CN102501434B - 一种在基材上制造复合涂层的方法及其型材 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在基材上制造复合涂层的方法，包括：在基材表面上涂设至少一层粘合层，获得带粘合层的基材；在带粘合层的基材上涂设至少一层金属层，获得带金属层的基材；在带金属层的基材上涂设至少一层防腐蚀层。根据本发明实施例中的复合涂层中，底层为粘合层，中间为金属层，表层为防腐蚀层，这样，基材不需要抛光即可将涂层附着于其上，且涂层与基材之间的附着力强，表层硬度大，可达4H，且表层可以呈金属光泽，并具有反射性，可以达到与普通电镀效果一样的防腐蚀效果，由于不需要电镀，在生产过程中没有排放污染，耗能低，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种在基材上制造复合涂层的方法及涂设了该复合涂层的型材。
背景技术
通常，对基材需要进行表面处理，以起到抗腐蚀或耐磨等的效果。通常的对基材进行表面处理的方法是使用电镀技术将单种的或复合的耐腐蚀材料附着在基材表面。电镀技术通常以基材为阳极，待镀材料为阴极，施以电压，使待镀材料均匀地沉积在基材表面，从而增加基材的耐磨性、反光性、增进金属的美观效果等等。通过选择不同的镀层也可以一定程度上起到耐腐蚀的作用。但是在电镀过程中，通常镀层材料不环保，电镀过程中的排放物会污染环境。一些真空电镀技术在某种程度上部分解决了环境污染的问题，但是这种方法得到的镀层与基材之间间附着力差，镀层容易损坏脱落。
另一种对基材进行表面处理的方法是直接对基材进行金属漆喷涂，以达到抗腐蚀的效果。但是这种方法得到的涂层表面硬度低，极易磨损，而一旦磨损后就无法再起到耐腐蚀的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种涂层与基材之间附着力强、表面硬度高、防腐蚀性能好且对环境污染小、成本低的在基材上制造复合涂层的方法及其型材。
本发明公开的技术方案包括：
提供一种在基材上制造复合涂层的方法，其特征在于，包括：在所述基材表面上涂设至少一层粘合层，获得带粘合层的基材；在所述带粘合层的基材上涂设至少一层金属层，获得带金属层的基材；在所述带金属层的基材上涂设至少一层防腐蚀层。
本发明实施例还提供一种型材，其特征在于：包括基材和设置在所述基材上的复合涂层，所述复合涂层包括至少一层粘合层、设置在所述粘合层上的至少一层金属层和设置在所述金属层上的至少一层防腐蚀层。
根据本发明实施例中的复合涂层中，底层为粘合层，中间为金属层，表层为防腐蚀层，这样，由于有粘合层，基材不需要抛光即可将涂层附着于基材上，降低了成本，且涂层与基材之间的附着力强，表层硬度大，可达4H，且表层可以呈金属光泽，并具有反射性，可以达到与普通电镀效果一样的防腐蚀效果，由于不需要电镀，在生产过程中没有排放污染，耗能低，成本低。
具体实施方式：
本发明实施例中，提供了一种在基材上制造复合涂层的方法，该方法包括步骤：
在基材表面上涂设至少一层粘合层；
在涂设了粘合层的基材上涂设至少一层金属层；
在涂设了金属层的基材上涂设至少一层防腐蚀层。
本发明实施例中，基材可以金属基材，比如普碳钢、不锈钢或硬质合金金属等金属材料；也可以是非金属基材，比如塑胶或高分子材料等。
首先，在基材表面上涂设粘合层。该粘合层由在基材表面上涂敷粘合剂形成，其步骤包括：
首先，清洁基材表面，可以用去污剂对基材表面进行去污，然后经过超声波洗净并静置干燥；
然后，将基材暴露在雾状粘合剂溶液中一定时间。例如，可以将基材吊装静置于十万级无尘空间内，并在该空间内呈雾状均匀充满粘合剂溶液。基材在雾状粘合剂溶液中暴露的时间可以为0-10分钟，不大于10分钟。
该粘合剂溶液可以包括铝粉、缓冲溶剂、稀释融合剂和水。本发明一个实施例中，可以将50-100目的纯铝粉与缓冲溶剂调和，并加入稀释融合剂进行调配，然后加入适量水。本发明一个实施例中，其中铝粉与缓冲溶剂的质量调配比可以为1∶4.45到1∶13.4之间，而稀释融合剂与缓冲溶剂的质量调配比可以为1∶32到1∶64之间。复合涂层制造完成之后，基材上的成品复合涂层中铝粉与缓冲组分的质量比为：1∶7～1∶12，稀释融合组分与缓冲组分的质量比为：1∶45～1∶64
其中，该缓冲溶剂包括改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂中的至少一种。本发明一个实施例中，该缓冲溶剂包括了改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂，其质量比例为(1-3)∶(3-4)∶(5-7)。复合涂层制造完成之后，基材上的成品复合涂层中，其质量比例为：(1-1.8)∶(1-3)∶(3-5)
该稀释融合剂包括甲醚、丁醚和丁醇中的至少一种。本发明一个实施例中，该稀释融合剂包括了甲醚、丁醚和丁醇，其中甲醚含量可以为0.1％-0.5％，丁醚的含量可以为0.1％-0.8％，丁醇的含量可以为0.2％-0.8％。复合涂层制造完成之后，基材上的成品复合涂层中，其含量为：甲醚含量可以为0.1％-0.5％，丁醚的含量可以为0.1％-0.52％，丁醇的含量可以为0.2％-0.4％
将基材在雾状粘合剂溶液中暴露一段时间后，粘合剂溶液会粘在基材的表面，然后，对粘结了粘合剂溶液的基材进行一段时间的流平处理。本发明一个实施例中，流平处理的时间不大于10分钟。
然后，对经过了流平处理的基材进行一段时间的固化处理。本发明一个实施例中，可以对流平处理后的基材在50-100摄氏度的环境下固化处理0-10分钟，不大于10分钟。
最后，让经过了固化处理的基材在常温下干燥0-10分钟，不大于10分钟。
这样，即完成了在基材上涂设粘合层的操作。该粘合层可以涂设一层，也可以涂设多层，可以根据实际情况而定。该粘合层的厚度可以根据实际情况设定。本发明一个实施例中，该粘合层的厚度可以为0.2-5微米。
在基材上涂设了粘合层之后，可以在涂设了粘合层的基材上涂设至少一层金属层。该金属层可以包括一种金属或多种金属，可以根据实际情况而定，比如铝、铬等。
本发明一个实施例中，该金属层包括铝和铬中的至少一种。一个实施例中，该金属层包括铝和铬，其中铝和铬的含量按质量比为10∶1到4∶1。
本发明一个实施例中，可以用真空离子镀气相沉积的方法在该涂设了粘合层的基材上涂设至少一层金属层。例如，可以用离子真空镀膜机，使用铝靶和铬靶，铝靶的纯度可以为99.99％，铬靶的纯度可以为99.8％，铝靶和铬靶的配置比为10∶1-7∶1，具体步骤包括：
用有机溶剂对该基材除油，然后进行超声清洗并干燥；
放入镀膜机内，抽真空至1.3×10-3pa，加热至450-500摄氏度，保持40分钟；
向镀膜机中通入99.99％的氩气和氮气的混合气体，释放1200v的电压弧，轰击20分钟左右；
充入氮气，将压力降至2pa左右。
冷却至100摄氏度以下出炉。
这样，即完成了在涂设了粘合层的基材上涂设至少一层金属层的操作。该金属层可以涂设一层，也可以涂设多层，可以根据实际情况而定。该金属层的厚度可以根据实际情况而定，本发明一个实施例中，该金属层的厚度可以为0.1-4微米。
涂设了金属层之后，本发明一个实施例中，可以在涂设了金属层的基材上涂设至少一层防腐蚀层。涂设该防腐蚀层的步骤包括：
首先，将涂设了金属层的基材暴露在雾状防腐剂溶液中一定时间。例如，可以将涂设了金属层的基材吊装静置于十万级无尘空间内，并在该空间内呈雾状均匀充满防腐剂溶液。基材在雾状防腐剂溶液中暴露的时间可以为0-10分钟，不大于10分钟。
该防腐剂溶液可以包括水和改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂中的至少一种。
将该涂设了金属层的基材在雾状粘合剂溶液中暴露一段时间后，防腐剂溶液会粘在基材的表面，然后，对粘结了防腐剂溶液的基材进行一段时间的流平处理。本发明一个实施例中，流平处理的时间不大于10分钟。
然后，对经过了流平处理的基材进行一段时间的固化处理。本发明一个实施例中，可以对流平处理后的基材在50-100摄氏度的环境下固化处理0-10分钟，不大于10分钟。
最后，让经过了固化处理的基材在常温下在洁净的空间干燥0-10分钟，不大于10分钟，且干燥的温度范围在10-30℃之间，湿度不可高于50％。
这样，即在涂设了金属层的基材上涂设了防腐蚀层。该防腐蚀层可以涂设一层，也可以涂设多层，可以根据实际情况而定。该防腐蚀层的厚度可以根据实际情况设定。本发明一个实施例中，该防腐蚀层的厚度为0.2-5微米。
用前述实施例的方法，即可在基材上制造出复合涂层。如图1所示，为根据本发明一个实施例的用前述方法在基材上涂设了复合涂层而获得的型材的截面示意图。
本实施例的型材包括基材10和复合涂层，其中该复合涂层包括至少一层粘合层20、设置在所述粘合层上的至少一层金属层30和设置在所述金属层上的至少一层防腐蚀层40。
本发明一个实施例中，该粘合层20可以包括铝粉、缓冲组分和稀释融合组分。其中该缓冲组分可以包括改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂中的至少一种；该稀释融合组分可以包括甲醚、丁醚和丁醇中的至少一种。
该粘合层的厚度可以根据实际情况设定。本发明一个实施例中，该粘合层的厚度可以为0.2-5微米。
本发明一个实施例中，该缓冲组分包括了改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂，其质量比例为1-2∶3-4∶2-5。
本发明一个实施例中，该稀释融组分包括了甲醚、丁醚和丁醇，其中甲醚含量可以为18％，丁醚的含量可以为28％，丁醇的含量可以为32％。
该铝粉与该缓冲组分的质量比可以为1∶12之间；该稀释融合组分与该缓冲组分的质量比可以为1∶40之间。
本发明一个实施例中，该金属层30包括铝和铬中的至少一种。一个实施例中，该金属层包括铝和铬，其中铝和铬的含量按质量比为10∶1到4∶1。
该金属层的厚度可以根据实际情况而定，本发明一个实施例中，该金属层的厚度可以为0.1-4微米。
本发明一个实施例中，该防腐蚀层40包括改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂中的至少一种。
该防腐蚀层的厚度可以根据实际情况设定。本发明一个实施例中，该防腐蚀层的厚度为0.2-5微米。
根据本发明实施例中的复合涂层中，底层为粘合层，中间为金属层，表层为防腐蚀层，这样，由于有粘合层，基材不需要抛光即可将涂层附着于基材上，降低了成本，且涂层与基材之间的附着力强，表层硬度大，可达4H，且表层可以呈金属光泽，并具有反射性，可以达到与普通电镀效果一样的防腐蚀效果，由于不需要电镀，在生产过程中没有排放污染，耗能低，成本低。
以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种在基材上制造复合涂层的方法，其特征在于，包括：
在所述基材表面上涂设至少一层粘合层，获得带粘合层的基材；在所述带粘合层的基材上涂设至少一层金属层，获得带金属层的基材；涂设金属层采用用真空离子镀气相沉积的方法，用离子真空镀膜机，使用铝靶和铬靶，铝靶的纯度为99.99％，铬靶的纯度为99.8％，铝靶和铬靶的配置比为10∶1-7∶1，具体步骤包括： 用有机溶剂对该基材除油，然后进行超声清洗并干燥； 放入镀膜机内，抽真空至1.3×10-3pa，加热至450-500摄氏度，保持40分钟； 向镀膜机中通入99.99％的氩气和氮气的混合气体，释放1200v的电压弧，轰击20分钟； 充入氮气，将压力降至2pa； 冷却至100摄氏度以下出炉；即完成了在涂设了粘合层的基材上涂设至少一层金属层的操作；金属层的厚度为0.1-4微米；
所述在基材表面上涂设至少一层粘合层包括：将所述基材在雾状粘合剂溶液中暴露第一时间，获得带粘合剂的基材；流平所述带粘合剂的基材第二时间，获得流平后的基材；固化所述流平后的基材第三时间；所述第一时间、第二时间和所述第三时间不大于10分钟；
所述粘合层包括铝粉、缓冲组分和稀释融合组分；所述铝粉与所述缓冲组分的质量比为1∶7～1∶12之间；所述该缓冲组分包括改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂，其质量比例为1-2∶3-4∶2-5；所述该稀释融组分包括甲醚、丁醚和丁醇，其中甲醚含量为18％，丁醚的含量为28％，丁醇的含量为32％；所述稀释融合组分与所述缓冲组分的质量比为1∶45～1∶68之间；
在所述带金属层的基材上涂设至少一层防腐蚀层；防腐蚀层的厚度为0.2-5微米；所述防腐蚀层包括改性丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂中的至少一种；所述在带金属层的基材上涂设至少一层防腐蚀层包括：将所述带金属层的基材在雾状防腐剂溶液中暴露第四时间，获得带防腐剂溶液的基材；流平所述带防腐剂溶液的基材第五时间，获得流平后的基材；固化所述流平后的基材第六时间；所述第四时间、第五时间和所述第六时间不大于10分钟。
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