一種塑料基材的表面處理工藝及塑料件的制作方法

本發明涉及一種塑料基材的表面處理工藝及塑料件。

背景技術：

目前，具有仿金屬及光啞同體效果的電子產品塑料件(如手機殼)的制備工藝為普通的ncvm(不導電電鍍)仿金屬工藝結合3d鐳雕工藝。雖然現有的工藝使塑料件獲得了較好的仿金屬及光啞同體效果，但是現有工藝需要5次噴涂+1次真鍍+1次鐳雕，工藝操作復雜，成本較高，主要表現為工序多、3d鐳雕的周期(cycletime)長導致的生產效率低、鐳雕設備較為昂貴等。另外，現有的工藝制得的塑料件良率低，行業直通率在60％左右。

因此，本領域亟需一種新的塑料基材表面處理工藝，進而用于制備具有仿金屬及光啞效果的塑料件，以克服現有工藝中存在的工藝操作復雜，工序多，需要使用3d鐳雕工藝，周期長，設備昂貴，生產效率低，成本高，和制得的塑料件良率低等技術問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是為了克服現有的具有仿金屬及光啞同體效果的塑料件的制備工藝中存在的工藝操作復雜，工序多，需要使用3d鐳雕工藝，周期長，設備昂貴，生產效率低，成本高，和制得的塑料件良率低等技術問題，而提供了一種塑料基材的表面處理工藝及塑料件。本發明的處理工藝僅需要3次噴涂+1次真鍍就可以制得具有仿金屬及光啞同體效果的塑料件，工序少；并且本發明的處理工藝可無需結合3d鐳雕工藝，成本低，生產效率大幅提高；另外，本發明的處理工藝制得的塑料件的行業直通率可高達80％，良率大幅提升。

本發明主要是通過以下技術方案解決上述技術問題的。

本發明提供了一種塑料基材的表面處理工藝，其包括下列步驟：

(1)在具有火花紋紋理的塑料基材表面上噴涂底漆，預熱，固化，得一底漆層；

(2)在所述的底漆層表面鍍上一金屬鍍層；

(3)在所述的金屬鍍層表面上噴涂中漆，預熱，固化，得一中漆層；

(4)在所述的中漆層表面上噴涂面漆，預熱，固化，得一面漆層。

步驟(1)中，所述的具有火花紋紋理的塑料基材的制備方法可采用本領域常規的制備方法進行制備。本發明優選放電加工處理工藝。本發明更優選下列方法，所述的方法包括下列步驟：采用電火花對塑料基材進行加工，使塑料基材中部形成火花紋紋理。本發明中，所述的火花紋紋理類似金屬噴砂。其中，所述的塑料基材可為本領域常規的塑料基材。所述的塑料基材的厚度可不作具體限定，根據塑料基材的厚度可根據最后制得的塑料件應用領域和產品(例如電視機、電腦或手機等)進行常規選擇。

步驟(1)中，所述的具有火花紋紋理的塑料基材中，所述的火花紋紋理的排列方式可為本領域常規的排列方式，連續或不連續。所述的火花紋的大小可不作具體限定，可根據具體產品的需要進行常規選擇，優選為21-24號火花紋。所述的火花紋紋理的深度可根據最后制得的塑料件應用領域和產品(例如電視機、電腦或手機等)進行常規選擇，例如，當最后制得的塑料件應用于手機殼上時，所述的火花紋紋理的深度優選為15μm-25μm。

步驟(1)中，所述的具有火花紋紋理的塑料基材的一面中，沒有火花紋紋理的區域，一般可經鏡面拋光處理，以達到鏡面高光效果。

步驟(1)中，所述的底漆可為本領域常規的底漆，優選光固化型uv底漆(即紫外線光固化底漆)，更優選購自深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為d4012的底漆。

步驟(1)中，所述的預熱的方法和條件可為本領域底漆預熱常規的方法和條件。本發明優選為紅外輻射預熱的方法。所述的預熱的溫度優選50℃-60℃。所述的預熱的時間優選5-10分鐘。所述的固化的方法和條件可為本領域底漆固化常規的方法和條件。本發明優選紫外光固化的方法。所述的固化方法中的紫外光照射劑量優選控制在600-800mj/cm^2。所述的固化時間優選1分鐘～3分鐘。

步驟(1)中，所述的底漆層的厚度可根據最后制得的塑料件應用領域和產品(例如電視機、電腦或手機等)進行常規選擇，例如，當最后制得的塑料件應用于手機殼上時，所述的底漆層的厚度優選為2μm-4μm。所述的底漆的用量以最終所得底漆層的厚度計。

步驟(2)中，所述的金屬鍍層的制備方法可為本領域常規的制備方法，優選使用物理氣相沉積(pvd)的方法在所述的底漆層鍍上一金屬鍍層。所述的金屬鍍層中的金屬可為本領域常規的金屬，優選銦(優選純銦，即其hplc純度在99.999％以上)或銦錫合金。所述的金屬鍍層的厚度為本領域金屬鍍層常規的厚度，優選為≤0.2μm。

步驟(3)中，所述的中漆可為本領域常規的中漆，優選光固化型uv中漆(即紫外線光固化中漆)；更優選購自深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為z5008的中漆。

步驟(3)中，所述的預熱的方法和條件可為本領域中漆預熱常規的方法和條件。本發明優選采用紅外輻射預熱的方法。所述的預熱的溫度優選65℃-75℃。所述的預熱的時間優選5-10分鐘。所述的固化的方法和條件可為本領域中漆固化常規的方法和條件。本發明優選紫外光固化的方法。所述的固化方法中的紫外光照射劑量優選控制在300-400mj/cm^2。所述的固化時間優選1分鐘～3分鐘。

步驟(3)中，所述的中漆層的厚度可根據最后制得的塑料件應用領域和產品(例如電視機、電腦或手機等)進行常規選擇，例如，當最后制得的塑料件應用于手機殼上時，所述的中漆層的厚度優選為4μm-6μm。所述的中漆的用量以最終所得中漆層的厚度計。

步驟(4)中，所述的面漆可為本領域常規的面漆。當最后制得的塑料件應用于手機殼上時，所述的面漆優選包含下列重量份數的組分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化溫度熱塑性丙烯酸樹脂；0.5份纖維素；0.5份磷酸酯類密著劑；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基異丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引發劑184(ciba184)；0.3份光引發劑tpo(basftpo)；和0.2份流平劑(byk-333)。所述的面漆中，所述的六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物可為本領域常規的六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物，優選sartomercn8000。所述的九官聚氨酯丙烯酸酯聚合物可為本領域常規的九官聚氨酯丙烯酸酯聚合物，優選sartomercn9013。所述的高玻璃化溫度熱塑性丙烯酸樹脂可為本領常規的高玻璃化溫度熱塑性丙烯酸樹脂，優選rohmhaasa11。所述的纖維素可為本領域常規的纖維素，優選eastmancab-551-0.2。所述的光引發劑184和所述的光引發劑tpo為本領域常規市售產品。所述的流光劑可為本領域常規的流光劑，優選byk-333。

步驟(4)中，所述的預熱的方法和條件可為本領域面漆預熱常規的方法和條件。本發明優選采用紅外輻射預熱的方法。所述的預熱的溫度優選55℃-65℃。所述的預熱的時間優選5-10分鐘。所述的固化的方法和條件可為本領域中漆固化常規的方法和條件。本發明優選紫外光固化的方法。所述的光固化方法中的紫外光照射劑量優選控制在800-1000mj/cm^2。所述的固化時間優選1分鐘～3分鐘。

步驟(4)中，所述的面漆層的厚度可根據最后制得的塑料件應用領域和產品(例如電視機、電腦或手機等)進行常規選擇，例如，當最后制得的塑料件應用于手機殼上時，所述的面漆層的厚度優選為18μm-22μm。所述的面漆的用量以最終所得面漆層的厚度計。

本發明還提供了一種所述的塑料基材的表面處理工藝制得的塑料件。

本發明還提供了一種塑料件，其包括相互疊置的一具有火花紋紋理的塑料基材層、一底漆層、一金屬鍍層、一中漆層和一面漆層；其中，所述的塑料基材層的具有火花紋紋理的一面與所述的底漆層相結合；所述的塑料基材層具有火花紋紋理的一面中，沒有火花紋紋理的區域，經鏡面拋光處理。

在本發明一優選實施方案中，所述的塑料件優選由相互疊置的一具有火花紋紋理的塑料基材層、一底漆層、一金屬鍍層、一中漆層和一面漆層組成。

所述的底漆層中的底漆、所述的金屬鍍層中的金屬、所述的中漆層中的中漆、所述的面漆層中面漆以及各層的厚度，均同前所述。

在不違背本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。

本發明所用試劑和原料均市售可得。

本發明的積極進步效果在于：

本發明的處理工藝僅需要3次噴涂+1次真鍍就可以制得具有仿金屬及光啞同體效果的塑料件，工序少；并且本發明的處理工藝可無需結合3d鐳雕工藝，成本低，生產效率大幅提高；另外，本發明的處理工藝制得的塑料件的行業直通率可高達80％，良率大幅提升。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的處理工藝制得的塑料件結構示意圖。

圖2為本發明一對比實施例的處理工藝制得的塑料件結構示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。

未進行特別說明，下述實施例中制備得到的塑料件均應用于手機殼上。

實施例1

一種塑料基材的表面處理工藝，其包括下列步驟：

(1)在具有火花紋紋理的塑料基材表面上噴涂底漆，預熱，固化，得一底漆層。其中，具有火花紋紋理的塑料基材的制備方法包括下列步驟：采用電火花對塑料基材進行加工，使塑料基材中部形成類似金屬噴砂的火花紋文理。其中火花紋為21號火花紋；火花紋文理的深度為15μm。對于具有火花紋紋理的塑料基材的一面中，沒有火花紋文理的區域，采用鏡面拋光處理，達到鏡面高光效果。所述的底漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為d4012的光固化型uv底漆。其中，噴涂底漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在50℃預熱10分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為800mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的底漆層的厚度為2μm。

(2)在所述的底漆層表面用純銦鍍上一金屬鍍層；所述的金屬鍍層的厚度為0.2μm。

(3)在所述的金屬鍍層表面上噴涂中漆，預熱，固化，得一中漆層。所述的中漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為z5008的光固化型uv中漆。其中，噴涂中漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在65℃預熱10分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為300mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的中漆層的厚度為4μm。

(4)在所述的中漆層表面上噴涂面漆，預熱，固化，得一面漆層。所述的面漆包含下列重量份數的組分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化溫度熱塑性丙烯酸樹脂；0.5份纖維素；0.5份磷酸酯類密著劑；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基異丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引發劑184(ciba184)；0.3份光引發劑tpo(basftpo)；和0.2份流平劑(byk-333)。其中，所述的面漆層的厚度為18μm。噴涂面漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在65℃預熱10分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為800mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的面漆層的厚度為18μm。

實施例1制得的塑料件，其包括相互疊置的一具有火花紋紋理的塑料基材層、一底漆層、一金屬鍍層、一中漆層和一面漆層，其中，所述的火花紋紋理的深度為15μm；所述的底漆層的厚度為2μm；所述的金屬鍍層的厚度為0.2μm；所述的中漆層的厚度為4μm；所述的面漆層的厚度為18μm。

實施例2

一種塑料基材的表面處理工藝，其包括下列步驟：

(1)在具有火花紋紋理的塑料基材表面上噴涂底漆，預熱，固化，得一底漆層。其中，具有火花紋紋理的塑料基材的制備方法包括下列步驟：采用電火花對塑料基材進行加工，使塑料基材中部形成類似金屬噴砂的火花紋文理。其中火花紋為24號火花紋；火花紋文理的深度為25μm。對于具有火花紋紋理的塑料基材的一面中，沒有火花紋文理的區域，采用鏡面拋光處理，達到鏡面高光效果。所述的底漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為d4012的光固化型uv底漆。其中，噴涂底漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在60℃預熱5分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為600mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的底漆層的厚度為4μm。

(2)在所述的底漆層表面用純銦鍍上一金屬鍍層；所述的金屬鍍層的厚度為0.1μm。

(3)在所述的金屬鍍層表面上噴涂中漆，預熱，固化，得一中漆層。所述的中漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為z5008的光固化型uv中漆。其中，噴涂中漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在75℃預熱5分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為400mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的中漆層的厚度為6μm。

(4)在所述的中漆層表面上噴涂面漆，預熱，固化，得一面漆層。所述的面漆包含下列重量份數的組分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化溫度熱塑性丙烯酸樹脂；0.5份纖維素；0.5份磷酸酯類密著劑；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基異丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引發劑184(ciba184)；0.3份光引發劑tpo(basftpo)；和0.2份流平劑(byk-333)。其中，所述的面漆層的厚度為18μm。噴涂面漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在55℃預熱5分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為1000mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的面漆層的厚度為22μm。

實施例2制得的塑料件，其包括相互疊置的一具有火花紋紋理的塑料基材層、一底漆層、一金屬鍍層、一中漆層和一面漆層，其中，所述的火花紋紋理的深度為25μm；所述的底漆層的厚度為4μm；所述的金屬鍍層的厚度為0.1μm；所述的中漆層的厚度為6μm；所述的面漆層的厚度為22μm。

實施例3

一種塑料基材的表面處理工藝，其包括下列步驟：

(1)在具有火花紋紋理的塑料基材表面上噴涂底漆，預熱，固化，得一底漆層。其中，具有火花紋紋理的塑料基材的制備方法包括下列步驟：采用電火花對塑料基材進行加工，使塑料基材中部形成類似金屬噴砂的火花紋文理。其中火花紋為22號火花紋；火花紋文理的深度為20μm。對于具有火花紋紋理的塑料基材的一面中，沒有火花紋文理的區域，采用鏡面拋光處理，達到鏡面高光效果。所述的底漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為d4012的光固化型uv底漆。其中，噴涂底漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在55℃預熱8分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為700mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的底漆層的厚度為3μm。

(2)在所述的底漆層表面用純銦鍍上一金屬鍍層；所述的金屬鍍層的厚度為0.1μm。

(3)在所述的金屬鍍層表面上噴涂中漆，預熱，固化，得一中漆層。所述的中漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為z5008的光固化型uv中漆。其中，噴涂中漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在70℃預熱8分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為350mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的中漆層的厚度為5μm。

(4)在所述的中漆層表面上噴涂面漆，預熱，固化，得一面漆層。所述的面漆包含下列重量份數的組分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化溫度熱塑性丙烯酸樹脂；0.5份纖維素；0.5份磷酸酯類密著劑；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基異丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引發劑184(ciba184)；0.3份光引發劑tpo(basftpo)；和0.2份流平劑(byk-333)。噴涂面漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在60℃預熱8分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為900mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的面漆層的厚度為20μm。

實施例3制得的塑料件，其包括相互疊置的一具有火花紋紋理的塑料基材層、一底漆層、一金屬鍍層、一中漆層和一面漆層，其中，所述的火花紋紋理的深度為20μm；所述的底漆層的厚度為3μm；所述的金屬鍍層的厚度為0.1μm；所述的中漆層的厚度為5μm；所述的面漆層的厚度為22μm。

實施例4

一種塑料基材的表面處理工藝，其包括下列步驟：

(1)在具有火花紋紋理的塑料基材表面上噴涂底漆，預熱，固化，得一底漆層。其中，具有火花紋紋理的塑料基材的制備方法包括下列步驟：采用電火花對塑料基材進行加工，使塑料基材中部形成類似金屬噴砂的火花紋文理。其中火花紋為22號火花紋；火花紋文理的深度為20μm。對于具有火花紋紋理的塑料基材的一面中，沒有火花紋文理的區域，采用鏡面拋光處理，達到鏡面高光效果。所述的底漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為d4012的光固化型uv底漆。其中，噴涂底漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在55℃預熱8分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為700mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的底漆層的厚度為3μm。

(2)在所述的底漆層表面用銦錫合金上一金屬鍍層；所述的金屬鍍層的厚度為0.1μm。

(3)在所述的金屬鍍層表面上噴涂中漆，預熱，固化，得一中漆層。所述的中漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為z5008的光固化型uv中漆。其中，噴涂中漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在70℃預熱8分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為350mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的中漆層的厚度為5μm。

(4)在所述的中漆層表面上噴涂面漆，預熱，固化，得一面漆層。所述的面漆包含下列重量份數的組分：20份六官改性聚氨酯丙烯酸酯聚合物；10份九官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物；2份高玻璃化溫度熱塑性丙烯酸樹脂；0.5份纖維素；0.5份磷酸酯類密著劑；5份丙二醇甲醚；15份醋酸丁酯；15份甲基異丁基酮；30份醋酸乙酯；1.5份光引發劑184(ciba184)；0.3份光引發劑tpo(basftpo)；和0.2份流平劑(byk-333)。噴涂面漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在60℃預熱8分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為900mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的面漆層的厚度為20μm。

實施例4制得的塑料件，其包括相互疊置的一具有火花紋紋理的塑料基材層、一底漆層、一金屬鍍層、一中漆層和一面漆層，其中，所述的火花紋紋理的深度為20μm；所述的底漆層的厚度為3μm；所述的金屬鍍層的厚度為0.1μm；所述的中漆層的厚度為5μm；所述的面漆層的厚度為22μm。

對比實施例1

現有技術中的塑料基材的表面處理工藝，其包括下列步驟：

(1)在塑料基材(未經任何處理或僅經鏡面拋光處理)表面上噴涂塑料底涂劑(primer)，烘烤固化，得一塑料底凃層(primer層)。所述的塑料底涂劑為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為pr-uv-05f的熱固化型單組份塑料底涂劑。其中，噴涂塑料底涂劑后，采用紅外輻射加熱的方法，50℃加熱5分鐘。所述的塑料底涂層的厚度為12μm。

(2)在所述的塑料底凃層的表面上噴涂底漆，預熱，固化，得一底漆層。所述的底漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為d4012的光固化型uv底漆。其中，噴涂底漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在50℃預熱10分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為800mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的底漆層的厚度為25μm。

(3)在所述的底漆層表面用純銦鍍上一金屬鍍層；所述的金屬鍍層的厚度為0.2μm。

(4)在所述的金屬鍍層表面上噴涂保護漆，得一保護漆層。所述的保護漆為紫外光固化保護漆。其中，噴涂保護漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在70℃預熱8分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為350mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的保護漆層的厚度為5μm。

(5)在所述的保護漆層表面上噴涂中漆，預熱，固化，得一中漆層。所述的中漆為深圳市賜彩化工科技有限公司、型號為z5008的光固化型uv中漆。其中，噴涂中漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在65℃預熱10分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為300mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的中漆層的厚度為4μm。

(6)在所述的中漆層表面上噴涂面漆，預熱，固化，得一面漆層。所述的面漆為丙烯酸uv面漆。噴涂面漆后，采用紅外輻射預熱的方法，在65℃預熱10分鐘，然后采用紫外光固化的方法，紫外光照射劑量為800mj/cm^2，固化時間為1-3分鐘。所述的面漆層的厚度為30μm。

(7)采用3d鐳雕設備和工藝，在所述的面漆層(例如中部)進行3d鐳雕的操作，形成3d鐳雕(鐳雕區域面漆層啞光效果，非鐳雕區域保留原有面漆層亮光效果)，最后獲得光啞效果的塑料件。

對比實施例1制得的塑料件，其包括相互疊置的一塑料基材層、一塑料底涂層、一底漆層、一金屬鍍層、一保護漆層、一中漆層和一具有3d鐳雕的面漆層，其中，所述的塑料基材層的厚度為10μm；所述的底漆層的厚度為12μm；所述的金屬鍍層的厚度為0.2μm；所述的保護漆層的厚度為5μm；所述的中漆層的厚度為4μm；所述的具有3d鐳雕的面漆層的厚度為30μm。

效果實施例

按照本發明實施例3的處理工藝和對比實施例1的處理工藝制備塑料件100件，其中，本發明實施例3的處理工藝制得的塑料件，行業直通率(良率)為80％，而對比實施例1的處理工藝制得的塑料件，行業直通率(良率)僅60％。可見，采用本發明的處理工藝制得的塑料件，良率大幅提高。

另外，本發明實施例1-2和4的處理工藝制備的塑料件，行業直通率(良率)也在80％以上。