CN101377005B - 塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其包括以下步骤：提供一塑胶工件；将该塑胶工件的表面进行粗化处理以增加附着性；将经粗化处理的塑胶工件的表面进行清洗处理；将经清洗处理的塑胶工件的表面进行导电前处理，以在经清洗处理的塑胶工件的表面镀上一金属层；将经导电前处理的塑胶工件的表面进行电泳涂装处理，以形成二氧化钛涂膜。由于电泳涂装技术在实际应用中显示出简单、高效、优质、环保、经济等优点，将电泳涂装技术应用于二氧化钛涂膜制程中，可使得二氧化钛涂膜制程也变得简单、高效与环保。
Description
【技术领域】
本发明是一种塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，特别是一种制程简单、高效与环保的塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法。
【背景技术】
电泳涂装的原理：电泳涂装是将导电工件浸渍在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，在被涂物上析出均一、水不溶涂膜的一种涂装方法。
目前用于电泳涂装的被涂物只限于金属工件(导体)，塑胶工件(如：笔记型电脑外壳、LCD TV外壳、掌上型电脑外壳、手机外壳等)因是非导体，故不能导入此涂装工艺。
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。而电泳涂装则有如下优点：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％。电泳涂装在实际应用中显示出高效、优质、环保、经济等优点，受到世界各国涂装界的重视，所以电泳涂装是今后涂装发展最有前途的工艺之一。
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，市场对抗菌制品的需求也会越来越旺盛。
二氧化钛半导体涂膜在光照射下具有分解有机物和超亲水性现象，因而引起广泛关注。其防污、除臭、杀菌、防雾和“自清洁”等功能已被广为开发。目前对二氧化钛涂膜的研究正成为材料研究领域中的一个热点，这些研究包括利用二氧化钛涂膜电极来光降解有机物、光解水以及制备氧化物传感器等。具体来说，在环保领域二氧化钛涂膜可用于光催化降解大气与水中的污染物、杀菌、自清洁等；二氧化钛，可实现太阳能转换(光能转化为化学能或电能)，该性质可应用于光电太阳能电池的开发；光照下产生的超亲水性可用于制造防水汽车与防污的玻璃、陶瓷、自清洁的汽车观后镜。
常见的二氧化钛涂膜的制备方法采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)，化学气相沉积法(CVD)，物理气相沉积(PVD)、阴/阳极电沉积法、自组装制膜等等。其制备方法和设备都相对比较复杂，成本高。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种制程简单、高效与环保的塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法。
为达上述目的，本发明提供一种塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其包括以下步骤：提供一塑胶工件；将该塑胶工件的表面进行粗化处理以增加附着性；将经粗化处理的塑胶工件的表面进行清洗处理；将经清洗处理的塑胶工件的表面进行导电前处理，以在经清洗处理的塑胶工件的表面镀上一金属层；将经导电前处理的塑胶工件的表面进行电泳涂装处理，以形成二氧化钛涂膜。
与现有技术相比较，本发明塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法具有以下优点：
1.制程和工艺简单，量产性高(即高效)；
2.适合导电处理的塑胶基材；
3.制备的涂膜具有抗菌/自洁等功效；
4.环保：几乎不产生任何废弃物，对环境相当友好。
在经过导电处理的塑胶工件上采用此电泳法制备二氧化钛涂膜，制备的二氧化钛涂膜可达到抗菌/自洁等功效。此法制备之产品，膜层均匀、厚度可控。且通过本方法处理的塑胶工件表面具有抗菌、自洁等多种光催化功能，可以用在需要抗菌/自洁等诉求之3C产品的外饰件上，具有极好的产业化应用前景。
【附图说明】
图1是本发明塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法的流程图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本发明塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法包括以下步骤：
步骤101：提供一塑胶工件，其中该塑胶工件的材料可选择以下的任一种，例如PC(中文为聚碳酸酯)、ABS(中文为丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC/ABS合金、PP(中文为聚丙烯)、PS(中文为聚苯乙烯)、PE(中文为聚乙烯)、PA(中文为尼龙)、PA/GF混合材料(GF的中文为玻璃纤维)、PA/CF混合材料(CF的中文为碳纤维)、PC/GF混合材料、PC/CF混合材料等；
步骤102：将该塑胶工件的表面进行粗化处理以增加附着性，于本实施例中，粗化处理采用的气压为低气压(0.025MPa)，采用的粗化物为180#棕刚玉沙粒；
步骤103：将经粗化处理的塑胶工件的表面进行清洗处理，于本实施例中，可采用超声波设备对塑胶工件的表面进行清洗处理；
步骤104：将经清洗处理的塑胶工件的表面进行导电前处理，即，以真空溅镀的方式或化学性的导电液喷涂的方式在经清洗处理的塑胶工件的表面镀上一金属层，该金属层可为铝、铜、铬、不锈钢、铬化镍、银、锌等导电金属，金属层的厚度为0.05～0.2μm，从而使塑胶工件的表面具有导电性；
步骤105：将经导电前处理的塑胶工件的表面进行电泳涂装处理，即，在制好的二氧化钛胶体溶液中插入经导电前处理的塑胶工件作镀膜电极，而以不锈钢电极作指示电极，并连接直流稳压电源进行电泳涂装处理，便可在该塑胶工件表面形成二氧化钛涂膜，其中，二氧化钛涂膜的厚度为0.1～12μm。
Claims (6)
1.一种塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供一塑胶工件；
(2)将该塑胶工件的表面进行粗化处理以增加附着性；
(3)将经粗化处理的塑胶工件的表面进行清洗处理；
(4)将经清洗处理的塑胶工件的表面以真空溅镀的方式或化学性的导电液喷涂的方式进行导电前处理，以在经清洗处理的塑胶工件的表面镀上一金属层，金属层的厚度为0.05～0.2μm；
(5)将经导电前处理的塑胶工件的表面进行电泳涂装处理，以形成二氧化钛涂膜，二氧化钛涂膜的厚度为0.1～12μm。
2.根据权利要求1所述的塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其特征在于：步骤(1)中的塑胶工件的材料为聚碳酸酯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物合金、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、尼龙/玻璃纤维混合材料、尼龙/碳纤维混合材料、聚碳酸酯/玻璃纤维混合材料或聚碳酸酯/碳纤维混合材料之一。
3.根据权利要求1所述的塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其特征在于：步骤(2)中的粗化处理采用的气压为0.025MPa，采用的粗化物为180#棕刚玉沙粒。
4.根据权利要求1所述的塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其特征在于：步骤(3)采用超声波设备对塑胶工件的表面进行清洗处理。
5.根据权利要求1所述的塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其特征在于：步骤(4)中的金属层为铝、铜、铬、不锈钢、铬化镍、银、锌之一。
6.根据权利要求1所述的塑胶工件表面制备二氧化钛涂膜的方法，其特征在于：步骤(5)的具体步骤为，在制好的二氧化钛胶体溶液中插入经导电前处理的塑胶工件作镀膜电极，而以不锈钢电极作指示电极，并连接直流稳压电源进行电泳涂装处理。
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