀铜靶材，控制溅镀靶材的电流密度在0.1～1W/cm²，镀铜膜3，将铜膜3厚度控制在0.5～5μm；溅镀铜膜3后置入另外的一个真空腔，通入氩气维持在1～3×10^-3torr，此时启动溅镀不锈钢靶材，控制溅镀靶材的电流密度在0.1～1W/cm²进行镀不锈钢膜4，将不锈钢膜4厚度控制约0.1～0.3μm。经过此两种镀膜后，其防EMI遮蔽效果可达70dB以上，并且为下一步进行电泳涂装提供了导电性。

步骤104为电泳涂装，即在不锈钢膜4上涂一电泳涂层5。将具导电之塑料工件1浸渍在装满电泳涂料槽子中作为阳极(或阴极)，在槽中另设对应的阴极(或阳极)，在两极间通一定时间的直流电，所通电流的时间取决于所需电泳涂层5的厚度。一定时间后在不锈钢膜4表面上析出均一、水不溶之电泳涂层5。电泳涂层5厚度一般为0.1～10μm，此电泳涂装可采用UV固化型或低温固化型抗菌涂料。

相较于其它技术，此种涂装方法制程和工艺简单，量产性高；节省涂料费用；几乎不产生任何废弃物，对环境相当友好；涂层致密美观，具金属质感；并且此种涂层具备防EMI和抗菌、自洁效果。

Claims (7)

1.一种塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其特征在于此方法至少包括如下步骤：

(1)粗化步骤，用喷砂法将塑料工件表面粗化；

(2)清洗步骤，清洗工件表面；

(3)溅镀步骤，用真空溅镀法在塑料工件表面镀金属层，该金属层包括厚度为0.5～1μm铜膜和厚度为0.1～0.3μm的不锈钢膜；

(4)电泳涂装步骤，将具导电性之塑料工件用电泳涂装法在表面镀一层电泳涂层。

2.按照权利要求1所述的塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其特征在于：所述塑料是聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、尼龙和玻璃纤维或碳纤维的混合物、聚碳酸酯与玻璃纤维或碳纤维的混合物中的任意一种。

3.按照权利要求1所述的塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其特征在于：喷砂法粗化塑料表面是在0.025MPa的低气压下。

4.按照权利要求1所述的塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其特征在于：喷砂法粗化塑料表面时所用介质为180#棕刚玉砂粒。

5.按照权利要求1所述的塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其特征在于：所述的工件表面清洗方式为超声波清洗。

6.按照权利要求1所述的塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其特征在于：电泳涂装时所用涂料是紫外光固化型抗菌涂料或低温固化型抗菌涂料。

7.按照权利要求1所述的塑料工件表面具EMI和抗菌效果之制备方法，其特征在于：电泳涂装时的电泳涂层厚度为0.1～12μm。

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