TW201325893A - 陶瓷層的封孔方法及經由該方法製得的製品 - Google Patents

Abstract

一種陶瓷層的封孔方法，包括以下步驟：提供金屬基體；採用火焰噴塗法，在所述金屬基體表面形成陶瓷層，所述陶瓷層形成有複數陶瓷孔；採用靜電粉體噴塗法，在所述陶瓷層表面噴塗一封孔層，該封孔層包括複數填充部，所述填充部分別形成於所述陶瓷孔內，用以對所述陶瓷孔進行封閉處理，進行該封閉處理的封孔粉體的主要成分為具有耐腐蝕性的熱固性樹脂粉末。本發明還提供一種經由該方法製得的製品。

Description

陶瓷層的封孔方法及經由該方法製得的製品

本發明涉及一種陶瓷層的封孔方法及經由該方法製得的製品。

陶瓷材料因其具有良好的耐磨性、耐腐蝕性及如玉般的裝飾性外觀，被廣泛應用於電子裝置殼體、汽車裝飾件及建築裝飾件等領域。

習知技術，通常採用熱噴塗法、琺瑯製造工藝等方式於金屬基體上形成陶瓷塗層。但藉由上述方法製得的陶瓷塗層為多孔結構，且該多孔結構中10%以上的孔為通孔，腐蝕性介質可藉由所述通孔與金屬基體接觸，進而降低金屬基體的耐腐蝕性，同時還影響金屬基體的外觀。因此，在形成該陶瓷塗層後，通常採用石蠟或瀝青等對陶瓷塗層進行封孔處理以期提高金屬基體的使用壽命。石蠟封孔雖然可提高金屬基體的耐鹽霧性能，但對有機溶劑、酸類物質的耐腐蝕效果較差；瀝青封孔可提高金屬基體的耐腐蝕性，卻嚴重影響陶瓷塗層的裝飾性外觀。

有鑒於此，提供一種可解決上述問題的陶瓷層的封孔方法。

另外，還提供一種經由該方法製得的製品。

一種製品，包括金屬基體、形成於金屬基體上的陶瓷層及封孔層。所述陶瓷層形成有複數陶瓷孔，該封孔層包括複數填充部，所述填充部分別形成於所述陶瓷孔內。所述封孔層主要由具有耐腐蝕性的熱固性樹脂構成。

一種陶瓷層的封孔方法，包括以下步驟：

提供金屬基體；

採用火焰噴塗法，在所述金屬基體表面形成陶瓷層，所述陶瓷層形成有複數陶瓷孔；

採用靜電粉體噴塗法，在所述陶瓷層表面噴塗一封孔層，該封孔層包括複數填充部，所述填充部分別形成於所述陶瓷孔內，用以對所述陶瓷孔進行封閉處理，進行該封閉處理的所述封孔粉體的主要成分為具有耐腐蝕性的熱固性樹脂粉末。

本發明所述陶瓷層的封孔方法，藉由靜電粉末噴塗的方式，將具有良好的耐腐蝕性的熱固性樹脂填充在所述陶瓷層的陶瓷孔內，如此，可避免在腐蝕性物質藉由所述陶瓷孔的陶瓷孔道與金屬基體接觸而加速所述金屬基體的腐蝕，進而延長所述製品的使用壽命。

請參見圖1所示，本發明一較佳實施例的陶瓷層的封孔處理方法，包括如下步驟：

提供一金屬基體11，該金屬基體11的材質為不銹鋼、鋁合金或鎂合金等。

採用噴砂、蝕刻等方式對所述金屬基體11進行粗化處理，使該金屬基體11表面粗糙度達到1.3~2.0μm，用以提高所述金屬基體11與後續形成的陶瓷層13之間的結合力。

請一併參見圖2，採用火焰噴塗法，在所述金屬基體11表面形成陶瓷層13。用以進行噴塗的粉體中主要含有氧化物、碳化物或氮化物等陶瓷粉體，如：氧化鈦、氧化鐵、氧化鋁、及氧化鋯等。所述陶瓷層13形成有陶瓷孔14，所述陶瓷孔14包括複數通孔141及複數盲孔143。所述陶瓷孔14中，所述通孔141的個數佔一半以上。所述陶瓷層13的孔隙率為15~30%。所述陶瓷孔14可由肉眼觀察到。該陶瓷層13的厚度為0.12~0.3mm。

對所述陶瓷層13進行粗磨處理，用以提高所述陶瓷層13的表面平整度。本實施例中，採用鑽石砂帶對所述陶瓷層13進行粗磨處理。

請一併參見圖3，採用靜電粉體噴塗法，在所述陶瓷層13表面噴塗一封孔層15，對所述陶瓷孔14進行封閉處理。形成該封孔層15的具體操作方法及工藝參數為：首先，提供一靜電噴塗裝置（未圖示），該靜電噴塗裝置包括一靜電噴槍；以靜電噴塗的方式，將用以進行封閉處理的封孔粉體由所述靜電噴槍噴射出來並在高壓靜電場的感應下帶正電，所述金屬基體11因接地而帶負電，如此，使封孔粉體靜電吸附在所述陶瓷層13上並填充所述陶瓷孔14；之後，將所述金屬基體11放置在170~190℃下烘烤10~15min，使所述封孔粉體熔融並在陶瓷層13表面流平後固化形成封孔層15。所述封孔層15的厚度為0.02~0.04mm。所述封孔粉體的主要成分為環氧樹脂、環氧樹脂與聚酯的混合物、聚氨酯或飽和羥基聚酯樹脂與聚氨酯的混合物等具有良好的耐腐蝕性的熱固性樹脂粉末，該封孔粉體的粒徑為32~100μm。可以理解的，所述封孔粉體的粒徑可根據所述陶瓷孔14的陶瓷孔徑的大小進行調整。

所述封孔層15包括填充部151及與填充部151一體成型的覆蓋層153。所述填充部151分別形成於所述陶瓷孔14內，所述覆蓋層153覆蓋於所述陶瓷層13及填充部151上。

在靜電噴塗過程中，由於所述封孔粉體的粒徑較小，部分封孔粉體進入並填充所述陶瓷孔14，經熔融及固化處理後的封孔粉體體積發生膨脹，形成所述填充部151與所述陶瓷層13緊密結合在一起。另外，由於通孔141與金屬基體11相接觸，使進入通孔141的帶正電荷的封孔粉體緊密地吸附在通孔141內。如此，當陶瓷層13具有熔融後的封孔粉體經流平處理無法流入通孔141時，仍可有效地對通孔141進行封孔處理，進而避免腐蝕性介質經通孔141與金屬基體11接觸導致金屬基體11發生腐蝕現象。

採用拋光的方式，去除所述陶瓷層13表面的覆蓋層153，使所述陶瓷層13裸露出來，且填充於所述填充部151的外表面與所述陶瓷層13的表面相齊平。

可以理解的，為了使經上述處理後的金屬基體11表面呈現出陶瓷層13的顏色，可在封孔粉體中加入與陶瓷層13顏色一致的顏料。

可以理解的，根據實際生產情況，可不進行上述拋光處理，在所述陶瓷層13上保留所述封孔層15。

一種由經上述封孔方法製得的製品10包括一金屬基體11及形成於該金屬基體11上的陶瓷層13。所述陶瓷層13形成有陶瓷孔14，所述陶瓷孔14包括複數通孔141及複數盲孔143。所述陶瓷孔14中，所述通孔141的個數佔一半以上。

所述陶瓷層13藉由火焰噴塗法形成，形成所述陶瓷層13的材料主要含有氧化物、碳化物或氮化物等陶瓷材料，如氧化鈦、氧化鐵、氧化鋁及氧化鋯等。所述陶瓷層13的厚度為0.12~0.3mm。

所述製品10還包括一封孔層15。所述封孔層15包括複數填充部151及與填充部151一體成型的覆蓋層153。複數填充部151分別形成於所述陶瓷孔14內，所述覆蓋層153覆蓋於所述陶瓷層13及填充部151上。所述封孔層15的主要成分為環氧樹脂、環氧樹脂與聚酯的混合物、聚氨酯或飽和羥基聚酯樹脂與聚氨酯的混合物等具有良好的耐腐蝕性的熱固性樹脂。

本發明所述陶瓷層13的封孔方法，藉由靜電粉末噴塗的方式，將具有良好的耐腐蝕性的熱固性樹脂填充在所述陶瓷層13的陶瓷孔14內，如此，可避免在腐蝕性物質藉由所述陶瓷孔14的孔道與金屬基體11接觸而加速所述金屬基體11的腐蝕，進而延長所述製品10的使用壽命。另外，由於所述覆蓋層153易於藉由拋光的方式從所述陶瓷層13表面去除，且可藉由於封孔粉末中添加顏料使封孔後的製品10仍呈現出陶瓷層13的顏色，使所述製品10呈現出具有如玉般的陶瓷外觀。

實施例1

提供一金屬基體11，該金屬基體11的材質為不銹鋼。

形成陶瓷層13：用以進行噴塗的粉體中含有质量百分含量為13%的氧化鈦粉末。該陶瓷層13的厚度為0.12mm。

採用鑽石砂帶對所述陶瓷層13進行粗磨。

形成封孔層15：首先，以靜電噴塗的方式，將用以噴塗的粉體噴塗在所述陶瓷層13的表面；之後，將所述金屬基體11放置在200℃下烘烤8min，使所述封孔粉體熔融並在陶瓷層13表面流平後固化形成封孔層15。所述封孔粉體為環氧樹脂粉末，該封孔粉體的粒徑為32~100μm。該封孔層15的厚度為0.04mm。

去除覆蓋層153：採用500#的氧化鋁砂帶對金屬基體11進行精拋處理，以去除陶瓷層13表面的覆蓋層153。

實施例2

提供一金屬基體11，該金屬基體11的材質為鋁合金。

形成陶瓷層13：用以進行噴塗的粉體中含有质量百分含量為40%的氧化鈦粉末。該陶瓷層13的厚度為0.18mm。

採用鑽石砂帶對所述陶瓷層13進行粗磨。

形成封孔層15：首先，以靜電噴塗的方式，將用以噴塗的粉體噴塗在所述陶瓷層13的表面；之後，將所述金屬基體11放置在180℃下烘烤15min，使所述封孔粉體熔融並在陶瓷層13表面流平後固化形成封孔層15。所述封孔粉體為環氧樹脂-聚酯的混合粉末，該封孔粉末中環氧樹脂的质量百分含量為60%，該封孔粉體的粒徑為32~100μm。該封孔層15的厚度為0.04mm。

去除覆蓋層153：採用500#的氧化鋁砂帶對金屬基體11進行精拋處理，以去除陶瓷層13表面的覆蓋層153。

實施例3

提供一金屬基體11，該金屬基體11的材質為不銹鋼。

形成陶瓷層13：用以進行噴塗的粉體中含有质量百分含量為80%的氧化鋁粉末。該陶瓷層13的厚度為0.14mm。

採用鑽石砂帶對所述陶瓷層13進行粗磨。

形成封孔層15：首先，以靜電噴塗的方式，將用以噴塗的粉體噴塗在所述陶瓷層13的表面；之後，將所述金屬基體11放置在200℃下烘烤10min，使所述封孔粉體熔融並在陶瓷層13表面流平後固化形成封孔層15。所述封孔粉體為飽和羥基聚酯樹脂和聚氨酯的混合粉末，該封孔粉末中聚氨酯的质量百分含量為60%，該封孔粉體的粒徑為32~100μm。該封孔層15的厚度為0.04mm。其中，飽和羥基聚酯樹脂和聚氨酯的混合粉末的比重為1.4~1.8g/cm²。

去除覆蓋層153：採用500#的氧化鋁砂帶對金屬基體11進行精拋處理，以去除陶瓷層13表面的覆蓋層153。

性能測試

將上述製得的製品10進行鹽霧測試、耐溶劑測試及人工汗液測試，具體測試方法及結果如下：

(1) 鹽霧測試

採用KTHB-615TBS型KSON高溫高濕試驗箱，測試參數如下：先在溫度為35℃的中性鹽水（NaCl濃度為5%）溶液下噴淋2h；然後在溫度為40℃、相對濕度為93%RH的條件下放置168h，如此170h為一個迴圈。

測試表明，由本發明實施例1、2及3的方法所製得的製品10均可藉由2個迴圈的測試。迴圈測試完成2h後檢測製品10，製品10表面均未出現變色、陶瓷層13及填充部151均未發生剝落，且陶瓷層13及陶瓷層13與填充部151之間未發生開裂。

(2) 耐溶劑測試

分別採用60-90石油醚、異丙醇（純度為99.7%）為溶劑，將被所述溶劑浸濕的棉布，以6N~12N的力於2分鐘內在製品10表面擦拭200次。

結果表明，由本發明實施例1、2及3的方法所製得的製品10分別經60-90石油醚、異丙醇擦拭2h後表面未發生異色。

(3) 耐人工汗液測試

測試方法與耐溶劑測試的方法基體相同，不同的係採用pH為6.5的人工汗液代替60-90石油醚或異丙醇浸濕棉布。

結果表明，由本發明實施例1、2及3的方法所製得的製品10經上述擦拭2h後表面未發生異色。

可見，經上述封孔方法製得的製品10具有良好的耐鹽霧性、耐溶劑性及耐汗液性。

10．．．製品

11．．．金屬基體

13．．．陶瓷層

14．．．陶瓷孔

141．．．通孔

143．．．盲孔

15．．．封孔層

151．．．填充部

153．．．覆蓋層

圖1係本發明一較佳實施例製品的剖視圖。

圖2係本發明一較佳實施例的基體上形成有陶瓷層的示意圖。

圖3係本發明一較佳實施例的基體上形成有封孔層的示意圖。

10．．．製品

11．．．金屬基體

13．．．陶瓷層

14．．．陶瓷孔

141．．．通孔

143．．．盲孔

151．．．填充部

Claims (10)

1. 一種製品，包括金屬基體及形成於金屬基體上的陶瓷層，其改良在於：所述陶瓷層形成有複數陶瓷孔，所述製品還包括一封孔層，該封孔層包括複數填充部，所述複數填充部分別形成於所述陶瓷孔內，所述封孔層主要由具有耐腐蝕性的熱固性樹脂構成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製品，其中所述陶瓷層的孔隙率為15~30%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製品，其中所述陶瓷層的厚度為0.12~0.3mm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製品，其中形成所述陶瓷層的材料主要含有氧化物、碳化物或氮化物。
5. 如申請專利範圍第1-4中任一項所述之製品，其中所述封孔層的主要成分為環氧樹脂、環氧樹脂與聚酯的混合物、聚氨酯或飽或羥基聚酯樹脂與聚氨酯的混合物。
6. 如申請專利範圍第1項所述之製品，其中所述封孔層還包括覆蓋於所述陶瓷層及填充部上的覆蓋層。
7. 一種陶瓷層的封孔方法，包括以下步驟：
   提供金屬基體；
   採用火焰噴塗法，在所述金屬基體表面形成陶瓷層，所述陶瓷層形成有複數陶瓷孔；
   採用靜電粉體噴塗法，在所述陶瓷層表面噴塗一封孔層，該封孔層包括複數填充部，所述複數填充部分別形成於所述陶瓷孔內，用以對所述陶瓷孔進行封閉處理，進行該封閉處理的封孔粉體的主要成分為具有耐腐蝕性的熱固性樹脂粉末。
8. 如申請專利範圍第7項所述之陶瓷層的封孔方法，其中所述靜電粉體噴塗形成封孔層，藉由如下方式實現：以靜電噴塗的方式，將封孔粉體噴塗在所述陶瓷層表面及陶瓷孔內；再將所述金屬基體放置在170~190℃下烘烤10~15min，使所述封孔粉體熔融進入陶瓷孔並在陶瓷層表面流平後固化。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之陶瓷層的封孔方法，其中所述封孔粉體的粒徑為32~100μm。
10. 如申請專利範圍第7或8項所述之陶瓷層的封孔方法，其中所述封孔粉體的主要成分為環氧樹脂、環氧樹脂與聚酯的混合物、聚氨酯或飽或羥基聚酯樹脂與聚氨酯的混合物。