CN110699634A - 一种塑件表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑件加工领域，尤其涉及一种塑件表面处理方法。其具体包括：以塑件为基材，在基材表面涂覆光固化涂料，并照射固化形成基底膜；利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层；将基材浸渍于硅前驱体液中，电沉积生长硅阵列；将基材置于修饰液中静置，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。本发明整体制备过程基本无污染，不排放有毒气体、有毒废液等，且电沉积过程不引入金属离子，更加清洁环保；制备难度低，对设备无特殊需求，利于实现并方便实现产业化生产；通过对表面镀层进行修饰处理，能够实现对塑件表面的功能化处理，使得塑件具备良好的疏水性。

Description

一种塑件表面处理方法

技术领域

本发明涉及塑件加工领域，尤其涉及一种塑件表面处理方法。

背景技术

塑件在汽车中大量被使用，如汽车门把手、空调通风口罩盖等处，通常为增强塑件的耐用性以及美观性，会对塑件进行表面处理。

最常见的表面处理方式为电镀，专业电镀工艺在各工序使用强酸、强碱、重金属电镀液、铬酸酐等，产生大量废水、废气、槽液、废渣等污染物，含镀镍、铬、铜等重金属。重金属造成严重的水质污染，并且无法分解，造成永久性污染。 大量环境污染严重影响人类的生活与健康。

为实现可持续发展，应加强重金属污染防治，遏制高耗能、高污染、低效率生产。2015年11月我国已提出新电镀法规，严格要求电镀产业的生产地点及重金属排放量。而这一规定对大部分企业的电镀成本及金属镀塑件的收益产生了极大的影响，因此大部分企业对表面处理方法进行改进。同时最新欧盟REACH法规中提到欧盟各国将于2024年9月24日全面停止使用电镀技术，为适应国内外市场趋势，提出新技术取代电镀技术已迫在眉睫。

目前最常见的、可直接替代电镀的工艺包括磁控溅射镀，磁控溅射镀相较于电镀而言更加环保，无重金属水污染，无废气、废渣等污染物，同时制备工序简单、高效，符合环保的要求。

但是简单的磁控溅射镀也存在着一定的缺陷，如磁控溅射镀只能简单地制备金属镀层，虽然所制得的镀层品质优良，但其难以形成复杂的微观结构，仅能形成平整的层结构，无法实现表面镀层的功能化。并且若要通过磁控溅射镀进行微观结构的制备，则其设备成本则非常高，因此其还存在进一步改进的空间。

中国专利局于2015年7月22日公开了塑料表面选择性金属化的方法的发明专利授权，授权公开号为CN102978593B，其通过混合制备一种塑料组合物，并施加照射能量线的方式实现表面处理的目的，但其工艺较为繁琐、复杂，并且对设备需求较高，且表面处理后其并未产生新的功能性。

发明内容

为解决现有塑件表面处理方法中电镀存在污染大，而磁控溅射则存在无法实现表面处理功能化、仅能制备相应金属的简单镀层等问题，本发明提供了一种塑件表面处理方法。其目的在于：一、能够低污染甚至无污染地实现塑件的表面处理；二、降低表面处理的难度和表面处理成本；三、能够对塑件表面进行功能化处理，使得塑件具备良好的疏水性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种塑件表面处理方法，

所述方法包括以下步骤：

1）以塑件为基材，在基材表面涂覆光固化涂料，并照射固化形成基底膜；

2）利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，电沉积生长硅阵列；

4）将基材置于修饰液中静置，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

本发明首先制备一个用于磁控溅射镀的中间层，即利用光固化涂料照射固化形成的基底膜，避免磁控溅射镀过程破坏本身塑件的结构，塑件包括但不仅限于常规的PP塑件、PE塑件、PVC塑件等。在本发明技术方案中磁控溅射镀的目的仅在于形成能够促进后续硅阵列生长的铝晶籽层（Al晶籽层），铝晶籽层形成形核点，避免后续硅沉积生长时形成致密的硅层，而在形成铝晶籽层后产生了形核点，使得硅优先聚集在形核点上进行生长，才能够形成硅阵列，若磁控溅射镀过程控制不当形成均匀的铝金属层，则也同样无法实现硅阵列的制备。硅阵列制备完成后，通过修饰液中的成分对硅阵列进行修饰，实现硅阵列的功能化。

硅阵列的功能化主要在于其阵列的形成以及后续的阵列修饰，使其产生独特的功能性，而不仅限于塑胶表面处理只能提高美观性以及简单力学性能，使其具有更加多样化的性能能够满足更多复杂条件使用。

作为优选，

步骤1）所用光固化涂料为水性UV漆；

步骤1所述照射固化采用紫外灯管照射固化。

上述水性UV漆为常规市售水性UV漆，相较于粉料涂料，水性UV漆更容易形成厚度均匀、无缺陷的基底膜，且加工制备更加方便。照射固化方式为常规的紫外照射固化，采用紫外灯管照射固化具有成本低、易根据实际生产需求进行调整等优点。

作为优选，

步骤2）所述磁控溅射镀在高真空环境中进行；

步骤2）所述磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-5～10^-3hPa，溅射功率50～150W，生长速率为0.7～1.5Å/s，溅射时长为80～130s；

步骤2）所述磁控溅射镀结束后在高真空环境中自然冷却至≤30℃。

由于铝的活泼性较强，因此需要在高真空环境中进行磁控溅射镀。通常需要控制真空度至少达到10^-3hPa，在达到该程度真空度的条件下能够有效避免铝的氧化。其他磁控溅射镀参数控制在上述范围内，有利于对铝晶籽层形成和生长进行控制，使得铝晶籽层上的形核点分布更加均匀、有序，有利于后续硅阵列的生长制备。

作为优选，

步骤3）所述硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：（50～100）：（15～25）的比例混合后加酸调节至酸性配制而成。

硅前驱体液可视作一种硅沉积液，其能够在基材上沉积形成二氧化硅。但是，常规形成的沉积层是致密的，无法形成阵列结构，但是本申请技术方案中首先制备铝晶籽层、形成均匀分散的形核点，使得二氧化硅产生在形核点的优先沉积，再逐步生长形成阵列结构。

作为优选，

步骤3）基材浸渍于硅前驱体液的具体操作为：水浴加热硅前驱体液至40～50℃后以2.0～3.5mA·cm^-2的电流密度沉积80～120s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，对电极设置在对准Al晶籽层。

水浴加热能够促进电沉积硅阵列的形成。但本步骤的关键点在于铝晶籽层朝下设置，对电极设置在基材下方且对准铝晶籽层，朝下设置后由于铝晶籽层中形核点的存在，会使得所形成的二氧化硅以铝晶籽层中的晶籽颗粒为形核点开始生长，而朝下设置后能够确保硅阵列形成具有较好的指向性的纳米棒阵列，而不会形成致密的电沉积层。这是由于由于铝晶籽层朝下设置后电沉积过程中带电粒子难以到达二氧化硅纳米棒阵列的底部，使得其空隙不会被沉积堵塞。另一方面，本发明技术方案虽也利用了电沉积工艺，但是本发明电沉积工艺更加清洁环保，其无重金属污染物的存在，更方便回收，通过简单萃取即可实现回收和分离。

此外，本身二氧化硅纳米棒阵列即具备一定的疏水性，这是由于其纳米棒之间存在大量均匀分布的空隙，增大了表面气液接触的面积分数，导致水分子难以附着。。

作为优选，

步骤4）所述修饰液为全氟辛基三氯甲硅烷的烷烃溶液。

全氟辛基三氯甲硅烷能够对二氧化硅纳米棒阵列端部进行良好的修饰，使其产生非常优异的疏水性能，实现表面处理的功能化。在全氟辛基三氯甲硅烷的作用下，由于二氧化硅是一种有序生长的纳米棒结构，其能够与全氟辛基三氯甲硅烷产生交联作用，进而实现对二氧化硅纳米棒阵列的修饰，形成自组装效果，在纳米棒阵列表面形成一层疏水薄膜。而二氧化硅纳米棒阵列和铝晶籽层的存在，又能够改善塑件的力学性能，产生抗氧化性能并具备一定的耐火性能，对内部塑件基材部分产生良好的保护效果。

作为优选，

所述烷烃为正己烷或正庚烷中的至少一种；

所述全氟辛基三氯甲硅烷浓度为0.12～0.25mol/L。

上述正已烷和正庚烷具有易挥发去除的优点，在修饰完成后容易去除。全氟辛基三氯甲硅烷浓度过高容易导致堵塞到二氧化硅纳米棒阵列中，导致纳米棒阵列结构被破坏或变形，而浓度过低则产生的修饰效果差，使得疏水性能下降。

作为优选，

步骤4）将基材置于修饰液中静置，对硅阵列进行修饰时：水浴加热修饰液至45～60℃，静置时长为3～4h。

水浴加热能够加快修饰过程中交联反应的反应速度。

本发明的有益效果是：

1）整体制备过程基本无污染，不排放有毒气体、有毒废液等，且电沉积过程不引入金属离子，更加清洁环保；

2）制备难度低，对设备无特殊需求，利于实现并方便实现产业化生产；

3）通过对表面镀层进行修饰处理，能够实现对塑件表面的功能化处理，使得塑件具备良好的疏水性。

说明书附图

图1为本发明实施例所制得二氧化硅阵列的SEM图；

图2为本发明实施例所制得二氧化硅阵列的SEM图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。

实施例1

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-3hPa，溅射功率50W，生长速率为0.7Å/s，溅射时长为80s；磁控溅射结束后在高真空环境中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：50：15的比例混合后加氯化氢调节至pH值为4配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至40℃后以2.0mA·cm^-2的电流密度沉积80s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层；

4）将基材置于0.12mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正己烷溶液中，加热至45℃静置3h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为147±0.5°、滚动角为7～8°，且滴水滴时水滴容易跳跃下来，不易粘附，具有良好的疏水性；

此外，分别依照GB1040-79\GB1041-79\GB1042-79对表面处理后的塑件进行拉伸性能、压缩性能和弯曲性能测试，最后根据GB1035-70对材料进行耐热性检测，检测结果均显示经表面处理后的塑件各项力学性能和耐热性均符合国标标准。

实施例2

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-5hPa，溅射功率150W，生长速率为1.5Å/s，溅射时长为80s；磁控溅射结束后在高真空环境中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：100：25的比例混合后加氯化氢调节至pH值为6配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至50℃后以3.5mA·cm^-2的电流密度沉积120s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层；

4）将基材置于0.25mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正庚烷溶液中，加热至60℃静置4h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为151±0.5°、滚动角为6～7°，且滴水滴时水滴容易跳跃下来，不易粘附，具有良好的疏水性；

此外，分别依照GB1040-79\GB1041-79\GB1042-79对表面处理后的塑件进行拉伸性能、压缩性能和弯曲性能测试，最后根据GB1035-70对材料进行耐热性检测，检测结果均显示经表面处理后的塑件各项力学性能和耐热性均符合国标标准。

实施例3

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-4hPa，溅射功率100W，生长速率为1.2Å/s，溅射时长为90s；磁控溅射结束后在高真空环境中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：50：20的比例混合后加氯化氢调节至pH值为4.5配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至50℃后以2.5mA·cm^-2的电流密度沉积90s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层；

4）将基材置于0.20mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正己烷溶液中，加热至60℃静置3h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为153±0.5°、滚动角为6～7°，且滴水滴时水滴容易跳跃下来，不易粘附，具有良好的疏水性；

此外，分别依照GB1040-79\GB1041-79\GB1042-79对表面处理后的塑件进行拉伸性能、压缩性能和弯曲性能测试，最后根据GB1035-70对材料进行耐热性检测，检测结果均显示经表面处理后的塑件各项力学性能和耐热性均符合国标标准。

实施例4

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-3hPa，溅射功率150W，生长速率为1.5Å/s，溅射时长为130s；磁控溅射结束后在高真空环境中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：50：20的比例混合后加氯化氢调节至pH值为5配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至45℃后以2.5mA·cm^-2的电流密度沉积90s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层；

4）将基材置于0.15mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正己烷溶液中，加热至55℃静置3h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为152±0.5°、滚动角为6～7°，且滴水滴时水滴容易跳跃下来，不易粘附，具有良好的疏水性；

此外，分别依照GB1040-79\GB1041-79\GB1042-79对表面处理后的塑件进行拉伸性能、压缩性能和弯曲性能测试，最后根据GB1035-70对材料进行耐热性检测，检测结果均显示经表面处理后的塑件各项力学性能和耐热性均符合国标标准。

实施例5

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-3hPa，溅射功率90W，生长速率为1.0Å/s，溅射时长为100s；磁控溅射结束后在高真空环境中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：100：20的比例混合后加氯化氢调节至pH值为5配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至55℃后以2.5mA·cm^-2的电流密度沉积100s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层；

4）将基材置于0.20mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正己烷溶液中，加热至55℃静置3h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为151±0.5°、滚动角为6～7°，且滴水滴时水滴容易跳跃下来，不易粘附，具有良好的疏水性；

此外，分别依照GB1040-79\GB1041-79\GB1042-79对表面处理后的塑件进行拉伸性能、压缩性能和弯曲性能测试，最后根据GB1035-70对材料进行耐热性检测，检测结果均显示经表面处理后的塑件各项力学性能和耐热性均符合国标标准。

实施例6

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-4hPa，溅射功率100W，生长速率为1.2Å/s，溅射时长为90s；磁控溅射结束后在高真空环境中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：50：20的比例混合后加氯化氢调节至pH值为4.5配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至50℃后以2.5mA·cm^-2的电流密度沉积90s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层，电沉积结束后即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为122±0.5°、滚动角为11～12°，具有较好的疏水性；

此外，分别依照GB1040-79\GB1041-79\GB1042-79对表面处理后的塑件进行拉伸性能、压缩性能和弯曲性能测试，最后根据GB1035-70对材料进行耐热性检测，检测结果均显示经表面处理后的塑件各项力学性能和耐热性均符合国标标准。

对实施例所得基材表面进行SEM表征，表征结果如图1和图2所示。从图1和图2中可明显看出，所生长的二氧化硅纳米棒阵列具有非常明显的取向性，因而产生了优异的疏水性能。

对比例1

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：50：15的比例混合后加氯化氢调节至pH值为4配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至40℃后以2.0mA·cm^-2的电流密度沉积80s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层；

3）将基材置于0.12mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正己烷溶液中，加热至45℃静置3h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为82～87°、滚动角为31～36°，其疏水性能显著下降。

对比例2

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-3hPa，溅射功率30W，生长速率为0.4Å/s，溅射时长为300s；磁控溅射结束后在高真空环境中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：50：15的比例混合后加氯化氢调节至pH值为4配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至40℃后以2.0mA·cm^-2的电流密度沉积80s，且将基材形成Al层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al层；

4）将基材置于0.12mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正己烷溶液中，加热至45℃静置3h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为84～89°、滚动角为30～35°，其疏水性能显著下降。

对比例3

一种塑件表面处理方法，所述方法包括以下步骤：

1）以10×10cm、厚度为6mm的板状PP塑件为基材，在基材表面旋涂光固化涂料（选用市购嘉立德水性UV清底），涂覆厚度为0.2mm，并利用紫外灯管照射15min固化形成基底膜；

2）以99.9%纯度的铝箔为靶材利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层，磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-3hPa，溅射功率50W，生长速率为0.7Å/s，溅射时长为80s；磁控溅射结束后泄压在空气气氛中自然冷却至25℃取出基材；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：50：15的比例混合后加氯化氢调节至pH值为4配制而成，随后电沉积生长硅阵列，具体操作为：水浴加热硅前驱体液至40℃后以2.0mA·cm^-2的电流密度沉积80s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，以石墨作为对电极并对准Al晶籽层；

4）将基材置于0.12mol/L的全氟辛基三氯甲硅烷的正己烷溶液中，加热至45℃静置3h，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

置于空气气氛中在50℃条件下干燥2h后对本实施例经过表面处理后的塑件进行性能检测：

经检测5μL的水滴低在塑件表面后，接触角为91～96°、滚动角为28～33°，其疏水性能显著下降。

从上述实施例和对比例可明显看出，本发明技术方案表面处理能够大幅度提高塑件表面的疏水性能，实现塑件表面处理的功能化。

Claims (8)

1.一种塑件表面处理方法，其特征在于，

所述方法包括以下步骤：

1）以塑件为基材，在基材表面涂覆光固化涂料，并照射固化形成基底膜；

2）利用磁控溅射镀的方式在基材的基底膜上制备形成Al晶籽层；

3）将基材浸渍于硅前驱体液中，电沉积生长硅阵列；

4）将基材置于修饰液中静置，对硅阵列进行修饰，即完成对塑件的表面处理。

2.根据权利要求1所述的一种塑件表面处理方法，其特征在于，

步骤1）所用光固化涂料为水性UV漆；

步骤1所述照射固化采用紫外灯管照射固化。

3.根据权利要求1所述的一种塑件表面处理方法，其特征在于，

步骤2）所述磁控溅射镀在高真空环境中进行；

步骤2）所述磁控溅射镀的参数为：真空度为10^-5～10^-3hPa，溅射功率50～150W，生长速率为0.7～1.5Å/s，溅射时长为80～130s；

步骤2）所述磁控溅射镀结束后在高真空环境中自然冷却至≤30℃。

4.根据权利要求1所述的一种塑件表面处理方法，其特征在于，

步骤3）所述硅前驱体液由无水乙醇、水和硅酸烷基酯以体积比50：（50～100）：（15～25）的比例混合后加酸调节至酸性配制而成。

5.根据权利要求1或4所述的一种塑件表面处理方法，其特征在于，

步骤3）基材浸渍于硅前驱体液的具体操作为：水浴加热硅前驱体液至40～50℃后以2.0～3.5mA·cm^-2的电流密度沉积80～120s，且将基材形成Al晶籽层的朝下悬置固定浸渍与硅前驱体液中，对电极设置在对准Al晶籽层。

6.根据权利要求1所述的一种塑件表面处理方法，其特征在于，

步骤4）所述修饰液为全氟辛基三氯甲硅烷的烷烃溶液。

7.根据权利要求6所述的一种塑件表面处理方法，其特征在于，

所述烷烃为正己烷或正庚烷中的至少一种；

所述全氟辛基三氯甲硅烷浓度为0.12～0.25mol/L。

8.根据权利要求1或6或7所述的一种塑件表面处理方法，其特征在于，

步骤4）将基材置于修饰液中静置，对硅阵列进行修饰时：水浴加热修饰液至45～60℃，静置时长为3～4h。

Images