CN114921751A - 一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，属于塑胶件涂装装饰和防护技术领域。本发明公开了一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，所述的方法包括：在预处理后的基材上设置涂层，所述的涂层依次包括底漆、PVD层、面漆层；其中基材预处理中包括等离子轰击处理，PVD层形成后进行第二次等离子轰击处理，基材预处理中等离子轰击处理的时间大于第二次等离子轰击处理时间。

Description

一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法
技术领域
本发明属于塑胶件涂装装饰和防护技术领域，涉及一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法。
背景技术
电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面以形成均匀致密、结合力良好的金属层的过程，结合了物理和化学的变化。就塑胶件而言，塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感，而且能减轻制品重量，在有效改善塑料外观及装饰性的同时，也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能。
水电镀作为一种具有在产品上附着铬等金属而呈现出具有金属效果的工艺，具有良好的装饰效果，多在汽车、五金等行业应用，但该工艺产生较大的环境废弃物污染，对土壤、水质等产生不良影响。而PVD工艺作为一种具有对环境友好的技术，在通讯、玩具、装修、车灯等行业应用广泛，但应用在汽车外饰上在国内外几乎处于空白状态，目前国内外整车厂鲜有用此工艺作为汽车外饰的产品。但是目前传统的方法会给环境带来较大污染，且存在部分具有深槽产品存在背面不方便镀层、镀层不均匀、易脱落等问题。
中国专利申请文件(公开号：CN113275227A)公开了一种装饰件表面处理方法，包括在塑料基材外表面上覆盖遮光底漆层，通过激光镭雕去除部分遮光底漆层，形成透光图案区；再依次覆盖透明中漆层、PVD真空镀膜层(厚度小于0.2μm)、保护面漆层。该方法在遮光底漆层和透光图案区的外表面形成一透明中漆层的目的是为了避免装饰件的透光图案区存在凹陷的缺陷；遮光底漆层的作用是遮盖塑料基材瑕疵；需要后续的涂层来弥补基材的缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题出了一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，通过本发明的工艺方法在基材上覆盖具有良好的附着性及环境耐久性能的涂层，并且可以达到具有金属本色的装饰效果，满足汽车外饰件性能要求，还具有良好的环保性。
本发明提出了一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，所述的方法包括：在预处理后的基材上设置涂层，所述的涂层依次包括底漆、PVD层、面漆层；其中基材预处理中包括等离子轰击处理，PVD层形成后进行第二次等离子轰击处理，基材预处理中等离子轰击处理的时间大于第二次等离子轰击处理时间。
等离子轰击既可以使表面污染物转化为气相排除；也可以粗化材料表面，使表面微量材料被剥离；同时可以增加材料表面的润湿性，使材料表面形成氧原子团。并且等离子轰击后增加了中涂层或面漆层在PVD层的的附着性和流平性。
作为优选，基材预处理中等离子轰击处理的时间为5-10min，第二次等离子轰击处理时间为3-5min。
进一步优选，基材等离子轰击过程在5-7N高纯氩气的氛围中进行，轰击后材料表面温度为30-80℃。
作为优选，基材为PC、PMMA中的一种或多种，厚度为2-5mm。
作为优选，基材经过镜面抛光模具高光注塑成型。
基材所使用的8000#及以上的模具需要提前用砂纸打磨抛光，模具经砂纸处理后，使产品的表面光洁美观，且容易脱模。此外，模具上不使用脱模剂等有机溶剂，保证基材表面的洁净度。
作为优选，预处理过程包括：烘烤、擦拭、除尘、等离子轰击。
基材的预处理需要在洁净度为1000级及以上的无尘室进行操作。
进一步优选，注塑成型后获得的基材在100-140℃下烘烤4-8h。
进一步优选，对基材表面进行99％以上浓度的异丙醇擦拭处理，并用洁净空气的除尘枪进行除尘，再用异丙醇进行擦拭处理，用空气静电除尘枪进行除尘，除尘枪距离基材表面10cm左右。
作为优选，基材在等离子轰击完后等待20-50min再进行底漆喷涂。
作为优选，底漆为聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，紫外线固化功率80-200mJ/cm2，紫外线固化能量800-2000mJ/cm2。
作为优选，PVD层靶材为金属铟、铜、锌、镍中的一种或多种，厚度为15-60nm。
增加PVD层可使产品呈现金属效果，且当PVD层厚度为15-60nm时，制得的材料的透光率可达95％。
进一步优选，PVD层镀膜的方式包括蒸发、溅射中的一种或多种。
作为优选，在PVD层与面漆层之间还包括中涂层，中涂层的厚度为5-14μm。
进一步优选，中涂层为聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料、聚氨酯热固化涂料中的一种或多种。
进一步优选，中涂层为聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料时，厚度为8-14μm，不需彻底干燥，紫外线固化功率80-200mJ/cm2，紫外线固化能量800-1500mJ/cm2。
作为优选，中涂层为聚氨酯热固化涂料，厚度5-12μm，需彻底干燥。
进一步优选，在有中涂层时，面漆层为聚氨酯树脂涂料，干膜厚度15-40μm。
进一步优选，在无中涂层时，面漆层为聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料；干燥后膜厚度为15-35μm；紫外线固化功率80-400mJ/cm2，紫外线固化能量2000-4000mJ/cm2。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明在基材表面及PVD层形成后均进行等离子轰击处理，增加材料表面的润湿性。
2、本发明通过第二次等离子轰击处理可增加后续涂层在PVD层上的附着性和流平性。
3、本发明在PVD层和基材层之间增加一层底漆连接基材和PVD层，具有良好的附着性；在PVD层之上增加的面漆，具有保护PVD层和环境耐久的性质；制得的产品可以满足汽车外饰装饰的效果和使用条件。
4、本发明的基材通过镜面抛光模具高光注塑获得，基材的表面平滑、无气泡，有利于后续涂层的覆盖。
5、本发明工艺简单环保，操作可控，易产业化、规模化生产。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
下列所述的原料均为市售的商品。
在下述制得的产品有涂层一侧进行性能测试，其中划格附着力：在产品表面使用划格器以20-50m/s的切割速度垂直交叉割划形成格阵，用软毛刷刷格阵对角线，用胶带粘格阵，观察切口脱落情况。
实施例1
将基材通过8000#以上的砂纸抛光打磨过的镜面抛光模具高光注塑成型，获得厚3mm的PC板，基材取出后在120℃下烘烤6h。待基材冷却后，用浓度为99％的异丙醇擦拭处理，并用除尘枪在距基材10cm处进行除尘，重复上述处理步骤两次。将基材置于高纯氩气中，等离子轰击6min，轰击后材料表面温度为70℃。轰击结束后静置30min，接着将聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料底漆喷涂在基材上，设置紫外线固化功率120mJ/cm2，紫外线固化能量1000mJ/cm2，干燥后膜厚为15μm。然后将纯度为99.999％的铟金属通过溅射的方式镀膜，PVD镀层厚度20nm。将覆盖有PVD层的基材再次置于高纯氩气中，等离子轰击3min，轰击后材料表面温度为50℃，静置20min后喷涂聚氨酯热固化涂料，加热固化，彻底干燥后中涂层膜厚为10μm。最后在表面涂覆聚氨酯树脂涂料，面漆层膜厚为20μm。将制得的具有金属效果的产品进行性能测试，结果表明涂层具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性。
实施例2
与实施例1相比，区别在于在PVD镀层上直接喷涂聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，紫外线固化功率200mJ/cm2，紫外线固化能量3000mJ/cm2，彻底干燥后面漆层膜厚为18μm。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性。
实施例3
与实施例1相比，区别在于中涂层为聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，紫外线固化功率100mJ/cm2，紫外线固化能量1200mJ/cm2，中涂层膜厚为14μm。然后覆盖聚氨酯树脂涂料作为面漆层。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性。
实施例4
与实施例1相比，区别在于基材为PMMA，厚度为4mm。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性。
实施例5
与实施例1相比，区别在于基材的等离子轰击时间为10min；PVD层的等离子轰击时间为3min。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性。
实施例6
与实施例1相比，区别在于基材的等离子轰击时间为5min；PVD层的等离子轰击时间为4min。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性。
实施例7
与实施例1相比，区别在于基材的等离子轰击时间为10min；PVD层的等离子轰击时间为4min。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性。
实施例8
与实施例1相比，区别在于没有中涂层，面漆层为聚氨酯树脂涂料。性能测试结果表明涂层的附着力一般，耐腐蚀性、抗冲击性较好。
对比例1
与实施例1相比，区别在于基材和PVD层表面不经过等离子体轰击。性能测试结果表明涂层的耐腐蚀性较好，抗冲击性、附着力较差。
对比例2
与实施例1相比，区别在于PVD层表面不经过等离子体轰击。性能测试结果表明涂层的耐腐蚀性较好，抗冲击性一般，附着力较差。
对比例3
与实施例1相比，区别在于中涂层为聚氨酯热固化涂料，面漆层为普通透明面漆层。性能测试结果表明涂层的耐腐蚀性、附着力、抗冲击性一般。
对比例4
与实施例1相比，区别在于没有PVD层和第二次等离子体轰击。产品表面无金属光泽，且性能测试结果表明涂层的耐腐蚀性较好，附着力、抗冲击性一般。
对比例5
与实施例1相比，区别在于基材的等离子轰击时间为6min；PVD层的等离子轰击时间为6min。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层的耐腐蚀性较好，附着力、抗冲击性一般。
对比例6
与实施例1相比，区别在于基材的等离子轰击时间为3min；PVD层的等离子轰击时间为3min。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层的耐腐蚀性较好，附着力、抗冲击性一般。
对比例7
与实施例1相比，区别在于基材的等离子轰击时间为3min；PVD层的等离子轰击时间为10min。将制得的具有金属效果产品进行性能测试，结果表明涂层的耐腐蚀性较好，附着力、抗冲击性较差。
综上所述，本发明制得的具有金属效果的涂层产品具有良好的附着力、耐腐蚀性、抗冲击性；并且工艺可控、环保，有利于产业化、规模化生产。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述的方法包括：在预处理后的基材上设置涂层，所述的涂层依次包括底漆、PVD层、面漆层；其中基材预处理中包括等离子轰击处理，PVD层形成后进行第二次等离子轰击处理，基材预处理中等离子轰击处理的时间大于第二次等离子轰击处理时间。
2.根据权利要求1所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，基材预处理中等离子轰击处理的时间为5-10min，第二次等离子轰击处理时间为3-5min。
3.根据权利要求1或2所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述的等离子轰击处理在5-7N高纯氩气的氛围中进行，轰击后材料表面温度为30-80℃。
4.根据权利要求1所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述的基材为PC、PMMA中的一种或多种，厚度为2-5mm。
5.根据权利要求1所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述的底漆为聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料，紫外线固化功率80-200mJ/cm2，紫外线固化能量800-2000mJ/cm2。
6.根据权利要求1所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述的PVD层靶材为金属铟、铜、锌、镍中的一种或多种，厚度为15-60nm。
7.根据权利要求1或6所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述的PVD层镀膜的方式包括蒸发、溅射中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，在PVD层与面漆层之间还包括中涂层。
9.根据权利要求1所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述的中涂层为聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料、聚氨酯热固化涂料中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的汽车外饰件金属效果的表面涂层方法，其特征在于，所述面漆层为聚氨酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化涂料中的一种或多种。
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