CN106079493A - 具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺 - Google Patents

具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构及其表面处理工艺，具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，固化成型于所述纤维复合材料制品的外表面，其特征在于，包括在纤维复合材料制品外表面由内而外依次涂装的镭射信息层和信息保护层；具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，特征在于工艺流程包括：制备信息保护层‑模压信息‑制备镭射信息层‑转移‑固化‑脱膜。本发明制备过程中无溶剂挥发，有效减少环境污染，节能环保；固化效果好，成型后不易脱漆剥离，而且还能提高耐磨性；耐腐蚀易清理，永不褪色。

Description

具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺
技术领域
本发明涉及一种纤维复合材料的表面处理工艺，特别是一种针对碳纤维和玻璃纤维等复合材料的表面效果处理工艺，属于纤维复合材料表面处理工艺技术领域。
背景技术
纤维复合材料（主要指挥碳纤维和玻璃纤维）外柔内刚，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，由于纤维复合材料的多种优良性能，因而被广泛的应用于自行车、登山杖、滑雪杖、高尔夫球杆、羽毛球杆、鱼竿以及各种复合板材和异形材上。
目前，对碳纤维和玻璃纤维等复合材料表面的颜色、图案、文字等效果处理主要包括以下几种：
1、直接用油漆涂装
缺点：1）、涂装、烘烤时有溶剂挥发，不环保；2）、长时间使用易脱漆，光照易褪色；3）、耐磨性不足。
2、印刷到纸张或薄膜上，再粘贴到制品上
缺点：1）外表面需要用清漆保护；2）、烘烤时有溶剂挥发，不环保；3）、粘贴不牢固，易脱落、掉漆；4）、光照易褪色；5）、耐磨性不足。
3、油墨印刷转印
此方法是用油墨印刷到薄膜上，再将薄膜缠绕到制品表面，在固化的同时，将图案或文字转移到制品表面。
缺点：1）、用油墨印刷形成的图案和文字，用溶剂清理时易掉色；2）、光照后易褪色；3）、耐磨性不足；4）、颜色单调，难以满足表面效果需求。
综上所述，目前相关的表面技术处理方法都存在各种各样的不足，故而亟需一种工艺环保简捷、处理后制品表面具有耐磨、保色持久、易清理、色彩丰富绚丽等优良性能的纤维复合材料。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中碳纤维和玻璃纤维等复合材料表面处理长期存在的涂装工艺复杂、颜色单调、信息层易脱落、易褪色、耐磨性差、不能使用溶剂清理等技术缺陷；进而提供一种具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，该处理工艺节能环保，经过该工艺处理获得的纤维复合材料表面色彩约丽、耐磨性优异、永不褪色。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，固化成型于所述纤维复合材料制品1的外表面，其特殊之处在于，包括在纤维复合材料制品1外表面由内而外依次涂装的镭射信息层2和信息保护层3；
其中，所述的信息保护层3上模压有图案或文字信息，故而在镭射信息层2与信息保护层3之间构成了信息纹理表层4，所述镭射信息层2镀覆于信息纹理表层4上；
所述镭射信息层2采用的是金属层；所述信息保护层3为树脂层；
所述镭射信息层2可以根据需要制成满版、镂空、亚光等效果的结构；
进一步的，为了增加色彩效果，还可以加设颜色层5；
所述颜色层5涂装在所述纤维复合材料制品1与镭射信息层2之间；
所述颜色层5涂装在所述镭射信息层2与信息保护层3的信息纹理表层4之间；
所述颜色层5涂装在信息保护层3的上表面；在所述颜色层5的上面涂覆一层清漆保护层6对颜色加以保护。
具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，其特殊之处在于，包括以下工艺步骤：
1）、制备信息保护层
在塑料薄膜的一面涂覆信息保护层；
所述信息保护层采用的是树脂层，其涂层厚度为0.5-3um；
2）、模压信息
将图案或文字信息模压在所述信息保护层上，在所述信息保护层的一面模压出信息纹理；
3）、制备镭射信息层
在真空状态下，将金属介质镀覆于所述信息保护层具有信息纹理的一面，使其表面形成具有镭射效果的镭射信息层；
所述金属介质采用的是能够在光照下产生镭射效果的金属及其化合物；所述金属及其化合物选自于铝、铜、硫化锌、金、银中的任意一种；
4）、转移
将载有信息保护层和镭射信息层的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上，然后在其外面缠绕或铺压一层离型膜；
5）、固化
将缠绕或粘贴有塑料薄膜的纤维复合材料制品毛坯放入烘箱中，在70℃-90℃的温度条件下，保温15-60分钟，使纤维复合材料制品毛坯中的环氧树脂或酚醛树脂与塑料薄膜上的镭射信息层之间互相渗透交融，同时使塑料薄膜上的各层充分结合；之后再升温至120℃-170℃，使环氧树脂或酚醛树脂固化，保温30-120分钟后，出炉；
6）、脱膜
将缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上的离型膜和塑料薄膜剥离，原塑料薄膜上的信息保护层和镭射信息层被完全转移到纤维复合材料制品表面。
进一步的，为了增加表面效果，可以加涂颜色层，所述加涂颜色层的工序可以选择在步骤1）制备信息保护层工序之前，先在塑料薄膜预涂颜色层，再涂覆信息保护层；所述加涂颜色层的工序也可以选择在步骤2）模压信息之后、步骤3）制备镭射信息层之前；所述加涂颜色层的工序还可以选择在步骤3）制备镭射信息层工序之后、步骤4）转移工序之前。
本发明的具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，制备过程中无溶剂挥发，有效减少环境污染，节能环保；在固化成型中，选择科学合理的温度范围及保温时间，能够使塑料薄膜与树脂之间有效结合在一起，固化效果好，成型后不易脱漆剥离，而且还能提高耐磨性；将金属及其化合化通过真空设备镀在信息保护层上，通过信息纹理和金属的亮度形成光的折射和衍射，从而形成具有镭射效果的镭射信息层，使制品表面在光照下绚丽多彩；脱膜之后的制品表面由信息保护层进行有效保护，充分提高了制品表面的耐磨性能，同时在制品表面清理时，耐腐蚀易清理，可以放心使用溶剂清理而不必担心褪色；本发明采用镭射信息固化成型，制品表面的色彩是利用光的折射和衍射而形成，因而永不褪色，在整个工艺过程中，避免了油漆涂装、印刷等后续工艺，既环保又能降低人工成本。
附图说明
图1：本发明具有镭射效果的纤维复合材料表层结构示意图；
图2：实施例1的纤维复合材料表层结构示意图；
图3：实施例2的纤维复合材料表层结构示意图；
图4：实施例3的纤维复合材料表层结构示意图；
在图中，1、纤维复合材料制品，2、镭射信息层，3、信息保护层，4、信息纹理表层，5、颜色层。
具体实施方式
下面对本发明具有镭射效果的纤维复合材料及其表面处理工艺作以下详细说明。
实施例1
具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构（参考图1），固化成型于所述纤维复合材料制品1的外表面，包括在纤维复合材料制品1外表面由内而外依次涂装的镭射信息层2和信息保护层3；其中，所述的信息保护层3上模压有图案或文字信息，故而在镭射信息层2与信息保护层3之间构成了信息纹理表层4，所述镭射信息层2镀覆于信息纹理表层4上；所述镭射信息层2采用的是金属层；所述信息保护层3为树脂层；所述镭射信息层2可以根据需要制成满版、镂空、亚光等效果的结构；进一步的，为了增加色彩效果，还可以加设颜色层5；所述颜色层5涂装在所述纤维复合材料制品1与镭射信息层2之间。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于
所述颜色层5涂装在所述镭射信息层2与信息保护层3的信息纹理表层4之间。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于
所述颜色层5涂装在信息保护层3的上表面；在所述颜色层5的上面涂覆一层清漆保护层6对颜色加以保护。
实施例4
具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，包括以下工艺步骤：
1）、制备信息保护层
在PP或PET薄膜的一面涂覆信息保护层；所述信息保护层采用的是树脂层，其涂层厚度为0.5um；
2）、模压信息
将图案或文字信息模压在所述信息保护层上，在所述信息保护层的一面模压出信息纹理；
3）、制备镭射信息层
在真空状态下，使用真空设备将金属介质镀覆于所述信息保护层具有信息纹理的一面，使其表面形成具有镭射效果的镭射信息层；所述金属介质采用的是能够在光照下产生镭射效果的金属及其化合物；所述金属及其化合物选自于铝；
4）、转移
将载有信息保护层和镭射信息层的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上，然后在其外面缠绕或铺压一层离型膜；
5）、固化
将缠绕或粘贴有离型膜和塑料薄膜的纤维复合材料制品毛坯放入烘箱中，在70℃的温度条件下，保温15分钟，使纤维复合材料制品毛坯中的环氧树脂或酚醛树脂与塑料薄膜上的镭射信息层之间互相渗透交联，同时使塑料薄膜上的各层充分结合；之后再升温至120℃，使环氧树脂或酚醛树脂固化，保温30分钟后，出炉；
6）、脱膜
将缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上的塑料薄膜剥离，原塑料薄膜上的信息保护层和镭射信息层被完全转移到纤维复合材料制品表面。
实施例5
具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，包括以下工艺步骤：
1）、制备信息保护层
在PP或PET薄膜的一面涂覆信息保护层；所述信息保护层采用的是树脂层，其涂层厚度为3um；
2）、模压信息
将图案或文字信息模压在所述信息保护层上，在所述信息保护层的一面模压出信息纹理；
3）、制备镭射信息层
在真空状态下，使用真空设备将金属介质镀覆于所述信息保护层具有信息纹理的一面，使其表面形成具有镭射效果的镭射信息层；所述金属介质采用的是能够在光照下产生镭射效果的金属及其化合物；所述金属及其化合物选自于硫化锌；
4）、转移
将载有信息保护层和镭射信息层的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上，然后在其外面缠绕或铺压一层离型膜；
5）、固化
将缠绕或粘贴有离型膜和塑料薄膜的纤维复合材料制品毛坯放入烘箱中，在90℃的温度条件下，保温60分钟，使纤维复合材料制品毛坯中的环氧树脂或酚醛树脂与塑料薄膜上的镭射信息层之间互相渗透交联，同时使塑料薄膜上的各层充分结合；之后再升温至170℃，使环氧树脂或酚醛树脂固化，保温120分钟后，出炉；
6）、脱膜
将缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上的塑料薄膜剥离，原塑料薄膜上的信息保护层和镭射信息层被完全转移到纤维复合材料制品表面。
实施例6
具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，包括以下工艺步骤：
1）、制备信息保护层
在PP或PET薄膜的一面涂覆信息保护层；所述信息保护层采用的是树脂层，其涂层厚度为2um；
2）、模压信息
将图案或文字信息模压在所述信息保护层上，在所述信息保护层的一面模压出信息纹理；
3）、制备镭射信息层
在真空状态下，使用真空设备将金属介质镀覆于所述信息保护层具有信息纹理的一面，使其表面形成具有镭射效果的镭射信息层；所述金属介质采用的是能够在光照下产生镭射效果的金属及其化合物；所述金属及其化合物选自于铝；
4）、转移
将载有信息保护层和镭射信息层的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上，然后在其外面缠绕或铺压一层离型膜；
5）、固化
将缠绕或粘贴有离型膜和塑料薄膜的纤维复合材料制品毛坯放入烘箱中，在80℃的温度条件下，保温30分钟，使纤维复合材料制品毛坯中的环氧树脂或酚醛树脂与塑料薄膜上的镭射信息层之间互相渗透交联，同时使塑料薄膜上的各层充分结合；之后再升温至135℃，使环氧树脂或酚醛树脂固化，保温60分钟后，出炉；
6）、脱膜
将缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上的塑料薄膜剥离，原塑料薄膜上的信息保护层和镭射信息层被完全转移到纤维复合材料制品表面。
本发明的具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，制备过程中无溶剂挥发，有效减少环境污染，节能环保；在固化成型中，选择科学合理的温度范围及保温时间，能够使塑料薄膜与树脂之间有效结合在一起，固化效果好，成型后不易脱漆剥离，而且还能提高耐磨性；将金属及其化合化通过真空设备镀在信息保护层上，通过信息纹理和金属的亮度形成光的折射和衍射，从而形成具有镭射效果的镭射信息层，使制品表面在光照下绚丽多彩；脱膜之后的制品表面由信息保护层进行有效保护，充分提高了制品表面的耐磨性能，同时在制品表面清理时，耐腐蚀易清理，可以放心使用溶剂清理而不必担心褪色；本发明采用镭射信息固化成型，制品表面的色彩是利用光的折射和衍射而形成，因而永不褪色，在整个工艺过程中，避免了油漆涂装、印刷等后续工艺，既环保又能降低人工成本。

Claims (10)

1.具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，固化成型于所述纤维复合材料制品的外表面，其特征在于，包括在纤维复合材料制品外表面由内而外依次涂装的镭射信息层和信息保护层；
所述的信息保护层上模压有图案或文字信息，在镭射信息层与信息保护层之间构成了信息纹理表层，所述镭射信息层镀覆于信息纹理表层上。
2.如权利要求1所述的具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，其特征在于
所述镭射信息层采用的是金属层；所述信息保护层为树脂层，所述树脂层厚度为0.5-3um。
3.如权利要求2所述的具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，其特征在于
所述的表层结构还包括颜色层。
4.如权利要求3所述的具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，其特征在于
所述颜色层涂装在所述纤维复合材料制品与镭射信息层之间。
5.如权利要求3所述的具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，其特征在于
所述颜色层涂装在所述镭射信息层与信息保护层的信息纹理表层之间。
6.如权利要求3所述的具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，其特征在于
所述颜色层涂装在信息保护层的上表面；所述颜色层的上面涂覆一层清漆保护层。
7.具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：
1）、制备信息保护层
在塑料薄膜的一面涂覆信息保护层；
2）、模压信息
将图案或文字信息模压在所述信息保护层上，在所述信息保护层的一面模压出信息纹理；
3）、制备镭射信息层
在真空状态下，将金属介质镀覆于所述信息保护层具有信息纹理的一面，使其表面形成具有镭射效果的镭射信息层；
4）、转移
将载有信息保护层和镭射信息层的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上，然后在其外面缠绕或铺压一层离型膜；
5）、固化
将缠绕或粘贴有塑料薄膜的纤维复合材料制品毛坯放入烘箱中，在70℃-90℃的温度条件下，保温15-60分钟，使纤维复合材料制品毛坯中的环氧树脂或酚醛树脂与塑料薄膜上的镭射信息层之间互相渗透交联，同时使塑料薄膜上的各层充分结合；之后再升温至120℃-170℃，使环氧树脂或酚醛树脂固化，保温30-120分钟后，出炉；
6）、脱膜
将缠绕或粘贴在纤维复合材料制品毛坯上的塑料薄膜剥离，原塑料薄膜上的信息保护层和镭射信息层被完全转移到纤维复合材料制品表面。
8.如权利要求7所述的具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，其特征在于
步骤一中，所述信息保护层采用的是树脂层，其涂层厚度为0.5-3um。
9.如权利要求7所述的具有镭射效果的纤维复合材料的表层结构，其特征在于
步骤三中，所述金属介质采用的是能够在光照下产生镭射效果的金属及其化合物；所述金属及其化合物选自于铝、铜、硫化锌、金、银中的任意一种。
10.如权利要求7所述的具有镭射效果的纤维复合材料表面处理工艺，其特征在于
还包括加涂颜色层工序，所述加涂颜色层的工序选择在步骤1）制备信息保护层工序之前，先在塑料薄膜预涂颜色层，再涂覆信息保护层；
或者
选择在步骤2）模压信息之后、步骤3）制备镭射信息层之前；
或者
选择在步骤3）制备镭射信息层工序之后、步骤4）转移工序之前。
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