CN102758170B - 一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法 - Google Patents

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一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法，涉及一种塑料表面的处理方法。提供一种可以实现塑胶材料的镀膜拉丝处理，适合多种塑料基材表面有拉丝功能要求的塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法。对塑料基材进行手工擦拭除油处理；对经过处理的塑料基材进行物理气相沉积金属层，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，大功率溅射沉积金属层，再进行染黑处理后水洗；对塑料基材进行拉丝处理；对塑料基材进行手工擦拭除尘除油处理；对塑料基材进行喷涂底漆层和面漆层，并在面漆中进行调色处理，调试出所需的颜色。

Description

一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法
技术领域
本发明涉及一种塑料表面的处理方法，尤其是涉及一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法。
背景技术
现有的塑料电镀的拉丝常规工艺流程为：除油除蜡，粗化，活化，敏化，还原，化学镍，电镀焦铜，电镀酸铜，电镀镍，然后进行拉丝，除油，活化，电镀铬或者最后PVD，其缺点是产生大量的废水和重金属污染物。
中国专利200910135647.4公开一种仿铜效果好、铜金属质感强、保光保色时间长且易规模化生产的金属材表面仿铜拉丝工艺。其步骤如下，1）金属材表面常规化学预处理，使金属表面洁净和光滑平整；2）静电喷涂含颜料的透明红户外粉末涂料或纯透明户外粉末涂料；3）以仿铜底色深灰蓝色或黑色直纹的热敏转印纸进行热转印，获得仿铜拉丝效果。
本申请人在中国专利201110080260中公开一种在工程塑胶表面实施仿金属拉丝镀膜的方法，其步骤包括：在塑胶母粒中加入颜料，进行染色处理；将塑胶坯件进行干法清洁与活化；将塑胶坯件喷涂有色涂层；将工件进行拉丝，获得拉丝纹路的表面；将工件进行干法清洁与活化；将拉丝纹路的工件喷涂罩光面漆，即完成在工程塑胶表面实施仿金属拉丝镀膜。
中国专利201010183049.5公开一种壳体的制作方法，包括以下步骤：提供一公模及一母模；利用化学药剂对母模的表面进行咬花处理以使所述母模的表面形成咬花结构；对所述母模的表面进行拉丝处理以使所述母模的表面形成拉丝纹理；及利用所述公模及母模制作出具有咬花及拉丝效果的外壳。该发明可制作出具有咬花及拉丝效果的外壳，制作流程简单，且制作出的外壳上的图案不易脱落。
中国专利201110034722公开了一种金属表面仿古色的制作方法，其包含金属表面处理步骤、第一喷涂步骤、拉丝步骤、第二喷涂步骤及表面干固步骤；其中第二喷涂步骤所使用的涂料为具有颜色且可透光的粉末涂料，因此可使经拉丝步骤后的金属颜色搭配粉末涂料的颜色而呈现仿古色泽，例如古铜色或古银色；再者表面干固步骤可使粉末涂料均匀化，提高金属表面的保护性及均匀度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的塑胶电镀拉丝工艺中存在的缺点与不足，提供一种可以实现塑胶材料的镀膜拉丝处理，适合多种塑料基材表面有拉丝功能要求的塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法。
本发明包括以下步骤：
1）对塑料基材进行手工擦拭除油处理；
2）对经过步骤1）处理的塑料基材进行物理气相沉积（PVD）金属层，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，大功率溅射沉积金属层，再进行染黑处理后水洗；
3）对经过步骤2）处理的塑料基材进行拉丝处理；
4）对经过步骤3）处理的塑料基材进行手工擦拭除尘除油处理；
5）对经过步骤4）处理的塑料基材进行喷涂底漆层和面漆层，并在面漆中进行调色处理，调试出所需的颜色。
在步骤2）中，所述物理气相沉积等离子体改性的工艺条件可为离子源电流0.3～0.6A，偏压20～80V，占空比40%～80%，氩气流速10～100SCCM，氧气流速0～150SCCM，乙炔流速0～150SCCM；时间3～5min，以达到清洁及化活化基体表面之目的；所述大功率溅射沉积金属层的工艺条件可采用大功率中频脉冲或者大功率直流电源，电源电流为50～200A，电压为400～600V，沉积时间为25～45min，偏压20～80V，占空比40%～80%，氩气流速60～200SCCM；沉积的金属层可为铝、铜、镍铬合金、铬、铝铬合金等中的一种；
所述染黑处理的方法可采用本领域技术人员所公知的方法，当PVD溅射铜金属层时，可采用美国乐思化学公司染黑剂配方和工艺条件为：氢氧化钠45～55g/L，添加剂TC-3 4～8g/L，其余为水，温度62～68℃，时间3～5min；当PVD溅射Al金属层时，可采用温州奥洋金属表面处理有限公司的染黑剂配方和工艺条件为：铝发黑OY-125与水的体积比为1∶3，温度：15～30℃，时间：30s～2min；
所述水洗的方法和条件为本领域技术人员所公知，可采用纯水漂洗1～2min，漂洗后烘干，烘干条件可为温度60℃，时间10～20min。
在步骤3）中，所述拉丝处理，是采用自动或者人工方式进行拉丝，拉丝机的转速为300～800r/min；拉丝轮可为尼龙轮，飞翼轮等中的一种。
在步骤5）中，所述底漆层可为紫外光固化（UV）漆层、聚氨酯漆（PU）漆层等中的至少一种；所述面漆层可为紫外光固化（UV）漆层、聚氨酯漆（PU）漆层等中的至少一种；所述喷涂方式为本领域技术人员所公知的方法，底漆层的厚度可为10～30μm；面漆层的厚度可为10～30μm；所述调色处理，可调试出古铜色、古镍色或古银色等。
与现有的树胶电镀拉丝相比，本发明具有以下优点：
1）对塑料基材实施手工擦拭除油除污,取代现有的超声波除油等方式，可减少废水的排放；
2）采用PVD（物理气相沉积）大功率溅射技术，并依次实施PVD等离子体改性、溅射金属层；取代传统电镀所需的高浓度的铬酸粗化、中和、敏化、还原、化学镍、电镀铜和电镀镍等工序，极大地减少了废水的排放，以及这些有害物质对环境和人类的危害。
具体实施方式
实施例1改性PP塑料基材镀膜拉丝处理
（1）对改性PP塑料基材手工擦拭除油处理。
（2）大功率溅射沉积金属层：
对经过步骤（1）处理的塑料基材进行物理气相沉积（PVD）金属层，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，大功率溅射沉积金属层；物理气相沉积等离子体改性的工艺条件为离子源电流0.3A，偏压20V，占空比80%，氩气流速10SCCM，乙炔流速150SCCM；时间3min，以达到清洁及化活化基体表面之目的；大功率溅射沉积金属层的工艺条件可采用大功率直流电源，电源电流为200A，电压为600V，沉积时间为25min，偏压20V，占空比40%，氩气流速60SCCM。沉积的金属层为铝。
（3）染黑处理
染黑处理的方法采用本领域技术人员所公知的方法，PVD溅射Al金属层采用的温州奥洋金属表面处理有限公司的染黑剂配方和工艺条件为：铝发黑OY-125与水的体积比为1∶3，温度：30℃，时间：30s。然后进行两道水洗，水洗的方法和条件为本领域技术人员所公知，可采用纯水漂洗1min。水洗后进行烘干，烘干条件为温度60℃，时间20min。
（4）拉丝处理
对经过步骤（3）处理的塑料基材进行拉丝处理，采用人工方式进行拉丝，拉丝机的转速为300r/min；拉丝轮为尼龙轮。
（5）对经过步骤（4）处理的塑料基材进行手工擦拭除尘除油处理。
（6）喷涂底漆层和面漆层
对经过步骤4）处理的塑料基材进行喷涂紫外光固化（UV）底漆层和UV面漆层，采用自动喷枪进行喷涂，底漆层喷涂的具体方法可为：喷镀一层UV漆后（漆层厚10μm），送入红外线烘干段，进行流平、烘干（70℃×5min），流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联（时间10s），UV照射固化的能量为1000mJ/cm2，面漆喷涂的具体方法可为：喷镀一层UV漆后（漆层厚30μm），送入红外线烘干段，进行流平、烘干（70℃×8min），流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联（时间10s），UV照射固化的能量为1500mJ/cm2。并在面漆中进行调色，调出仿古镍颜色。
参照卫浴的标准，对镀膜拉丝产品进行以下测试标准的测试：
1.CASS(防腐蚀测试ASTM B368-09)-----4h；
2.AASS(盐雾测试ASTM G85-9)--------24h；
3.冷热循环测试(ASME A112.18.1-2005/CSAB125.1-05)---4cycles；
4.落砂测试(ASTM D968-09,Method A)-----12liter;
5.水浸测试(ASTM D870-02)--------38±2℃×24h;
6.耐化学性测试(ASTM D1308-02)--------NaOH 6mol/L;
7.铅笔硬度(ASTM D3363-05)------中华铅笔2H;
8.百割测试(ASTM D3359-09)------3B以上。
结果如下：1.CASS，4h，OK；2.AASS，24h，OK；3.冷热循环测试，OK；4.落砂测试，OK；5.水浸测试，OK，没有颜色变化；6.耐化学性测试，OK；7.铅笔硬度，中华铅笔2H；8.百割测试，5B。
实施例2ABS塑料基材镀膜拉丝处理
（1）ABS塑料基材手工擦拭除油处理。
（2）大功率溅射沉积金属层：
对经过步骤（1）处理的塑料基材进行物理气相沉积（PVD）金属层，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，大功率溅射沉积金属层；物理气相沉积等离子体改性的工艺条件为离子源电流0.6A，偏压80V，占空比40%，氩气流速10SCCM，氧气流速150SCCM；时间5min，以达到清洁及化活化基体表面之目的；大功率溅射沉积金属层的工艺条件可采用大功率中频脉冲电源，电源电流为50A，电压为400V，沉积时间为45min，偏压80V，占空比80%，氩气流速200SCCM，沉积的金属层为Al。
（3）染黑处理
染黑处理的方法采用本领域技术人员所公知的方法，PVD溅射Al金属层采用的温州奥洋金属表面处理有限公司的染黑剂配方和工艺条件为：铝发黑OY-125与水的体积比为1∶3，温度：15℃，时间：2min。然后进行两道水洗，水洗的方法和条件为本领域技术人员所公知，可采用纯水漂洗2min。水洗后进行烘干，烘干条件为温度60℃，时间10min。
（4）拉丝处理
对经过步骤（2）处理的塑料基材进行拉丝处理，采用人工方式进行拉丝，拉丝机的转速为300r/min；拉丝轮为飞翼轮。
（4）对经过步骤（3）处理的塑料基材进行手工擦拭除尘除油处理。
（5）喷涂底漆层和面漆层
对经过步骤4）处理的塑料基材的进行喷涂聚氨酯漆（PU）底漆层和聚氨酯漆（PU）面漆层，采用自动喷枪进行喷涂，底漆层喷涂的具体方法可为：喷镀一层聚氨酯漆（PU）漆后（漆层厚30μm），送入红外线烘干段，进行流平、烘干（60℃×120min）。面漆层喷涂的具体方法可为：喷镀一层聚氨酯漆（PU）漆后（漆层厚10μm），送入红外线烘干段，进行流平、烘干（60℃×60min）。并在面漆中进行调色，调出仿古银颜色。
参照卫浴的标准，对镀膜拉丝产品进行以下测试标准的测试：
1.CASS(防腐蚀测试ASTM B368-09)-----8h；
2.AASS(盐雾测试ASTM G85-9)--------48h；
3.冷热循环测试(ASME A112.18.1-2005/CSA B125.1-05)---4cycles；
4.落砂测试(ASTM D968-09,Method A)-----12liter；
5.水浸测试(ASTM D870-02)--------38±2℃×24h；
6.耐化学性测试(ASTM D1308-02)--------NaOH 6mol/L；
7.铅笔硬度(ASTM D3363-05)------中华铅笔2H；
8.百割测试(ASTM D3359-09)------3B以上。
结果如下：1.CASS，8h，OK；2.AASS，48h，OK；3.冷热循环测试，OK；4.落砂测试，OK；5.水浸测试，OK，没有颜色变化；6.耐化学性测试，OK；7.铅笔硬度，中华铅笔3H；8.百割测试，5B。
实施例3改性尼龙塑料基材镀膜拉丝处理
（1）改性尼龙塑料基材手工擦拭除油处理。
（2）大功率溅射沉积金属层：
对经过步骤（1）处理的塑料基材进行物理气相沉积（PVD）金属层，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，大功率溅射沉积金属层；物理气相沉积等离子体改性的工艺条件为离子源电流0.4A，偏压60V，占空比60%，氩气流速50SCCM，氧气流速50SCCM；时间5min，以达到清洁及化活化基体表面之目的；大功率溅射沉积金属层的工艺条件可采用大功率中频脉冲电源，电源电流为100A，电压为500V，沉积时间为35min，偏压40V，占空比60%，氩气流速100SCCM，沉积的金属层为铜。
（3）染黑处理
染黑处理的方法采用本领域技术人员所公知的方法，PVD溅射铜金属层采用的美国乐思化学公司的染黑剂配方和工艺条件为：氢氧化钠45g/L，添加剂TC-34g/L，其他成分为水，温度65℃，时间3min；然后进行两道水洗，水洗的方法和条件为本领域技术人员所公知，可采用纯水漂洗1.5min。水洗后进行烘干，烘干条件为温度60℃，时间15min。
（4）拉丝处理
对经过步骤（3）处理的塑料基材进行拉丝处理，采用人工方式进行拉丝，拉丝机的转速为800r/min；拉丝轮为飞翼轮。
（5）对经过步骤（4）处理的塑料基材进行手工擦拭除尘除油处理。
（6）喷涂底漆层和面漆层
对经过步骤5）处理的塑料基材的进行喷涂聚氨酯漆（PU）底漆层和UV面漆层，采用自动喷枪进行喷涂，底漆层喷涂的具体方法可为：喷镀一层聚氨酯漆（PU）漆后（漆层厚20μm），送入红外线烘干段，进行流平、烘干（70℃×90min）。面漆喷涂的具体方法可为：喷镀一层UV漆后（漆层厚20μm），送入红外线烘干段，进行流平、烘干（70℃×8min），流平、烘干后送入紫外线光固化段进行UV照射固化交联（时间10s），UV照射固化的能量为1200mJ/cm2。并在面漆中进行调色，调出仿古铜颜色。
参照卫浴的标准，对镀膜拉丝产品进行以下测试标准的测试：
1.CASS(防腐蚀测试ASTM B368-09)-----8h;
2.AASS(盐雾测试ASTM G85-9)--------48h;
3.冷热循环测试(ASME A112.18.1-2005/CSA B125.1-05)---4cycles；
4.落砂测试(ASTM D968-09,Method A)-----12liter;
5.水浸测试(ASTM D870-02)--------38±2℃×24h;
6.耐化学性测试(ASTM D1308-02)--------NaOH 6mol/L;
7.铅笔硬度(ASTM D3363-05)------中华铅笔2H;
8.百割测试(ASTM D3359-09)------3B以上。
结果如下：1.CASS，8h，OK；2.AASS，48h，OK；3.冷热循环测试，OK；4.落砂测试，OK；5.水浸测试，OK，没有颜色变化；6.耐化学性测试，OK；7.铅笔硬度，中华铅笔3H；8.百割测试，5B。

Claims (6)

1.一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）对塑料基材进行手工擦拭除油处理；
2）对经过步骤1）处理的塑料基材进行物理气相沉积金属层，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，大功率溅射沉积金属层，再进行染黑处理后水洗；所述物理气相沉积等离子体改性的工艺条件为离子源电流0.3～0.6A，偏压20～80V，占空比40%～80%，氩气流速10～100SCCM，氧气流速0～150SCCM，乙炔流速0～150SCCM；时间3～5min；所述大功率溅射沉积金属层的工艺条件是采用大功率中频脉冲或者大功率直流电源，电源电流为50～200A，电压为400～600V，沉积时间为25～45min，偏压20～80V，占空比40%～80%，氩气流速60～200SCCM；所述染黑处理的方法如下：当PVD溅射铜金属层时，采用美国乐思化学公司染黑剂配方和工艺条件为：氢氧化钠45～55g/L，添加剂TC-34～8g/L，其余为水，温度62～68℃，时间3～5min；当PVD溅射Al金属层时，采用温州奥洋金属表面处理有限公司的染黑剂配方和工艺条件为：铝发黑OY-125与水的体积比为1∶3，温度：15～30℃，时间：30s～2min；
3）对经过步骤2）处理的塑料基材进行拉丝处理；
4）对经过步骤3）处理的塑料基材进行手工擦拭除尘除油处理；
5）对经过步骤4）处理的塑料基材进行喷涂底漆层和面漆层，并在面漆中进行调色处理，调试出所需的颜色；所述喷涂方式为：底漆层的厚度为10～30μm；面漆层的厚度为10～30μm；所述调色处理，是调试出古铜色、古镍色或古银色。
2.如权利要求1所述的一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法，其特征在于在步骤2）中，所述沉积的金属层为铝、铜、镍铬合金、铬、铝铬合金中的一种。
3.如权利要求1所述的一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法，其特征在于在步骤2）中，所述水洗的方法和条件为：采用纯水漂洗1～2min，漂洗后烘干，烘干条件为温度60℃，时间10～20min。
4.如权利要求1所述的一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法，其特征在于在步骤3）中，所述拉丝处理，是采用自动或者人工方式进行拉丝，拉丝机的转速为300～800r/min；拉丝轮为尼龙轮，飞翼轮中的一种。
5.如权利要求1所述的一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法，其特征在于在步骤5）中，所述底漆层为紫外光固化漆层、聚氨酯漆漆层中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种塑料基材大功率真空镀膜仿古色拉丝的方法，其特征在于在步骤5）中，所述面漆层为紫外光固化漆层、聚氨酯漆漆层中的至少一种。
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