基底的无电镀涂层制造技术

本发明专利技术提供了一种在基底上无电镀制备多层涂层的产品及其方法，包括环氧树脂基涂层、银涂层及抗刮涂层。

Electroless coating of substrate

The present invention provides a product for electroless plating of multilayer coatings on a substrate and methods thereof, including epoxy resin based coatings, silver coatings and scratch resistant coatings.

【技术实现步骤摘要】
基底的无电镀涂层
本专利技术涉及在基底上涂布多层涂层，尤其是多层涂层是通过无电镀方式沉积在基底表面。
技术介绍
一种常用金属表面的处理方式是电镀。然而，电镀因生成大量毒性副产物和废物对地球环境造成危害。而且电镀的成本很高。这些限制了电镀工业的发展。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有无电镀涂层的基底，包括一个在所述基底表面上的粘附涂层，所述粘附涂层包含第一硅基础偶联剂；一个在所述粘附涂层上的光滑涂层，所述光滑涂层包含环氧树脂；一个在所述光滑涂层上的银涂层，所述银涂层包含银纳米颗粒；以及一个在所述银涂层上的抗刮涂层，所述抗刮涂层包含第二个硅基础偶联剂。本专利技术的另一个方法提供了一种在基底上无电镀涂布多涂层的方法，包括a.将包含第一硅基础偶联剂的粘附涂层涂布于所述基底的表面；b.将包含环氧树脂的光滑涂层涂布于所述粘附涂层上；c.将包含银纳米颗粒的银涂层涂布于所述光滑涂层上；d.将包含第二硅基础偶联剂的抗刮涂层涂布于所述银涂层上。本专利技术另一个方面提供一个用于在基底上无电镀涂层的套装，包括含第一硅基础偶联剂的粘附涂层溶液、含环氧树脂的光滑涂层溶液、含硝酸银基础溶液和葡萄糖基础溶液的无电镀涂层溶液、及含第二硅基础偶联剂的抗刮涂层溶液。附图说明附图1显示了根据本专利技术一个实施例γ-氨丙基三乙氧基硅烷(A1100)与环氧树脂基础的粘附涂层的相互作用。附图2显示了本专利技术同一个实施例(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(A189)与银涂层的相互作用。附图3显示了本专利技术同一个实施例装饰测试的结果。附图4显示了本专利技术同一个实施例样品粘附测试的结果。附图5显示了本专利技术同一个实施例样品抗腐蚀测试的结果。附图6显示了本专利技术同一个实施例样品冲击测试的结果。附图7显示了本专利技术同一个实施例样品硬度测试的结果。附图8显示了本专利技术同一个实施例样品UV照射测试的结果。附图9显示了本专利技术同一个实施例样品防水测试的结果。附图10显示了本专利技术同一个实施例样品抗酸测试的结果。附图11显示了本专利技术同一个实施例样品抗碱测试的结果。具体实施方式本专利技术提供了一种具有无电镀多涂层的装饰性产品(即无需使用电镀即可获得多涂层)。本专利技术的一个实施例中，整个无电镀涂层方法涉及三个主要步骤：基涂层涂布步骤、银涂层涂布步骤和抗刮涂层涂布步骤。在一个实施例中，基涂层的厚度为17.5μm。在另一个实施例中，银涂层的厚度为90nm。在另一个实施例中，抗刮涂层的厚度为2μm。下文将介绍每个步骤及所使用的材料。1.基涂层涂布步骤在将基涂层涂布在基底之前，准备步骤可以任选地实施于基底上，即可于基底上实施表面抛光、表面清洁和/或表面预处理。在一个实施例中，所述基底可以是金属基底。1.1表面预处理在一个特定实施例中，基底用预处理溶液进行预处理，预处理溶液由8.64gA1100、750ml乙醇和31.52g去离子水在室温混合10分钟而制成。首先，基底和预处理溶液接触，在室温进行超声10分钟。然后，基底在烘箱100℃中干燥20分钟，冷却至室温得到预处理基底。1.2.粘附涂层溶液和光滑涂层溶液的组成基涂层包括两个原涂层：粘附涂层和光滑涂层。粘附涂层首先应用于基底表面上用于增强基涂层与基底的粘性并且为被涂布的基底提供防腐蚀的性能。然后将光滑涂层应用于粘附涂层上以提高基涂层光滑性从而增强基涂层与银涂层的粘性。粘附涂层溶液和光滑涂层溶液的组成范围分别列于表1A和2A。表1A粘附涂层溶液的组成范围组成重量％范围环氧树脂(Epoxy)E-5128.99％-32.04％BYK-361N0.23％-0.26％乙醇6.96％-7.69％丙酮54.46％-60.19％TZ-5504.36％-4.81％表2A光滑涂层溶液的组成范围在一个特定实施例中，粘附涂层溶液和光滑涂层溶液的组成分别列于表1B和2B中。表1B粘附涂层溶液的组成表2B光滑涂层溶液的组成组成重量％环氧树脂E-5144.17％BYK-361N0.40％CGE5.80％丙酮4.66％二丙酮醇24.98％正丁醇12.49％TZ-5507.50％在一个实施例中，粘附涂层溶液或光滑涂层溶液中的丙酮充当溶剂并可增加至粘附涂层溶液或光滑涂层溶液体积的90％。另外，在粘附涂层溶液和光滑涂层溶液中的溶剂(即丙酮)的不同重量比会导致两种涂层溶液的不同蒸发速度。1.2.1粘附涂层溶液的制备在一个特定实施例中，粘附涂层溶液包括粘附原溶液和固化剂溶液。首先，粘附原溶液(1kg)通过将713.05g环氧树脂E-51、171.15g丙酮和115.8g乙醇在室温混合至形成均匀溶液而制成。固化剂溶液(1kg)由33.90gBYK-361N、636.80gTZ-550和329.30g乙醇在室温混合至形成均匀溶液而制成。之后，342.4g粘附原溶液、400.0g丙酮和57.6g固化剂溶液在室温混合3分钟，然后在水浴进行超声波10分钟，从而得到粘附涂层溶液。1.2.2光滑涂层溶液的制备在一个特定实施例中，光滑涂层溶液包括光滑原溶液和TZ-500。首先，光滑原溶液(1kg)由477.55g环氧树脂E-51、135.05g正丁醇、270.10g二丙酮醇、50.35g丙酮、62.65gCGE和4.30gBYK-361N在室温混合至形成均匀溶液而制成。之后，925.0g光滑原溶液与75.0gTZ-550在室温混合3分钟，然后在水浴进行超声波10分钟，从而得到光滑涂层溶液。1.3偶联剂A1100偶联剂A1100被加到粘附涂层溶液中以增强环氧树脂基础的粘附涂层于基底表面之间的粘合。这种增强的粘合是由于A1100的NH基团与环氧树脂的O基团相互作用导致这两个功能基团很强的结合，如图1所示。1.4粘附涂层涂布于基底由上述所制备的粘附涂层溶液首先经过超声波脱气超过5分钟。粘附涂层溶液通过刷、浸入或喷涂方式涂布于基底上。被涂布的基底经150℃加热硬化15分钟。在一个特定实施例中，按下述方式将粘附涂层溶液喷涂在基底上。首先，将去离子水以22mL/min的速率、3bar的压力喷涂于基底上。然后，在基底上喷涂丙酮，之后在基底上喷涂粘附涂层溶液30秒且喷枪距离基底约15cm。被涂布的基底经150℃加热硬化15分钟。1.5光滑涂层涂布于被粘附涂层涂布的基底由上述所制备的光滑涂层溶液首先经过超声波脱气超过10分钟。光滑涂层溶液通过刷、浸入或喷涂方式涂布于粘附涂层上。被涂布的基底经80℃涂布3-6小时。在一个特定实施例中，按下述方式将光滑涂层溶液喷涂在基底上。首先，将去离子水以55mL/min的速率、3bar的压力喷涂于基底上。然后，在基底上喷涂丙酮，之后在基底上喷涂光滑涂层溶液30秒且喷枪距离基底约15cm。被涂布的基底经80℃加热硬化处理3-6小时。2银涂层涂布步骤在这步骤中，通过氧化还原反应银被无电镀涂布在基涂层上，其中银铵复合物[Ag(NH3)2]+与作为还原剂的葡萄糖反应。2.1无电镀涂层溶液无电镀涂层溶液包括两个溶液，硝酸银基础溶液和葡萄糖基础溶液，其组合物的范围如表3所示。表3硝酸银基础溶液和葡萄糖基础溶液的组成在一个实施例中，硝酸银在硝酸银基础溶液中的浓度范围为7.5-20g/L。在另一个实施例中，葡萄糖在葡萄糖基础溶液中的浓度范围为5-20g/L。2.1.1硝酸银基础溶液的制备在一个特定的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有无电镀涂层的基底，包括一个在所述基底表面上的粘附涂层，所述粘附涂层包含第一硅基础偶联剂；一个在所述粘附涂层上的光滑涂层，所述光滑涂层包含环氧树脂；一个在所述光滑涂层上的银涂层，所述银涂层包含银纳米颗粒；以及一个在所述银涂层上的抗刮涂层，所述抗刮涂层包含第二个硅基础偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种具有无电镀涂层的基底，包括一个在所述基底表面上的粘附涂层，所述粘附涂层包含第一硅基础偶联剂；一个在所述粘附涂层上的光滑涂层，所述光滑涂层包含环氧树脂；一个在所述光滑涂层上的银涂层，所述银涂层包含银纳米颗粒；以及一个在所述银涂层上的抗刮涂层，所述抗刮涂层包含第二个硅基础偶联剂。2.权利要求1所述的基底，其中所述第一硅基础偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷；所述第二硅基础偶联剂是(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷。3.一种在基底上无电镀涂布多涂层的方法，包括：a.将包含第一硅基础偶联剂的粘附涂层涂布于所述基底的表面；b.将包含环氧树脂的光滑涂层涂布于所述粘附涂层上；c.将包含银纳米颗粒的银涂层涂布于所述光滑涂层上；d.将包含第二硅基础偶联剂的抗刮涂层涂布于所述银涂层上。4.权利要求3所述的方法，所述第一硅基础偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷；所述第二硅基础偶联剂是(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷。5.权利要求3所述的方法，步骤a进一步包括i.将去离子水以22mL/min的速率、3bar的压力喷涂于基底上；ii.在基底上喷涂丙酮，之后在基底上喷涂粘附涂层溶液30秒且喷枪距离基底约15cm；及iii.在150℃加热硬化步骤ii所得被涂布的基底15分钟，从而在所述基底上形成所述粘附涂层。6.权利要求3所述的方法，步骤b进一步包括i.将去离子水以55mL/min的速率、3bar的压力喷涂于基底上；ii.在基底上喷涂丙酮，之后在基底上喷涂光滑涂层溶液30秒且喷枪距离基底约15cm；iii.在80℃加热硬化步骤ii所得被涂布的基底3-6小时，从而在所述基底的所述粘附涂层上形成所述光滑涂层。7.权利要求3所述的方法，步骤c进一步包括i.使步骤b被涂布的基底与敏化剂接触；ii.在90℃干燥被敏化的基底，在空气中冷却被干燥的基底至室温；iii.在被敏化的基底上同时交叉喷涂硝酸银基础溶液和葡萄糖基础溶液从而在所述冷却的基底上形成一层银纳米颗粒；及iv.在100℃烘箱加热硬化步骤iii所涂布的基底至少15分钟。8.权利要求3所述的方法，步骤c进一步包括i.使步骤b被涂布的基底与敏化剂接触；ii.在90℃干燥被敏化的基底，在空气中冷却被干燥的基底至室温；iii.将被敏化的基底用去离子水冲洗1分钟；iv.用双头喷枪，硝酸银基础溶液通过第一个喷头以10mL/min的速率喷涂基底，葡萄糖基础溶液通过第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建英，李威，吴承亨，姜乐恒，龚涛，
申请(专利权)人：泗通贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81