CN115041378A - 一种塑胶件表面真空镀膜工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于塑胶表面处理技术领域，主要公开了一种塑胶件表面真空镀膜工艺，包括以下步骤：S1表面清洁：提供塑胶件基体，对所述塑胶件基体进行表面清洁处理；S2Primer底漆喷涂：对所述塑胶件基体上形成Primer层；S3底漆喷涂：在所述Primer层上形成底漆层；S4真空镀膜：在所述底漆层上形成真空镀膜层；S5中漆喷涂：在所述真空镀膜层上形成中漆层；S6镭雕处理：在所述中漆层上需要显示图案的区域进行激光雕刻；S7处理剂喷涂：在所述中漆层上形成处理剂层；S8面漆喷涂：在所述处理剂层上形成面漆层。本发明工艺能够在塑胶表面形成具有颜色均匀、光泽感好、金属质感佳的涂层，具有产品良率高、污染小、环保、耗能低等诸多优点。

Description

一种塑胶件表面真空镀膜工艺
技术领域
本发明涉及塑胶表面处理技术领域，特别是涉及一种塑胶件表面真空镀膜工艺。
背景技术
真空镀膜是把金属或者化合物沉积在工件表面并形成镀层的一种技术，可使塑料表面具有强度高、耐磨损、耐高温、耐腐蚀和彩色装饰等优越性能，从而起到提升产品品质、延长产品寿命的作用。真空镀膜技术与传统的电镀、热浸镀技术相比较，主要有以下优点：1)不影响被镀材料的质量。真空镀膜技术并不需要过高的温度，因此不会发生被镀材料在几何尺寸上发生变形或降低材质性能等现象；2)可以较大范围内自由选择蒸发原材料，更容易对镀膜材料在组成和构造上进行控制；3)镀膜过程中不会产生有害气体、液体，对环境友好。但是目前来说，真空镀膜工艺的工序较多，容易产生膜厚不稳定、颜色不均匀、不良率高的缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明目的是提供一种塑胶件表面真空镀膜工艺，该工艺能够显著提高塑胶件真空镀膜的产品良率。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种塑胶件表面真空镀膜工艺，包括以下步骤：
S1表面清洁：提供塑胶件基体，对所述塑胶件基体进行表面清洁处理；
S2 Primer底漆喷涂：对所述塑胶件基体上形成Primer层；
S3底漆喷涂：在所述Primer层上形成底漆层；
S4真空镀膜：在所述底漆层上形成真空镀膜层；
S5中漆喷涂：在所述真空镀膜层上形成中漆层；
S6镭雕处理：在所述中漆层上需要显示图案的区域进行激光雕刻；
S7处理剂喷涂：在所述中漆层上形成处理剂层；
S8面漆喷涂：在所述处理剂层上形成面漆层。
进一步的，S2步骤中，所述Primer底漆喷涂的喷涂膜厚为8±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为75±5℃，烘烤时间为8±1min。
进一步的，S3步骤中，所述底漆喷涂的喷涂膜厚为28±2μm、喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为800±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
进一步的，S4步骤中，所述靶材采用金属铟丝，真空度值为0.08±0.01pa。
进一步的，所述真空镀膜工序中预热段的电压为2.0±0.1V、时间为15±2s；预融段的电压为2.1±0.1V，时间为13±2s；蒸发段的电压为2.2±0.1V，时间为65±2s。
进一步的，S5步骤中，所述中漆喷涂的喷涂膜厚为6±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为400±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
进一步的，S7步骤中，所述处理剂喷涂的喷涂膜厚为3±1μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为50±5℃，烘烤时间为8±1min。
进一步的，S8步骤中，所述面漆喷涂的喷涂膜厚为28±2μmμm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为900±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
进一步的，所述Primer底漆喷涂、底漆喷涂、中漆喷涂、处理剂喷涂、面漆喷涂均采用若干喷枪同时进行喷涂，若干所述喷枪采用上中下三层结构设置，其中上层设置有4把所述喷枪，中层设置有4把所述喷枪，下层设置有2把所述喷枪，每一所述喷枪的喷枪气压为4.5±0.5KG，喷枪口径为1.0～1.3mm，喷房温度为25±5℃，喷房湿度为40-75％RH。
进一步的，所述Primer底漆、底漆、中漆、处理剂、面漆在喷涂前经过500目双层滤布过滤。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的塑胶件表面真空镀膜工艺，本发明通过控制真空度工艺过程参数，能够在塑胶表面形成具有颜色均匀、光泽感好、金属质感佳的涂层，经过性能测试，提高塑胶件表面涂层的产品良率，同时本申请的工艺主要采用真空镀膜和UV固化的方法在塑胶件表面形成涂层，具有污染小，环保，耗能低等诸多优点。
附图说明
图1为本发明塑胶件表面真空镀膜工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图用具体实施方式和实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。如无特别说明，本发明中所有原料和试剂均为市购常规的原料、试剂。实施例中各组分的用量以质量体积份计，g、mL。
请参阅图1，本发明主要提供一种产品良率高、环保的塑胶件表面真空镀膜工艺，该工艺主要用于手机壳表面镀膜，具体包括以下步骤：
S1表面清洁：提供塑胶件基体，对所述塑胶件基体进行表面清洁处理；
S2 Primer底漆喷涂：对所述塑胶件基体上形成Primer层；
S3底漆喷涂：在所述Primer层上形成底漆层；
S4真空镀膜：在所述底漆层上形成真空镀膜层；
S5中漆喷涂：在所述真空镀膜层上形成中漆层；
S6镭雕处理：在所述中漆层上需要显示图案的区域进行激光雕刻；
S7处理剂喷涂：在所述中漆层上形成处理剂层；
S8面漆喷涂：在所述处理剂层上形成面漆层。
进一步的，S1步骤中，所述表面清洁处理为对所述塑胶件基体进行水洗、乙醇清洗、烘干、擦拭布除尘及静电除尘枪除尘。需要说明的是，所述表面清洁处理主要对塑胶件基体表面上存在的油污，灰尘等进行去除，如此提高最终的产品良率。
进一步的，S2步骤中，所述Primer底漆喷涂的喷涂膜厚为8±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为75±5℃，烘烤时间为8±1min。
所述Primer底漆由羟丙基炔丙基醚、稀释剂、助剂组成，优选比例为100：20：2，所述Primer底漆的粘度控制在8.5±0.5Pa·s，且所述Primer底漆经过500目双层滤布过滤，能够使Primer底漆更加细腻，可以提高Primer底漆的附着力。
需要说明的是，Primer底漆喷涂主要用于对塑胶件基体表面进行整平并提高涂层的附着力，有利于后序工艺的进行。所述稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮等常用的稀释剂，主要用于调节Primer底漆的粘度及流平效果；所述助剂可采用丁炔二醇丙氧基化物、丙烷磺酸吡啶盐等，主要用于与羟丙基炔丙基醚协同作用，提高整平效果。
进一步的，S3步骤中，所述底漆喷涂的喷涂膜厚为28±2μm、喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为800±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
需要说明的是，所述底漆的喷涂膜厚不能低于25μm，发明人在生产中发现，当所述底漆的厚度太低时，直接影响最终成品涂层的光泽度和平整度。
所述底漆为UV底漆，所述底漆粘度控制在9.2±0.5Pa·s，且所述底漆经过500目双层滤布过滤用于提高所述UV底漆的均匀度和附着力。具体的，所述UV底漆由UV树脂、活性稀释剂、光引发剂、助剂以质量份100：(12～15)：(1～5)：(1～3)的比例组成；所述UV树脂为聚氨酯丙烯酸酯；所述活性稀释剂为由丙烯酸异冰片酯与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以4：1的质量比复配得到；所述光引发剂为光引发剂184；所述助剂为硅烷偶联剂改性的介孔二氧化硅。
进一步的，S4步骤中，所述真空镀膜采用真空蒸发镀膜设备进行，其中靶材采用金属铟丝，真空度值为0.08±0.01pa。
所述金属铟丝的直径为1±0.1mm，采用金属铟丝的根数为30±2根，所述靶材的用量为2.0±0.1cm；所述真空镀膜工序中预热段的电压为2.0±0.1V、时间为15±2s；预融段的电压为2.1±0.1V，时间为13±2s；蒸发段的电压为2.2±0.1V，时间为65±2s，采用电弧放电技术，通过分段电压控制靶材的溶解蒸发，以使真空镀膜层的均匀度和光泽度提高。
需要说明的是，通过控制不同阶段电压及时间，在底漆层上形成带有金属光泽的不导电金属层，该金属层的厚度为0.1～0.2μm。
S5步骤中，所述中漆喷涂的喷涂膜厚为6±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为400±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
所述中漆为有色UV中漆，所述中漆粘度控制在8.3±0.5Pa·s，且所述中漆经过500目双层滤布过滤用于提高所述中漆的均匀度和附着力。
所述中漆主要由UV树脂、色浆、活性稀释剂、光引发剂、助剂以质量份100：(0.4～0.8)：(10～15)：(2～5)：(1～5)的比例组成，其中所述UV树脂为聚氨酯丙烯酸酯，所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述光引发剂为光引发剂184、光引发剂907等中的至少一种；所述助剂包括醋酸丁酸纤维素，其中醋酸丁酸纤维素可以改善色浆的分散状态，提供恰当的流变性能。
S6步骤中，所述镭雕处理后对塑胶件进行清洗，烘干。
S7步骤中，所述处理剂喷涂的喷涂膜厚为3±1μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为50±5℃，烘烤时间为8±1min。所述处理剂经过500目双层滤布过滤。
需要说明的是，所述处理剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，该步骤主要针对。
S8步骤中，所述面漆喷涂的喷涂膜厚为28±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为900±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
所述面漆的粘度控制在9.0±0.5Pa·s，所述面漆主要由UV树脂、活性稀释剂、光引发剂、助剂以质量份100：(8～12)：(2～3)：(1～3)的比例组成，其中所述UV树脂由聚氨酯丙烯酸酯与MQ树脂经过5：(0.8～1)混合得到，聚氨酯丙烯酸酯具有良好的柔韧性和耐磨性能，经过MQ树脂改性补强后能够增强涂层的硬度，聚氨酯丙烯酸酯与MQ树脂协同作用能够使涂层具有良好的机械强度；所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述光引发剂为光引发剂184、光引发剂907等中的至少一种；所述助剂采用硅烷偶联剂改性的介孔二氧化硅。进一步的，所述面漆经过500目双层滤布过滤用于提高所述面漆的均匀度和附着力。
其中，所述Primer底漆喷涂、底漆喷涂、中漆喷涂、处理剂喷涂、面漆喷涂均采用若干喷枪同时进行喷涂，若干所述喷枪采用上中下三层结构设置，其中上层设置有4把所述喷枪，中层设置有4把所述喷枪，下层设置有2把所述喷枪，每一所述喷枪的喷枪气压为4.5±0.5KG，喷枪口径为1.0～1.3mm，喷房温度为25±5℃，喷房湿度为40-75％RH。需要说明的是，喷枪的工作参数直接影响涂料的喷涂的均匀度，本申请经过对喷枪的参数调节，能够提高涂料的喷涂均匀性。
实施例1
S1表面清洁：提供100个塑胶件基体，对所述塑胶件基体进行水洗、乙醇清洗、烘干、擦拭布除尘及静电除尘枪除尘；
S2 Primer底漆喷涂：将所述Primer底漆经过500目双层滤布过滤后进行喷涂，喷涂膜厚为8±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为75±5℃，烘烤时间为8±1min，所述Primer底漆由100质量份羟丙基炔丙基醚、20质量份乙酸乙酯、2质量份丁炔二醇丙氧基化物组成；
S3底漆喷涂：将所述底漆经过500目双层滤布过滤后进行喷涂，喷涂膜厚为28±2μm、喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为800±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min，所述底漆由100质量份聚氨酯丙烯酸酯、12质量份丙烯酸异冰片酯、3质量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3质量份光引发剂184；2质量份KH550/介孔二氧化硅组成；
S4真空镀膜：靶材采用金属铟丝，所述金属铟丝的直径为1±0.1mm，采用金属铟丝的根数为32根，所述靶材的用量为2.0±0.1cm；真空度值为0.08±0.01pa，预热段的电压为2.0±0.1V、时间为15±2s；预融段的电压为2.1±0.1V，时间为13±2s；蒸发段的电压为2.2±0.1V，时间为65±2s；
S5中漆喷涂：将所述中漆经过500目双层滤布过滤后进行喷涂，喷涂膜厚为6±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为400±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min，所述中漆由100质量份聚氨酯丙烯酸酯、10.5质量份色浆，10质量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3质量份光引发剂184；2质量份醋酸丁酸纤维素组成；
S6镭雕处理：在所述中漆层上需要显示图案的区域进行激光雕刻，镭雕后对塑胶基体表面进行清洁除尘；
S7处理剂喷涂：所述处理剂经过500目双层滤布过滤后进行喷涂，喷涂膜厚为3±1μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为50±5℃，烘烤时间为8±1min，所述处理剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；
S8面漆喷涂：所述面漆经过500目双层滤布过滤后进行喷涂，喷涂膜厚为28±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为900±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min，所述面漆由80质量份聚氨酯丙烯酸酯、20质量份MQ树脂、12质量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3质量份光引发剂184、3质量份KH550改性的介孔二氧化硅组成；
所述Primer底漆喷涂、底漆喷涂、中漆喷涂、处理剂喷涂、面漆喷涂均采用若干喷枪同时进行喷涂，若干所述喷枪采用上中下三层结构设置，其中上层设置有4把所述喷枪，中层设置有4把所述喷枪，下层设置有2把所述喷枪，每一所述喷枪的喷枪气压为4.5KG，喷枪口径为1.2mm，喷房温度为25℃，喷房湿度为60％RH。
对比例1
对比例1与实施例1相比区别在于，所采用的Primer底漆、底漆、中漆、处理剂、面漆经过400目双层滤布过滤后进行喷涂。
对比例2
对比例2与与实施例1相比区别在于，所述底漆喷涂的喷涂膜厚为20±2μm；所述面漆喷涂的喷涂膜厚为20±2μm。
对比例3
对比例3与与实施例1相比区别在于，真空镀膜过程中真空度值为0.1pa。
对比例4
对比例4与与实施例1相比区别在于，真空镀膜过程不采用分段电压，直接以电压2.2±0.1V，时间为90±2s。
对比例5
对比例5与与实施例1相比区别在于，所述面漆由100质量份聚氨酯丙烯酸酯、12质量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3质量份光引发剂184组成。
分别采用实施例1及对比例1～3的镀膜工艺对100个手机壳进行表面处理，并对手机壳涂层进行性能测试，并计算产品良率，缩水性能测试主要包括外观检查、耐磨测试、硬度测试、光泽度测试，具体结果见表1。
1、外观检查：将实干后的样板放在散射日光或D65标准光源下目视观察样板表面有无桔皮、起皱、色斑、颗粒、缩孔等现象，如无则可评定为“合格”；
2、耐磨测试：参考GB/T 1768-2006测定耐磨性；
3、硬度测试：参考GB/T6739-2006测定铅笔硬度；
4、光泽度：参考GB/T 9754-2007测定涂层在60°下的光泽度。
表1
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由表1测试结果可以看出，实施例1制备得到手机壳涂层具有较高的外观合格率、其耐磨测试、硬度测试、光泽测试结果佳；其中由对比例1的数据可以看书，涂料的细腻程度小于500目时会显著影响最终涂层的外观，容易造成涂层的外观不良；由对比例2的数据可以看出，当底漆以及面漆的膜厚在20±2μm，对涂层的外观以及机械强度会具有明显的影响；由对比例3和对比例4中的数据可以看出，真空镀膜的真空度以及是否进行分段电压操作，直接影响涂层的外观合格率及光泽度；由对比例5的数据可以看出，当面漆中不添加MQ树脂和KH550改性的介孔二氧化硅时，涂层的耐磨性和硬度显著降低。
上述实施例为本发明探索的最优实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1表面清洁：提供塑胶件基体，对所述塑胶件基体进行表面清洁处理；
S2 Primer底漆喷涂：对所述塑胶件基体上形成Primer层；
S3底漆喷涂：在所述Primer层上形成底漆层；
S4真空镀膜：在所述底漆层上形成真空镀膜层；
S5中漆喷涂：在所述真空镀膜层上形成中漆层；
S6镭雕处理：在所述中漆层上需要显示图案的区域进行激光雕刻；
S7处理剂喷涂：在所述中漆层上形成处理剂层；
S8面漆喷涂：在所述处理剂层上形成面漆层。
2.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，S4步骤中，所述靶材采用金属铟丝，真空度值为0.08±0.01pa。
3.根据权利要求2所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，所述真空镀膜工序中预热段的电压为2.0±0.1V、时间为15±2s；预融段的电压为2.1±0.1V，时间为13±2s；蒸发段的电压为2.2±0.1V，时间为65±2s。
4.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，S2步骤中，所述Primer底漆喷涂的喷涂膜厚为8±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为75±5℃，烘烤时间为8±1min。
5.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，S3步骤中，所述底漆喷涂的喷涂膜厚为28±2μm、喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为800±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
6.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，S5步骤中，所述中漆喷涂的喷涂膜厚为6±2μm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为400±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
7.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，S7步骤中，所述处理剂喷涂的喷涂膜厚为3±1μm，喷涂后的流平时间为5±1min，烘烤温度为50±5℃，烘烤时间为8±1min。
8.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，S8步骤中，所述中漆喷涂的喷涂膜厚为28±2μmμm，喷涂后的流平时间为5±1min，UV能量为900±100mj/cm2、IR温度为60±5℃、烘烤时间为8±1min。
9.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于：所述Primer底漆喷涂、底漆喷涂、中漆喷涂、处理剂喷涂、面漆喷涂均采用若干喷枪同时进行喷涂，若干所述喷枪采用上中下三层结构设置，其中上层设置有4把所述喷枪，中层设置有4把所述喷枪，下层设置有2把所述喷枪，每一所述喷枪的喷枪气压为4.5±0.5KG，喷枪口径为1.0～1.3mm，喷房温度为25±5℃，喷房湿度为40-75％RH。
10.根据权利要求1所述的塑胶件表面真空镀膜工艺，其特征在于，所述Primer底漆、底漆、中漆、处理剂、面漆在喷涂前经过500目双层滤布过滤。
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