[发明专利]一种在工程塑胶表面制备夹层复合镀膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在工程塑胶表面获得金属复合层的方法，特别是涉及一种采用全干法在工程塑胶表面制备夹层复合镀膜的方法。

背景技术

在塑胶表面进行传统水(湿法)电镀可获得高防腐、高耐磨、镜面高光且装饰极强之产品，此种塑胶金属化(镀Cu/Ni/Cr金属膜)应用广泛，且盛行已久。但水电镀工艺存在以下缺点：(1)耗水耗能大，且产出大量废水。(2)使用有害化学镀液与添加剂。(3)排放有毒废气。(4)耗用金属量大。(5)使用对人体有害的六价铬。(6)对基材表面要求高，适用窄。显然，这一传统工艺对环境污染及危害颇大，亟需改进。多年来，众多科研者致力于传统水电镀工艺改进，并取得一定的初步成果：干法镀膜工艺已经被开发，其应用已可取代部分塑胶电镀产品。中国专利CN 101338409公开一种汽车轮毂盖镀膜方法，依次包括预处理、光固化底涂、离子轰击镀铬、光固化面涂等步骤。该发明采用干法镀取代传统的湿法电镀，采用铝层取代传统的Ni-Cu-Cr三金属涂层。该干法镀法不含有毒物质，没有三废问题，无需三废处理，工艺过程简单，对环境无污染。工人劳动条件好，对工人身体健康影响小。不需要使用铜、镍、铬等贵重金属，只使用少量铝，成本大大降低。工艺简单，工序少，生产成本低。用电量约为电镀的1/5～1/7，用水量约为电镀的1/10～1/20。整体生产成本约为电镀的1/2，具有较高的经济效益。并在光固化面涂原料中加入纳米陶瓷粒子，改进了分散和混合工艺，显著提高了表面耐磨性。

中国专利CN1468976公开一种适用金属及非金属的表面处理方法，主要是有鉴于现有的表面处理方法对环境污染严重，且处理后其防腐蚀效果及表面光泽度差，乃研发一种具导电性可供物品定位的固定架，物品定位于固定支架上，先于物品表面上一底膜，再以真空电镀形成金属电镀层，之后，将固定架连同物品直接进行电着披覆，使电镀层表面形成抗腐蚀性高、耐磨、具光泽性的压克力层，藉此可有效改善普通表面处理方法存在的问题。上述干法镀膜也有采用电泳涂装做面漆。然而该干法镀膜技术仍存在以下问题与缺点：

1)所用清洗及除油步骤仍大都使用化学药剂，并排出废水。

2)镀膜坯件表面存在缺陷(斑痕、析出物、油渍、气泡、凹凸点、粗糙表面、橘纹、刮痕等)时，以此干法镀膜工艺，无法掩盖原有缺陷，故此项工艺对基材坯件表面要求极高，不易得出高光平整镜面产品。

3)表面有机涂层直接暴露于外，耐候及耐水性较为差。

4)最外层为有机物，而非金属膜，故硬度较差，缺乏金属质感。

5)塑胶件与底漆层间、底漆层与金属膜间、及金属膜与面漆层间界面缺乏活化步骤，因此各层间结合力不足或不够稳定。

6)需要喷涂底漆与面漆，良品率不高，且VOC排放量高，不环保。

7)对底漆要求较高，不同基材需要不同底漆，针对一些新材料无对应底漆，灵活性较差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的干法镀膜所存在缺点，提供一种可提升塑胶镀金属产品的功能和品质，可降低生产成本，整个工艺流程无需使用任何水液，节水环保的在工程塑胶表面制备夹层复合镀膜的方法。

本发明包括以下步骤：

1)将塑胶坯件进行干法清洁与活化；

在步骤1)中，所述塑胶坯件可选自热塑性塑胶或热固性塑胶等，所述热塑性塑胶可选自ABS、PC/ABS、HIPS、PC、PPO、PP、PBT、PPS、PERT、HDPE、PA6、PA66、ABS/TPU、PMMA等热塑性塑胶中的一种，或玻纤增强的ABS、PC/ABS、HIPS、PC、PPO、PP、PBT、PPS、PERT、HDPE、PA6、PA66、ABS/TPU、PMMA等热塑性塑胶中的一种；所述热固性塑胶可选自BMC等；所述将塑胶坯件进行干法清洁，可先将塑胶坯件干布擦拭，再送入静电除尘机内吹拂去尘；所述活化，可将清洁后的塑胶坯件转挂到气相物理沉积(PVD)炉内，以等离子气体辉光活化。

2)将活化后的塑胶坯件放入PVD炉内，在活化后的塑胶坯件上镀金属底膜层；

在步骤2)中，所述金属可为铜、镍、铬、铝、不锈钢、锆或钛等金属中的一种，或铜、镍、铬、铝、不锈钢、锆或钛等金属的化合物中的一种；所述金属底膜层的厚度可为0.05～3μm；所述在活化后的塑胶坯件上镀金属底膜层M1的真空压力可为5×10^-3Pa，镀金属底膜层的时间可为5～60min；镀金属底膜层的方法可采用溅射镀、电弧镀或蒸发镀等。

3)镀金属底膜层后的塑胶坯件经等离子活化后，喷镀有机涂层；

在步骤3)中，所述有机涂层的厚度可为5～60μm；所述喷镀有机涂层的方法可为：