一种塑料表面镀铬方法技术

本发明专利技术涉及有机聚合物表面镀膜技术领域，特别涉及一种塑料表面镀铬方法。本发明专利技术是通过以下技术方案得以实现的：一种塑料表面镀铬方法，它依次包括（１）预处理步骤；（２）制备底镀层步骤；（３）制备金属铬镀层步骤；（４）制备面镀层步骤；（５）检验；（６）包装。本发明专利技术适用于机械工业、透明材料等多方面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机聚合物表面镀膜
，特别涉及。
技术介绍
塑料具有价廉、质轻、耐腐蚀、电气绝缘、高频屏蔽、易加工、成型周期短等特点，在 各行业得到广泛的应用。塑料还可采用物理和化学的方法对其表面进行镀膜或涂膜，形成 具有特定功能的表面层或覆盖层，显著提高塑料制品表面的装饰、物理和化学性能，特别是 提高塑料的硬度、耐划伤、耐磨性、耐疲劳强度和化学稳定性，从而进一步扩大了应用范围。 塑料表面镀(涂)膜方法很多，主要有涂装、热喷涂、电镀、真空镀和印刷等5类。 电镀是在塑料基体上通过金属化处理沉积一层薄的金属层，然后再在这层导电层的基础上 进行电镀。电镀塑料广泛用于汽车、摩托车、家用电器、装饰品、包装等领域；高性能的电镀 塑料制品还用于飞机、火箭、宇航及无线电通讯等重要部门。电镀铬是塑料电镀中的一项重 要技术，其镀层有美丽的金属光泽、良好的物理性能和稳定的化学性能，因而受到了人们的 重视。但是，电镀铬会产生六价铬，毒性很大，并且耗水、耗电、耗材多，工艺也较为复杂，使 其应用受到了限制。 真空镀膜是一种清洁生产方法，它是在密闭的真空条件下，通过蒸发镀膜、溅射镀 膜、离子镀膜等方法，将金属、化合物或其他镀膜材料沉积到基材表面，形成一层或多层的 薄膜的加工技术。塑料表面真空镀膜的应用领域非常广泛，已在机械、电子、光学、建筑、交 通、家电以及人们日常生活中发挥着越来越大的作用。作为装饰或防护兼装饰的镀层，塑料 真空镀膜层前后，通常要用有机涂料进行底涂和面涂，形成有机涂层/真空镀层/有机涂 层的复合镀层，这样可以借助有机涂料的价廉、易施工、流平及稳定的化学性能等特点来 显著提高塑料制品的装饰或防护兼装饰效能。 真空镀层材料有各种金属、合金和化合物，可以根据产品用途和施工条件进行选 择。大量塑料镀件要求具有银白的金属光泽，用得最多得是铝和铬。其中铝因价廉、反射率 高、抗氧化以及蒸镀容易而获得了广泛的应用。但是铝质软、易磨损，对碱、(A等不耐腐蚀， 一旦面涂层发生破损或不致密，铝层就会受到破坏。 相对铝而言，铬有更美丽的银白光泽、良好的物理性能和更稳定的化学性能，因此 真空镀铬层是一种更好的防护兼装饰镀层。铬的熔点为190(TC，1397t:时铬的蒸气压为 1. 33Pa，用蒸镀法较为困难，而采用一般的磁控溅射法，所获得的镀层色泽往往明显偏离银 白色。试验表明采用成本较低的阴极电弧离子镀可以获得较好的银白光泽。但是，离子镀 铬要求底涂层有较高的耐热性和耐辐射性，否则容易损伤底涂层和出现裂纹等缺陷。采用 聚丁二烯、脂环族环氧树脂涂料等有机涂料，可以显著提高底涂层的耐热性和耐辐射性，然 而这种提高仍是有限的，不能满足更高的要求。另一方面，有机涂层的表面硬度、耐划伤性、 耐磨性以及耐老化和耐腐蚀等性能也受到了较大的限制，同样不能满足产品的更高要求。 综上所述，采用真空镀膜较电镀具有明显的优势，铬镀层较铝镀层有明显的优势， 但离子镀铬的时候对底镀层的耐热性和耐辐射性要求较高，现有技术中采用有机涂料作为底镀层的方法不能满足其耐热性和耐辐射性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法解决了
技术介绍
中在塑料表 面镀铬时产生的问题，且该塑料表面镀铬方法节能、环保。 本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的一种塑料表面镀铬方 法，它依次包括 (1)预处理步骤对塑料基材表面进行清理； (2)制备底镀层步骤采用中频磁控溅射方法，将预处理后的塑料基材放置在中 频磁控溅射镀膜机的工件架上，控制工作室内靶与工件架的距离位于140mm至160mm之间， 后将工作室内抽真空至真空度位于5X 10—3Pa至7X 10—3Pa之间，开启节流阀，使工件架以 2r/min至5r/min的转速转动，然后充入氩气与氧气，氩气与氧气的比例位于1 : 4. 5至 1 : 8. 5之间，使真空度下降至4X10—屮a至5. 3X10—中a之间，然后开启中频溅射电源，调 节溅射电流为28A至32A，溅射电压为625V至640V，占空比为76 %至82%，频率为36KHz 至42KHz，镀膜时间为4. 5min至5. 5min，从而制得底镀层，底镀层为钛氧化合物底镀层； (3)制备金属铬镀层步骤采用阴极电弧离子镀和离子轰击方法，将经过步骤(2) 处理的塑料基材放置在阴极电弧离子镀膜机内，将工作室抽真空至真空度位于5X10—3Pa 至7X 10—3pa之间，节流阀开启，使工件架以2r/min至5r/min的转速转动，充入氩气至真空 度位于1. 3X 10—中a至1. 6X 10—之间，然后开启靶电源，调节电流为65A至75A，镀膜时 间为2min至4min，然后关闭氩气源，在高真空下用离子轰击镀铬1. 3min至1. 8min，从而制 得金属铬镀层； (4)制备面镀层步骤将经过步骤(3)处理的塑料基材放置在中频磁控溅射镀膜 机内，重复步骤(2)，从而制得钛氧化合物面镀层； (5)检验； (6)包装。 作为本专利技术的优选，所述步骤(2)制备底镀层步骤是采用中频磁控溅射方法， 将预处理后的塑料基材放置在中频磁控溅射镀膜机的工件架上，控制工作室内靶与工件 架的距离为150mm，后将工作室内抽真空至真空度至6X10—卞a，开启节流阀，使工件架以 3r/min的转速转动，然后充入氩气与氧气，氩气与氧气的比例为l : 6.5，使真空度下降至 5X10—屮a，然后开启中频溅射电源，调节溅射电流为30A，溅射电压为630V，占空比为78%， 频率为40KHz，镀膜时间为5min，从而制得底镀层，底镀层为钛氧化合物底镀层。 作为本专利技术的优选，所述步骤(3)制备金属铬镀层步骤是采用阴极电弧离子镀 和离子轰击方法，将经过步骤(2)处理的塑料基材放置在阴极电弧离子镀膜机内，将工作 室抽真空至真空度位于6X10—3Pa之间，节流阀开启，使工件架以3r/min的转速转动，充入 氩气至真空度为1.5X10—中a，然后开启靶电源，调节电流为70A，镀膜时间为3min，然后关 闭氩气源，在高真空下用离子轰击镀铬1. 5min，从而制得金属铬镀层。 作为本专利技术的优选，采用该方法制得的镀膜塑料分为塑料基材层及镀膜层，镀膜 层分为三层，由内至外依次为钛氧化合物底镀层、金属铬镀层及钛氧化合物面渡层；钛氧化 合物底镀层与钛氧化合物面镀层的厚度都在12纳米至15纳米之间，金属铬镀层的厚度位于1.5微米至2微米之间。 作为本专利技术的优选，采用该方法获得的钛氧化合物的底镀层为14纳米，钛氧化合 物面镀层为13纳米，金属铬镀层为1. 6微米。 作为本专利技术的进一步优选，采用该方法制得的镀铬塑料表面光泽呈银白色，铅笔 硬度达1H至2H。 综上所述，本专利技术具有以下有益效果 1 、实验表明，采用上述塑料表面镀铬方法能显著提高塑料表面的硬度、耐划伤、耐 磨性和耐蚀性等性能，并且使该塑料具有持久的金属光泽； 2、实验表明，用中频磁控溅射法镀覆的钛氧化物底镀层与塑料基材表面结合牢 固、沉积速度快、结构致密、表面光滑；且该镀层耐热、耐辐照，对基材有隔热与防辐照作用， 可以在较大范围内承受离子镀铬过程中的离子轰击，不出现裂纹等缺陷且该镀层还可抑制 随后镀膜过程中基材某些组分的挥发，有利于镀膜性能的稳定，另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料表面镀铬方法，其特征在于：它依次包括　　（１）预处理步骤：对塑料基材表面进行清理；　　（２）制备底镀层步骤：采用中频磁控溅射方法，将预处理后的塑料基材放置在中频磁控溅射镀膜机的工件架上，控制工作室内靶与工件架的距离位于１４０ｍｍ至１６０ｍｍ之间，后将工作室内抽真空至真空度位于５×１０↑［－３］Ｐａ至７×１０↑［－３］Ｐａ之间，开启节流阀，使工件架以２ｒ／ｍｉｎ至５ｒ／ｍｉｎ的转速转动，然后充入氩气与氧气，氩气与氧气的比例位于１∶４．５至１∶８．５之间，使真空度下降至４×１０↑［－１］Ｐａ至５．３×１０↑［－１］Ｐａ之间，然后开启中频溅射电源，调节溅射电流为２８Ａ至３２Ａ，溅射电压为６２５Ｖ至６４０Ｖ，占空比为７６％至８２％，频率为３６ＫＨｚ至４２ＫＨｚ，镀膜时间为４．５ｍｉｎ至５．５ｍｉｎ，从而制得底镀层，底镀层为钛氧化合物底镀层；　　（３）制备金属铬镀层步骤：采用阴极电弧离子镀和离子轰击方法，将经过步骤（２）处理的塑料基材放置在阴极电弧离子镀膜机内，将工作室抽真空至真空度位于５×１０↑［－３］Ｐａ至７×１０↑［－３］Ｐａ之间，节流阀开启，使工件架以２ｒ／ｍｉｎ至５ｒ／ｍｉｎ的转速转动，充入氩气至真空度位于１．３×１０↑［－１］Ｐａ至１．６×１０↑［－１］Ｐａ之间，然后开启靶电源，调节电流为６５Ａ至７５Ａ，镀膜时间为２ｍｉｎ至４ｍｉｎ，然后关闭氩气源，在高真空下用离子轰击镀铬１．３ｍｉｎ至１．８ｍｉｎ，从而制得金属铬镀层；　　（４）制备面镀层步骤：将经过步骤（３）处理的塑料基材放置在中频磁控溅射镀膜机内，重复步骤（２），从而制得钛氧化合物面镀层；　　（５）检验；　　（６）包装。...

【技术特征摘要】
一种塑料表面镀铬方法，其特征在于它依次包括(1)预处理步骤对塑料基材表面进行清理；(2)制备底镀层步骤采用中频磁控溅射方法，将预处理后的塑料基材放置在中频磁控溅射镀膜机的工件架上，控制工作室内靶与工件架的距离位于140mm至160mm之间，后将工作室内抽真空至真空度位于5×10-3Pa至7×10-3Pa之间，开启节流阀，使工件架以2r/min至5r/min的转速转动，然后充入氩气与氧气，氩气与氧气的比例位于1∶4.5至1∶8.5之间，使真空度下降至4×10-1Pa至5.3×10-1Pa之间，然后开启中频溅射电源，调节溅射电流为28A至32A，溅射电压为625V至640V，占空比为76％至82％，频率为36KHz至42KHz，镀膜时间为4.5min至5.5min，从而制得底镀层，底镀层为钛氧化合物底镀层；(3)制备金属铬镀层步骤采用阴极电弧离子镀和离子轰击方法，将经过步骤(2)处理的塑料基材放置在阴极电弧离子镀膜机内，将工作室抽真空至真空度位于5×10-3Pa至7×10-3Pa之间，节流阀开启，使工件架以2r/min至5r/min的转速转动，充入氩气至真空度位于1.3×10-1Pa至1.6×10-1Pa之间，然后开启靶电源，调节电流为65A至75A，镀膜时间为2min至4min，然后关闭氩气源，在高真空下用离子轰击镀铬1.3min至1.8min，从而制得金属铬镀层；(4)制备面镀层步骤将经过步骤(3)处理的塑料基材放置在中频磁控溅射镀膜机内，重复步骤(2)，从而制得钛氧化合物面镀层；(5)检验；(6)包装。2. 根据权利要求1所述的一种塑料表面镀铬方法，其特征在于所述步骤(2)制备底 镀层步骤是采用中频磁控溅射方法，将预处理后的塑料基材放置在中...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱苗根，徐治伟，
申请(专利权)人：湖州金泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]