專利名稱：一種雙層抗菌鍍層的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種塑膠制品金屬化，尤其是涉及一種新型雙層抗菌鍍層的制備方 法。
背景技術：
進入21世紀以來，塑料制品已成為人們的日常生活中必不可少的一部分，其廣泛 應用于我們生活的每一個細節，例如在人們日常接觸的各種家用電器(電話、洗衣機、電 腦、電器開關等)當中已經大量采用了塑料制品。另一方面由于環境污染等原因的影響，這 些人們日常接觸的這些塑料制品的表面往往會帶有大量的細菌，成為一個個細菌污染源和 疾病傳播源。據統計，全世界每年死亡人數中大約有1700萬人是因細菌傳染而引起的。那 么發展和研究具有抗菌性能的新型鍍層制品，對于改善人們的生活環境、減少疾病發生率、 保護人類身體健康等方面都具有十分重要的現實意義。從2003年SARS病毒全球泛濫到最近Hmi流感的全球性爆發，讓消費者對食品安 全和環境中存在各種病原菌的擔心加劇。全球抗菌劑在塑料中應用日益廣泛，以滿足人們 對公共衛生和日常生活需求，全球抗菌劑在塑料中應用的年增長率約為3.5% 4%。北美 是使用抗菌劑(包括生物抑制劑)最多的地區，占全球總用量的40%，日本占20%。而日 本的人均抗菌劑使用量最大，遠超北美和歐洲。根據世界知名的民意調查公司Gallup poll 最近發布的一項調查顯示，絕大多數的消費者表示愿意購買有抗菌保護的抗菌產品，75% 的消費者偏愛選擇具有抗菌保護的產品。調查里10人有7人以上透露有用到超過6樣抗 菌產品。消費者感覺在用途和環境方面有必要使用抗菌加工的制品。中國專利ZL200420071581公開一種表面抗菌耐磨制品，其基材是金屬制品、無機 材料制品、高分子材料制品，通過物理氣相沉積技術在上述基材表面上鍍含有銀或銅或銀 銅復合物的硬質膜。該發明的鍍層的耐磨性不夠好，抗菌性持續效果差。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的上述不足，提供一種具有長期抗菌和抑菌效果 的雙層抗菌鍍層的制備方法。本發明包括以下步驟 1)將塑膠基材放入物理氣相沉積(PVD)真空設備中，進行抽真空，當真空度達到 ΙΟ"2時，對基材實施清洗與活化，得活化后的基材；在步驟1)中，所述塑膠基材可選自熱塑性塑膠或熱固性塑膠等，所述熱塑性塑膠 可選自 ABS、PC/ABS、HIPS、PC、PPO, PP、PERT、HDPE、ΡΑ6、ΡΑ66、ABS/TPU、玻纖增強 PA6、玻纖 增強PP等中的一種；所述熱固性塑膠可采用BMC等；所述活化，可采用等離子輝光活化，其 工藝條件可為離子源電流0. 3 0. 5A，偏壓80 150V，占空比50 % 80 %，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速10 150SCCM，爐內真空壓力0. 1 0. 3Pa，活化時間5 IOmin,以達到 清潔及化活化基體表面之目的，提高抗菌除氯膜與基材間的結合力。
2)對活化后的基 材表面真空鍍金屬底膜；在步驟2)中，所述對基材表面真空鍍金屬底膜，可采用中頻濺射法，所述中頻濺 射法的工藝條件如下中頻電源功率6 9kW，偏壓80 150V，氬氣流速20 100SCCM，爐 內真空壓力0. 1 0. 3Pa，鍍膜時間10 20min ；所述金屬底膜可選自Cu，Cr，Cu-Zn合金 等中的至少一種。3)對已鍍金屬底膜的基材噴鍍抗菌中間涂層；在步驟3)中，所述抗菌中間涂層可為添加有機抗菌劑或無機抗菌劑的紫外光 固化油漆、烤漆、電泳漆、靜電粉末漆等中的至少一種；所述紫外光固化油漆可采用UV漆 等；所述有機抗菌劑可選自二氯十辛基異噻唑啉酮(Dichlorooctylisothiazolinone， DC0IT)、3-(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化銨，DC5700、10，10，-氧代雙吩惡 砒(OBPA)、磷酸酯復合物、PolySept L型抗菌劑等中的至少一種；所述二氯十辛基異噻唑 啉酮(Dichlorooctylisothiazolinone, DC0IT)可選自羅門哈斯公司 vinyzene 的二氯十 辛基異噻唑啉酮(Dichlorooctylisothiazolinone，DCOIT)；所述3_(三甲氧甲硅烷基)丙 基十八烷基二甲基氯化銨可選自美國道康寧公司的3-(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二 甲基氯化銨；所述10，10’ -氧代雙吩惡砒(OBPA)可選自托洛伊公司(Troy Corporation) 的10，10’-氧代雙吩惡砒(OBPA)；所述磷酸酯復合物可選自聚合化學合金公司(PolyChem Alloy)的磷酸酯復合物；所述無機抗菌劑可選自納米銀、納米銅等中的至少一種；所述 對已鍍金屬底膜的基材噴鍍抗菌中間涂層的具體方法可為在塑膠基體上噴鍍一層添加
10%抗菌劑的漆層，再送入紅外線烘爐，進行噴漆膜層流平、烘干，烘干后的噴漆膜層 在紫外線光固化爐內接受照射固化交聯，照射固化交聯的時間可為10 45s ；所述漆層的 厚度可為10 30 μ m ；所述烘干的溫度可為50 70°C，烘干的時間可為3 IOmin ；所述 漆層可采用UV漆層，電泳漆層或粉末漆層等。4)對噴完中間抗菌層的樣品進行物理氣相沉積鍍抗菌金屬膜，得雙層抗菌鍍層。在步驟4)中，所述物理氣相沉積鍍抗菌金屬膜可采用電弧法或中頻濺射法等， 所述電弧法的工藝條件可為靶電源電流60 100A，偏壓80 150V，氬氣流速20 100SCCM，爐內真空壓力0. 1 0. 3Pa，鍍膜時間1 5min ；所述中頻濺射法的工藝條件可 為中頻電源功率6 9kW，偏壓80 150V，氬氣流速20 100SCCM，爐內真空壓力0. 1 0. 3Pa，鍍膜時間5 IOmin ；所述抗菌金屬膜的靶材可為Cr95% 99. 5% Ag5% 0. 5% 合金靶材。與現有技術相比，本發明具有以下突出優點1)具有雙層抗菌層，利用PVD真空鍍的膜層不致密，存在大量微孔，中間抗菌層的 抗菌劑可通過這些空洞遷移到鍍層表面與表面抗菌鍍層一起對細菌進行殺死或者抑制其 生長。2)利用PVD真空鍍的膜層不致密，存在大量的微孔，中間抗菌層的抗菌劑可通過 這些空洞遷移到鍍層的表面與表面抗菌鍍層一起對細菌進行殺死或者抑制其生長，因此這 種雙層抗菌鍍層不僅具有長期的抗菌和抑菌效果，而且抗菌和抑菌效率高。3)此種金屬膜/抗菌層/金屬抗菌膜之雙層抗菌技術開拓了廣譜塑膠金屬化領 域，鍍出產品功能優異且外觀優良，非常適用于衛浴、電子、家電與汽車等行業。
圖1為本發明實施例1的PVD Cr99. 5% AgO. 5%表面微孔分布圖。在圖1中， 300X放大微孔數2640pcs/cm2，微孔尺寸為8. 3 μ m ；計算微孔數量及微孔尺寸是在取邊 長為0. 25mm的正方形中進行。
具體實施例方式
實施例1一種PC/ABS鏡殼鍍雙層抗菌鍍層示例，其工藝流程如下(1)將PC/ABS注塑成型坯件放入PVD真空設備中，進行抽真空，當真空度達到10_2 時，對基材實施清洗與活化(等離子輝光)，其工藝條件為離子源電流0. 5A，偏壓150V，占空 比80%，氬氣流速100SCCM，氧氣流速150SCCM，爐內真空壓力0. 3Pa，活化時間lOmin，以達 到清潔及化活化基體表面之目的，提高抗菌除氯膜與基材間的結合力。(2)對將PC/ABS注塑成型坯件表面真空鍍金屬底膜，其工藝條件為中頻濺射法工 藝條件中頻電源功率9KW，偏壓150V，氬氣流速100SCCM，爐內真空壓力0. 3Pa，鍍膜時間 20min)；所述的底層金屬膜為純Cu。(3)對已鍍PVD金屬底層的樣品噴鍍抗菌中間涂層為添加無機抗菌劑的UV涂層其 工藝包含以下程序，依次a.噴鍍一層添加納米銀抗菌劑的UV漆層，漆層厚30 μ m。b.塑膠件送入紅外線烘爐，進行噴漆膜層流平、烘干(50°C XlOmin)。c.流平后噴漆膜層在紫外線光固化爐內接受照射固化交聯(時間45s)。(4).對噴完中間抗菌層的樣品進行PVD鍍抗菌金屬膜，其電弧法工藝條件靴電 源電流100A，偏壓150V，氬氣流速100SCCM，爐內真空壓力0. 3Pa，鍍膜時間5min)；所述的 抗菌金屬膜靶材為Cr99. 5% AgO. 5%合金靶材。PVD Cr99. 5% AgO. 5%表面微孔分布圖見 圖1。樣品依據 JIS Z2801 2000 Antimicrobial-Test for antimicrobial activity and efficacy標準進行檢測，檢測結果如表1所示。表 權利要求
1.一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于以下步驟1)將塑膠基材放入物理氣相沉積真空設備中，進行抽真空，當真空度達到10_2時，對基 材實施清洗與活化，得活化后的基材；2)對活化后的基材表面真空鍍金屬底膜；3)對已鍍金屬底膜的基材噴鍍抗菌中間涂層；4)對噴完中間抗菌層的樣品進行物理氣相沉積鍍抗菌金屬膜，得雙層抗菌鍍層。
2.如權利要求1所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述 塑膠基材選自熱塑性塑膠或熱固性塑膠，所述熱塑性塑膠選自ABS、PC/ABS、HIPS、PC、PPO、 PP、PERT、HDPE、PA6、PA66、ABS/TPU、玻纖增強PA6、玻纖增強PP中的一種；所述熱固性塑膠 采用BMC。
3.如權利要求1所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述 活化，是采用等離子輝光活化，其工藝條件為離子源電流0. 3 0. 5A，偏壓80 150V，占 空比50% 80%，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速10 150SCCM，爐內真空壓力0. 1 0. 3Pa，活化時間5 lOmin。
4.如權利要求1所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述 對基材表面真空鍍金屬底膜，是采用中頻濺射法，所述中頻濺射法的工藝條件如下中頻電 源功率6 9kW，偏壓80 150V，氬氣流速20 100SCCM，爐內真空壓力0. 1 0. 3Pa，鍍 膜時間10 20min ；所述金屬底膜選自Cu，Cr，Cu-Zn合金中的至少一種。
5.如權利要求1所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述 抗菌中間涂層為添加有機抗菌劑或無機抗菌劑的紫外光固化油漆、烤漆、電泳漆、靜電粉末 漆中的至少一種。
6.如權利要求5所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于所述紫外光固化 油漆采用UV漆；所述有機抗菌劑選自二氯十辛基異噻唑啉酮、3-(三甲氧甲硅烷基)丙基 十八烷基二甲基氯化銨，DC5700、10，10’ -氧代雙吩惡砒、磷酸酯復合物、PolySept L型抗 菌劑中的至少一種。
7.如權利要求5所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于所述無機抗菌劑選 自納米銀、納米銅中的至少一種。
8.如權利要求1所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所 述對已鍍金屬底膜的基材噴鍍抗菌中間涂層的具體方法為在塑膠基體上噴鍍一層添加 10%抗菌劑的漆層，再送入紅外線烘爐，進行噴漆膜層流平、烘干，烘干后的噴漆膜層 在紫外線光固化爐內接受照射固化交聯，照射固化交聯的時間為10 45s ；所述漆層的厚 度為10 30 μ m ；所述烘干的溫度為50 70°C，烘干的時間為3 IOmin ；所述漆層采用 UV漆層，電泳漆層或粉末漆層。
9.如權利要求1所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于在步驟4)中，所述 物理氣相沉積鍍抗菌金屬膜是采用電弧法或中頻濺射法。
10.如權利要求9所述的一種雙層抗菌鍍層的制備方法，其特征在于所述電弧法的工 藝條件為靶電源電流60 100A，偏壓80 150V，氬氣流速20 100SCCM，爐內真空壓力 0. 1 0. 3Pa，鍍膜時間1 5min ；所述中頻濺射法的工藝條件為中頻電源功率6 9kW， 偏壓80 150V，氬氣流速20 100SCCM，爐內真空壓力0. 1 0. 3Pa，鍍膜時間5 IOmin ；所述抗菌金屬膜的靶材為Cr95% 99. 5% Ag5% 0. 5%合金靶 材。
全文摘要
一種雙層抗菌鍍層的制備方法，涉及一種塑膠制品金屬化。將塑膠基材放入物理氣相沉積真空設備中，進行抽真空，當真空度達到10-2時，對基材實施清洗與活化，得活化后的基材；對活化后的基材表面真空鍍金屬底膜；對已鍍金屬底膜的基材噴鍍抗菌中間涂層；對噴完中間抗菌層的樣品進行物理氣相沉積鍍抗菌金屬膜，得雙層抗菌鍍層。具有雙層抗菌層，利用PVD真空鍍的膜層不致密，存在大量微孔，中間抗菌層的抗菌劑可通過這些空洞遷移到鍍層表面與表面抗菌鍍層一起對細菌進行殺死或者抑制其生長。適用于衛浴、電子、家電與汽車等行業。
文檔編號C23C14/02GK102108484SQ201110021129
公開日2011年6月29日 申請日期2011年1月18日 優先權日2011年1月18日
發明者余水, 吳子豹, 周海霞, 李明仁 申請人:廈門建霖工業有限公司