CN103030827B - 一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，涉及一种塑料件基材。对塑料件进行常规的火焰清洁后的塑料件浸涂柔性高分子膜，在塑料件表面形成微纳米厚度的柔性高分子膜后烘烤；将烘烤后的塑料件进行PVD真空镀金属膜；将PVD真空镀金属膜后的塑料件进行水电镀铜、镍及铬。所有步骤均在70℃以内完成，适合常规工程塑料，范围广。在塑料件与真空镀膜层之间有一层柔性高分子膜，利用聚酯中带有的羧基可以和PVD金属镀材，产生氢键，起到锚固作用，利用氯化聚丙烯中的聚烯烃键与塑料底材有着相似相容原理，以及聚酯中的长链与塑料底材的羟键发生反应，起到化学锚定的效果。采用浸涂方式，可使产品100%包覆，无死角。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料件基材，尤其是涉及一种在低温下（70℃以内）提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法。
背景技术
真空镀膜与基体的结合强度是关系涂层能否发挥其各种功能作用的关键因素，如何提高真空镀膜与基体结合强度一直是功能涂层材料领域的热点研究课题。
美国专利US3801368公开了一种首先溅射塑料材料表面以掺入金、铂等材料，然后再电镀金属膜的方法，与本发明明显不同，它属于塑料的改性。
中国专利CN102517539A公开一种提高硬质涂层与基体界面结合强度的方法，该方法将硬质涂层基体复合体系于低温或超低温下处理5～48h实现，它是对基体进行低温处理。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法。
本发明包括以下步骤：
1）对塑料件进行常规的火焰清洁；
在步骤1）中，所述火焰清洁采用瓦斯作为燃烧气体，所述火焰清洁的时间可为10～100s。
2）将火焰清洁后的塑料件浸涂柔性高分子膜，在塑料件表面形成微纳米厚度的柔性高分子膜；
在步骤2）中，所述柔性高分子膜可采用聚醋酸乙酯或氯化聚烯烃等；所述柔性高分子膜的厚度可为0.1～1μm。
3）将浸涂柔性高分子膜的塑料件烘烤；
在步骤3）中，所述烘烤的温度可为60℃，烘烤的时间可为30min。
4）将烘烤后的塑料件进行PVD真空镀金属膜；
在步骤4）中，所述进行PVD真空镀金属膜可将烘烤后的塑料件放于真空炉进行PVD真空镀金属膜，所述PVD真空镀金属膜可采用磁控溅射方式镀膜，镀膜的条件可为：靶电流8～20A，偏压60V，偏压真空比75%，镀膜时间40min，Ar130sccm，镀膜真空0.3Pa；所述金属膜可采用铜膜或镍膜等，所述金属膜的厚度可为1～3μm。
5）将PVD真空镀金属膜后的塑料件进行水电镀铜、镍及铬。
在步骤5）中，所述水电镀铜的铜层厚度可为20μm，所述水电镀镍的镍层厚度可为15μm，所述水电镀铬的铬层厚度可为0.2μm。
本发明由于采取以上技术方案，因此具有以下优点：
1）所有步骤均在70℃以内完成，适合常规工程塑料，范围广。
2）由于在塑料件与真空镀膜层之间有一层柔性高分子膜，利用聚酯中带有的羧基可以和PVD金属镀材，产生氢键，起到锚固作用，利用氯化聚丙烯中的聚烯烃键与塑料底材有着相似相容原理，以及聚酯中的长链与塑料底材的羟键发生反应，起到化学锚定的效果。
3）由于采用浸涂方式，因此可以使产品100%包覆，无死角。
附图说明
图1为本发明实施例所得的产物的结构示意图(1000倍）。在图1中，各标记为：塑料基材1、PVD镀层（1~2μm）2、电镀铜（20μm）3、半光镍（10μm）4、全光镍（5μm）及全光铬（0.2μm）5。
图2为本发明实施例的柔性高分子膜的红外图谱（厦门SGS测试）。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1：一种光亮铬的ABS水龙头
1）对ABS水龙头进行火焰清洁，采用瓦斯作为燃烧气体，处理时间30s；
2）将清洁后的ABS水龙头浸涂一层微纳米厚度的柔性高分子膜；该柔性高分子膜是聚醋酸乙酯；该厚度为0.3μm；
3）将浸涂柔性高分子膜的ABS水龙头放于烘箱60℃烘烤30min；
4）将烘烤后的ABS水龙头放于真空炉进行PVD真空镀金属膜；该金属是铜，膜厚2μm，采用磁控溅射方式镀膜，铜靶电流8A，偏压60V，偏压真空比75%，镀膜时间40min，Ar130sccm，镀膜真空0.3Pa；
5）将PVD镀好的塑料件进行水电镀铜及镍,铜层厚度20μm，镍层厚度15μm，铬层厚度0.2μm。
功能测试
1）百割测试（ASTM D3359-02）5B；
2）冷热循环试验（ASME A112.18.1-2005/CSA B125.1-05）20CYCLE。
实施例2：一种光亮铬的PP花洒
1）对PP花洒进行常规火焰清洁，采用瓦斯作为燃烧气体，处理时间100s；
2）将清洁后的PP花洒浸涂一层微纳米厚度的柔性高分子膜；该柔性高分子膜是氯化聚丙烯及聚醋酸乙酯；该厚度为1μm；
3）将浸涂柔性高分子膜的PP花洒放于烘箱60℃烘烤30min；
4）将烘烤后的PP花洒放于真空炉进行PVD真空镀金属膜；该金属是镍，膜厚1μm，采用磁控溅射方式镀膜，镍靶电流15A，偏压60V，偏压真空比75%，镀膜时间20min，Ar130sccm，镀膜真空0.3Pa；
5）将PVD镀好的塑料件进行水电镀铜、镍及铬，铜层厚度20μm，镍层厚度15μm，铬层厚度0.2μm。
功能测试
1）百割测试（ASTM D3359-02）5B；
2）冷热循环试验（ASME A112.18.1-2005/CSA B125.1-05）20CYCLE。
实施例3：一种光亮铬的BMC把手
1）对BMC把手进行常规火焰清洁，采用瓦斯作为燃烧气体，处理时间80s；
2）将清洁后的BMC把手浸涂一层微纳米厚度的柔性高分子膜；该柔性高分子膜是氯化聚丙烯及聚醋酸乙酯；该厚度为0.6μm；
3）将浸涂柔性高分子膜的BMC把手放于烘箱60℃烘烤30min；
4）将烘烤后的BMC把手放于真空炉进行PVD真空镀金属膜；该金属是铜，膜厚3μm，采用磁控溅射方式镀膜，铜靶电流12A，偏压60V，偏压真空比75%，镀膜时间60min，Ar130sccm，镀膜真空0.3Pa；
5）将PVD镀好的塑料件进行水电镀铜、镍及铬，铜层厚度20μm，镍层厚度15μm，铬层厚度0.2μm。
功能测试
1）百割测试（ASTM D3359-02）5B；
2）冷热循环试验（ASME A112.18.1-2005/CSA B125.1-05）40CYCLE。
实施例4：一种光亮铬的PC后视镜
1）对PC后视镜进行常规火焰清洁，采用瓦斯作为燃烧气体，处理时间30s；
2）将清洁后的PC后视镜浸涂一层微纳米厚度的柔性高分子膜；该柔性高分子膜是聚醋酸乙酯；该厚度为0.3μm；
3）将浸涂柔性高分子膜的PC后视镜放于烘箱60℃烘烤30min；
4）将烘烤后的PC后视镜放于真空炉进行PVD真空镀金属膜；该金属是镍，膜厚2μm，采用磁控溅射方式镀膜，镍靶电流20A，偏压60V，偏压真空比75%，镀膜时间30min，Ar130sccm，镀膜真空0.3Pa；
5）将PVD镀好的塑料件进行水电镀铜、镍及铬，铜层厚度20μm，镍层厚度15μm，铬层厚度0.2μm。
功能测试
1）百割测试（ASTM D3359-02）5B；
2）冷热循环试验（ASME A112.18.1-2005/CSA B125.1-05）20CYCLE。
实施例5：一种光亮铬的PA汽车把手
1）对PA汽车把手进行常规火焰清洁，采用瓦斯作为燃烧气体，处理时间60s；
2）将清洁后的PA汽车把手浸涂一层微纳米厚度的柔性高分子膜；该柔性高分子膜是氯化聚丙烯及聚醋酸乙酯；该厚度为0.5μm；
3）将浸涂柔性高分子膜的PA汽车把手放于烘箱60℃烘烤30min；
4）将烘烤后的PA汽车把手放于真空炉进行PVD真空镀金属膜；该金属是铜，膜厚3μm，采用磁控溅射方式镀膜，铜靶电流12A，偏压60V，偏压真空比75%，镀膜时间60min，Ar130sccm，镀膜真空0.3Pa；
5）将PVD镀好的塑料件进行水电镀铜、镍及铬，铜层厚度20μm，镍层厚度15μm，铬层厚度0.2μm。
功能测试
1）百割测试（ASTM D3359-02）5B；
2）冷热循环试验（ASME A112.18.1-2005/CSA B125.1-05）40CYCLE。
Claims (8)
1.一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）对塑料件进行常规的火焰清洁；所述火焰清洁采用瓦斯作为燃烧气体，所述火焰清洁的时间为10～100s；
2）将火焰清洁后的塑料件浸涂柔性高分子膜，在塑料件表面形成微纳米厚度的柔性高分子膜；
3）将浸涂柔性高分子膜的塑料件烘烤；
4）将烘烤后的塑料件进行PVD真空镀金属膜；所述进行PVD真空镀金属膜是将烘烤后的塑料件放于真空炉进行PVD真空镀金属膜，所述PVD真空镀金属膜采用磁控溅射方式镀膜，镀膜的条件为：靶电流8～20A，偏压60V，偏压真空比75%，镀膜时间40min，Ar130sccm，镀膜真空0.3Pa；
5）将PVD真空镀金属膜后的塑料件进行水电镀铜、镍及铬。
2.如权利要求1所述的一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于在步骤2）中，所述柔性高分子膜采用聚醋酸乙酯。
3.如权利要求1所述的一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于在步骤2）中，所述柔性高分子膜的厚度为0.1～1μm。
4.如权利要求1所述的一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于在步骤3）中，所述烘烤的温度为60℃，烘烤的时间为30min。
5.如权利要求1所述的一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于在步骤4）中，所述金属膜采用铜膜或镍膜，所述金属膜的厚度为1～3μm。
6.如权利要求1所述的一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于在步骤5）中，所述水电镀铜的铜层厚度为20μm。
7.如权利要求1所述的一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于在步骤5）中，所述水电镀镍的镍层厚度为15μm。
8.如权利要求1所述的一种在低温下提高真空镀膜与塑料件基材结合力的方法，其特征在于在步骤5）中，所述水电镀铬的铬层厚度为0.2μm。
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