CN102431240A - 具有防护装饰涂镀层的铸铁制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，属于新材料及表面技术领域。它包括基材、镀铬层、底涂层和面涂层，基材上由下向上依次为：基材、底涂层、镀铬层及面涂层；底涂层厚度为10~15μm，镀铬层厚度为0.5~1.0μm，面涂层厚度为10~20μm，其中底涂层由环氧族环氧树脂涂层和聚丁二烯涂层组成，面涂层为丙烯酸涂层。本发明的由于其结构不同与现有的电镀铸铁制品，使得其在生产上具有成本低、环保等优点，其性能优良，解决了现有的电镀铬铸铁制品长时间使用后易泛黄，防护和装饰性能不佳等缺点。
Description
技术领域
本发明涉及铸铁制品，具体涉及具有防护装饰涂镀层的铸铁制品。
背景技术
铸铁材料应用广泛，在铸造合金中占主导地位，历来在国民经济中起着重要作用。据统计，1999年我国铸铁产量占铸铁制品总产量的81.7%。当前，随着市场竞争的加剧，铸铁作为一种传统的金属材料正面临着材料的质量、性能和价格的严重挑战。众所周知，铸铁是一种具有极大开发潜力的复杂、多元、多相结构材料，其组织和性能可随其凝固方式的不同而产生很大的变化。由于受到能源、劳动力价格和环境因素的影响，今后工业发达国家的铸铁制品将会逐渐减少，转而向发展中国家采购一般铸铁制品，但同时又会向发展中国家出口高附加值，高技术含量的优质铸铁制品。为满足用户多样化的需求，铸铁材料的高附加价值化是应对未来激烈的铸铁制品市场的主要方式。
铸铁材料需经各种表面处理，如表面镀锌、表面镀铬等以防金属锈蚀，所得铸铁制品具有广泛的用途，可用于建筑、交通、家庭装饰用品等领域。尽管表面镀锌具有优良的防锈蚀性，成本低廉，但是成品装饰性差、易磨损、耐酸性能差，已逐渐被表面镀铬代替。由于镀铬层具有优良的性能，目前广泛用作防护装饰性镀层体系的外表层和功能镀层，在电镀工业中一直占重要的地位。现有的铸铁制品普遍采用传统的电镀工艺制得结构为“铜/镍/铬”的三金属镀层结构，尽管能获得具有亮白色金属光泽的电镀制品，但是该电镀铸铁制品长时间使用后容易泛黄，其防护和装饰性能均不佳，而且电镀铬会产生六价铬，毒性大，且耗水，耗电，还消耗大量的铜、镍等贵金属资源，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有铸铁制品长时间使用后易泛黄，防护和装饰性能较差的问题，提供一种综合性能优良，制备方便、环保，生产成本低的能代替现有电镀铬铸铁制品的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品。
上述综合性能指铸铁制品的镀覆附着力、表面硬度、表面亮度和色泽、耐盐雾腐蚀等性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，包括基材、镀铬层，其特征在于：它还包括底涂层和面涂层；所述基材上由下向上依次为：基材、底涂层、镀铬层及面涂层；所述镀铬层的厚度为0.5~1.0μm。
本发明上述技术方案中，铸铁制品在结构上用“底涂层/镀铬层/面涂层”的结构取代了现有电镀铬的“铜/镍/铬”的三金属镀层结构，节省了铜、镍等贵金属资源，降低了成本。本发明的铸铁制品具有亮白色金属光泽，优良的镀覆附着力、表面硬度、且耐盐雾腐蚀性和耐磨性好等优点，可代替现有的电镀铬铸铁制品。
作为本发明的优选，所述底涂层由下向上依次包括环氧族环氧树脂涂层和聚丁二烯涂层。环氧族环氧树脂涂层是环氧族环氧树脂涂覆后得到的涂层，环氧族环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，他们的相对分子质量都不高。选用环氧族环氧树脂涂料作为底涂层，因其分子结构中含有较活泼的环氧基团，可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物，从而具有足够的耐热性和耐辐射性，在真空下不易挥发，不吸水，固化后表面高度光滑，与基材有良好的结合力。聚丁二烯涂层是涂覆聚丁二烯后得到的涂层，聚丁二烯是以丁二烯为单体，采用不同催化剂和聚合方法合成的，具有弹性好、耐磨性强、耐高低温性能好以及动态性能好等优点，能牢固地粘附在可使镀铬层易于实现能牢固地粘附，使镀铬层易于实现。
由于底层太薄的话容易有针孔，表面平整度不够，太厚的话容易起泡，结合力不好，容易脱落。因此，作为本发明的优选，所述底涂层的厚度为10~15μm，进一步地，所述环氧族环氧树脂涂层的厚度为8~10μm，聚丁二烯涂层的厚度为2~7μm。
作为本发明的优选，所述面涂层为丙烯酸涂层，该丙烯酸面涂层可保护金属镀铬层，从而提高铸铁制品的耐磨性和耐腐蚀性。
由于面涂层太薄的话表面饱满度不够，光泽度也不好，太厚的话会容易倒光，不容易烘干，硬度会降低。作为本发明的优选，所述丙烯酸涂层的厚度为10~20μm，进一步地，厚度为15~20μm。
作为优选，所述镀铬层为溅射镀铬层、离子溅射混合镀铬层、离子镀铬层中的一种。
使用上述镀铬层实现了用无毒镀铬取代有毒镀铬的清洁生产，还可大量减少水、电的消耗，显著简化了生产工序。
作为优选，所述基材为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件中的一种，其中灰铸铁件成本低，易于铸造，是应用最广泛的铸造合金；球墨铸铁有较高的强度和塑性；蠕墨铸铁的强度较高，壁厚敏感性较小，铸造性能良好，屈强比较高，冲击韧性较高，耐磨。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下突出优点及有益效果：
1、本发明用“底涂层/镀铬层/面涂层”的结构取代了传统的“铜/镍/铬”三金属镀层结构，生产工艺上用无毒镀铬取代有毒镀铬，在实现清洁生产的同时，节省了铜、镍等较为贵重的金属资源；
2、本发明铸铁制品的有机底涂层包括环氧族环氧树脂涂层和聚丁二烯涂层，该涂层具有较好的耐热及耐辐射性，与基材和镀铬层具有良好的附着力；
3、本发明铸铁制品因其结构的改变使得其在生产上具有成本低、污染小、能耗低等优点，其铬的用量为为现有电镀铬用铬量的1/15，用水量为现有电镀铬用水量的1/10且不含六价铬等有毒金属物质，可减少对环境的污染，因此可作为目前市场上的电镀镀铬的制品的替代品；
4、本发明适用于表面光洁的铸铁件，其镀覆附着力、表面硬度、表面光泽、耐盐雾腐蚀等性能达到了产品要求，可作为广泛使用的防护装饰性铸铁制品。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图中，1是铸铁件，2是环氧族环氧树脂涂层，3是聚丁二烯涂层，4是镀铬层，5是丙烯酸涂层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，在球墨铸铁件1基材上由下向上依次为：底涂层、镀铬层4及面涂层，底涂层由环氧族环氧树脂涂层2和聚丁二烯涂层3组成，厚度分别为8μm和2μm，镀铬层4为溅射镀铬层，其厚度为0.5μm，面涂层为丙烯酸涂层5，其厚度为10μm。
该产品的生产工艺流程如下：铸铁件预处理→喷涂环氧族环氧树脂、流平→喷涂聚丁二烯、烘烤→溅射镀铬→喷涂丙烯酸、烘烤。
实施例2
如图1所示，具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，在灰铸铁件1基材上由下向上依次为：底涂层、镀铬层4及面涂层，底涂层由环氧族环氧树脂涂层2和聚丁二烯涂层3组成，厚度分别为10μm和5μm，镀铬层4为离子溅射混合镀铬层，其厚度为1.0μm，面涂层为丙烯酸涂层5，其厚度为20μm。
该产品的生产工艺流程如下：铸铁件预处理→喷涂环氧族环氧树脂、流平→喷涂聚丁二烯、烘烤→离子溅射混合镀铬→喷涂丙烯酸、烘烤。
实施例3
如图1所示，具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，在蠕墨铸铁件1基材上由下向上依次为：底涂层、镀铬层4及面涂层，底涂层由环氧族环氧树脂涂层2和聚丁二烯涂层3组成，厚度分别为8μm和7μm，镀铬层4为离子镀铬层，其厚度为1.0μm，面涂层为丙烯酸涂5层，其厚度为15μm，
该产品的生产工艺流程如下：铸铁件预处理→喷涂环氧族环氧树脂、流平→喷涂聚丁二烯、烘烤→离子镀铬→喷涂丙烯酸、烘烤。
上述实施例的所得具有防护装饰涂镀层的铸铁制品进行检测表面光泽、铅笔硬度、镀层附着力，耐盐雾性，结果如下：
（1）表面光泽：亮白色；
（2）铅笔硬度：≥2H；
（3）附着力（百格）：100％；
（4）耐盐雾性（CASS试验）：240h，无异状。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出任何修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，包括：基材、镀铬层，其特征在于：它还包括底涂层和面涂层；所述基材上由下向上依次为：底涂层、镀铬层及面涂层；所述镀铬层的厚度为0.5~1.0μm。
2.根据权利要求1所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述底涂层由下向上依次包括环氧族环氧树脂涂层和聚丁二烯涂层。
3.根据权利要求2所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述底涂层的厚度为10~15μm。
4.根据权利要求1所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述面涂层为丙烯酸涂层。
5.根据权利要求4所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述丙烯酸涂层的厚度为10~20μm。
6.根据权利要求1所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述镀铬层为溅射镀铬层、离子溅射混合镀铬层、离子镀铬层中的一种。
7.根据权利要求3所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述环氧族环氧树脂涂层的厚度为8~10μm，聚丁二烯涂层的厚度为2~7μm。
8.根据权利要求5所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述丙烯酸面涂层的厚度为15~20μm。
9.根据权利要求1-8任一所述的具有防护装饰涂镀层的铸铁制品，其特征在于：所述基材为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件中的一种。
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Owner name: HUZHOU BIAOLI ENERGY-SAVING TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: HUZHOU JINTAI SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20150427 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 313001 HUZHOU, ZHEJIANG PROVINCE TO: 313000 HUZHOU, ZHEJIANG PROVINCE |
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Effective date of registration: 20150427 Address after: 313000 1 building, No. seven, 999 fortune road, Zhejiang, Huzhou Applicant after: HUZHOU BIAOLI ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 313001 No. 1888 Jintai Road, Wuxing District, Zhejiang, Huzhou Applicant before: HUZHOU JINTAI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: Cast iron products with protective decorative coating Effective date of registration: 20230410 Granted publication date: 20151202 Pledgee: Huzhou Wuxing Rural Commercial Bank Co.,Ltd. high tech Zone Green sub branch Pledgor: HUZHOU BIAOLI ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980037504 |
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