一種帶金屬外觀的塑料工件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及塑料工藝領域，尤其涉及一種帶金屬外觀的塑料工件。
【背景技術】
[0002]隨著人們對生活的追求，需求越來越高，塑料金屬化成為一種趨勢。然后傳統塑料金屬化工藝是注塑后的毛坯經水電鍍獲得金屬外觀，其流程一般包括塑料注塑、化學除油、親水、化學粗化、中和、預浸、膠體鈀活化、解膠、化學鎳、活化、焦銅、酸銅、半光鎳、六價鉻或三價鉻。其工藝存在以下缺點:(I)周期時間長。(2)耗水耗能大，且產出大量廢水。(3)使用有害化學鍍液與添加劑。(4)排放有毒廢氣。(5)耗用金屬量大。(6)使用對人體有害的六價鉻。顯然，這一傳統工藝對環境污染及對工人危害頗大，急需改進。
[0003]為此人們開展了大量研究，其中較成功的方案是噴漆真空電鍍工藝，如專利ZL02125257.2利用噴漆/蒸發鍍鋁/噴漆的方法獲得金屬及非金屬的鏡面金屬化外觀處理方法；專利ZL201010585736公開了一種在工程塑膠表面制備夾層復合鍍膜的方法，其利用電弧離子鍍膜/噴漆/電弧離子鍍膜獲得塑料的表面金屬化方法，其通過優化真空鍍膜工藝，只需一道噴漆就可以獲得鏡面金屬外觀。但是噴漆會存在溶劑揮發，對環境有影響，油漆利用率低，易燃易爆等問題。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種帶金屬外觀的塑料工件。
[0005]為實現上述目的，本實用新型的技術方案為，
[0006]塑料工件基材外層依次排列第一層透明有機膜，一層金屬裝飾膜，第二層透明有機膜；塑料工件基材內層依次排列第一層透明有機膜和第二層透明有機膜；所述第一層透明有機膜的厚度為3.2-10.8微米，第二層透明有機膜的厚度為3.2-10.8微米，一層金屬裝飾膜的厚度為0.1-0.5微米。
[0007]進一步，所述第一層透明有機膜采用化學氣相沉積聚對二甲苯獲得；具體步驟為，
[0008]Al、將清潔的塑料工件裝入真空設備中，抽真空到1x10 2pa，充入氬氣100SCCM及氧氣100SCCM，輝光電壓3000V，時間2分鐘；
[0009]A2、將塑料工件放入加有聚對二甲苯材料的CVD鍍膜機的蒸發室內，當蒸發室內的真空度到達0.8-1.2pa時，將真空鍍膜室內的聚對二甲苯升溫至120-180°C進行氣化升化，速率15-25A/S ;優選的，所述A2步驟中，真空度為Ipa時，將聚對二甲苯在150°C氣化升化，速率20A/s。
[0010]A3、升化揮發的氣體聚對二甲苯進入裂解室，溫度控制在685-705 V，進行裂解催化，速率10-13A/S，得到經高溫裂解的單體聚對二甲苯；優選的，所述A3步驟中，裂解室溫度控制在695 °C，進行裂解催化，速率12A/s。
[0011]A4、所述單體聚對二甲苯進入沉積室，溫度控制在室溫20-25 °C，進行低溫沉積，速率9-12A/S，沉積時間1-2.5小時，膜厚達3.2-10.8 μ m ;得到帶有第一層透明有機膜的塑料工件；優選的，所述A4步驟中，沉積室溫度控制在室溫25°C，進行低溫沉積，速率lOA/s，沉積時間1.5小時，膜厚達5.4 μ m。
[0012]所述蒸發室，裂解室和沉積室的三個室體是相通的。
[0013]進一步，所述金屬裝飾膜采用物理氣相沉積金屬膜獲得，具體步驟為，
[0014]B1、將帶有第一層透明有機膜的塑料工件在物理氣相沉積設備中進行輝光清洗，氬氣150-250sccm，偏壓2500-3500V，時間4_6min ;優選的，所述BI步驟中，氬氣300sccm，偏壓3000V，時間5min ；
[0015]B2、再進行濺射沉積鈦或鉻合金，條件為氬氣50-150sccm，偏壓100-150V，時間l-5min ;優選的，所述B2步驟中，氬氣lOOsccm，偏壓120V，時間2min，濺射鈦或鉻電流20-60A ；
[0016]B3、再進行派射反應沉積氮化鈦或氮化絡合金，氮氣50-150sccm，時間l_5min ;得到帶有第一層透明有機膜和一層金屬裝飾膜的塑料工件。優選的，所述B3步驟中，氮氣lOOsccm，時間3min，濺射鈦或鉻電流20-60A。
[0017]進一步，所述第二層透明有機膜采用化學氣相沉積聚對二甲苯獲得；具體步驟為，
[0018]Al、將已經帶有第一層透明有機膜和一層金屬裝飾膜的塑料工件放入加有聚對二甲苯的鹵代物的CVD鍍膜機的蒸發室內，當蒸發室內的真空度到達0.8-1.2pa時，將真空鍍膜室內的聚對二甲苯的鹵代物升溫至120-180°C進行氣化升化，速率15-25A/S ;優選地，真空度為Ipa時，將聚對二甲苯的鹵代物在150°C氣化升化，速率20A/s ;優選的，所述聚對二甲苯的鹵代物為聚氟對二甲苯，更優選為八氟聚對二甲苯及四氟聚對二甲苯；
[0019]A2、升化揮發的氣體聚對二甲苯的鹵代物進入裂解室，溫度控制在685-705°C，進行裂解催化，速率10-13A/S，得到經高溫裂解的單體聚對二甲苯的鹵代物；優選地，裂解室溫度控制在695°C，進行裂解催化，速率12A/s ;
[0020]A3、所述單體聚對二甲苯的鹵代物進入沉積室，溫度控制在室溫20-25°C，進行低溫沉積，速率9-12A/S，沉積時間1-2.5小時，膜厚達3.2-10.8 μ m ;優選地，沉積室溫度控制在室溫25°C，進行低溫沉積，速率lOA/s，沉積時間1.5小時，膜厚達5.4 μ m ;得到帶有第一層透明有機膜，一層金屬裝飾膜及第二層透明有機膜的塑料工件；
[0021]所述蒸發室，裂解室和沉積室的三個室體是相通的。
[0022]本實用新型通過在清潔塑料表面進行化學氣相沉積聚對二甲苯，獲得一層均勻致密的有機透明膜，然后進行物理氣相沉積金屬膜(鋁或鉻)，最后再進行化學氣相沉積聚四氟對二甲苯，獲得耐侯能強的有機透明膜，從而獲得金屬化外觀塑料制品，該工藝完全在真空環境下生產，無溶劑及廢漆產生，獲得無死角耐蝕防護鍍層，并且成本低制備工藝簡單。
[0023]物理氣相沉積(PVD)鍍金屬膜的作用是賦予產品的金屬外觀，可以獲得各種金屬色(如銀白色及金色)，產品經過物理氣相沉積在其表面形成有色的金屬膜，有利于提升塑料產品的裝飾作用及附加值。
[0024]化學氣相沉積(CVD)聚對二甲苯或聚對二甲苯的鹵代物的作用是提高金屬龍頭的表面，尤其是內表面的防腐、致密的特性，利用化學氣相沉積的良好滲透性，在產品的內外表面沉積了一層有機膜，這層有機膜起到隔絕屏蔽作用，使外界空氣及水與金屬不接觸，從而起到高耐蝕防腐作用。
[0025]所述第一塑料工件制備(也就是形成第一透明有機膜)步驟中，所述聚對二甲苯為N型聚對二甲苯。
[0026]聚對二甲苯，商品名帕里綸(Parylene)，是通過化學氣相沉積法制備的具有聚二甲撐苯撐結構的聚合物薄膜的統稱，它有極其優良的電性能、耐熱性、耐候性和化學穩定性。
[0027]N 型聚對二甲苯，CAS 號:1633-22-3，分子式:C16H16，熔點:285-288。C，密度:1.1g/cm3，又稱二聚對二甲苯。
[0028]所述聚對二甲苯的鹵代物為聚氟對二甲苯，更具體為八氟聚對二甲苯及四氟聚對二甲苯。
[0029]八氟聚對二甲苯，CAS號:3345-29-7，分子式:C16H8F8，沸點:321 ° C，閃點:117° C，密度:1.497g/cm3o 又稱為 I, 1,2, 2,9,9, 10，10-八氟[2.2] 二聚對二甲苯。
[0030]四氟聚對二甲苯，CAS號:703-87-7，分子式:C16H12F4，2，3，5，6-四氟對二甲苯。
[0031]其中，所述形成第二透明有機膜步驟的具體加工方法包括，將鍍有金屬膜的塑料工件，放入真空鍍膜室內，然后進行化學氣相沉積:所用設備為CVD鍍膜機，該設備包括蒸發室，裂解室和沉積室，這三腔體是一個連聯的，首先對二聚對二甲苯材料加入蒸發室，抽真空Ipa時，加熱到150攝氏度，開始氣化揮發進入裂解室，裂解室高溫690攝氏度將二聚對二甲苯分解為活性單體，然后該活性單體進入低溫沉積室，線性生長組成聚對二甲苯。
[0032]本實用新型的塑料工件沒有限制，只要是塑料的，均能實現本實用新型的技術方案并達到本實用新型的技術效果。實施例中列舉了塑料汽車L0G0，塑料相框，汽車把手作為塑料工件，但很明顯的，本實用新型并不限于這些塑料工件。
[0033]本實用新型的描述中，比如第一塑料工件，第二塑料工件，第三塑料工件，第四塑料工件，第一透明有機膜，第二透明有機膜的描述中的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等為指代或描述方便，不能理解為有順序關系或者有相對重要性指示，除非另有說明，“多個”、“多組”、“多重”的含義是兩個(組或重)或兩個(組或重)以上。
[0034]本實用新型免漆噴涂工藝，無溶劑揮發及環保問題，另外本實用新型的無死角全封閉技術，極大地提高了產品的耐腐蝕性能。
【附圖說明】
[0035]圖1是本實用新型實施例1所得塑料工件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。本實用新型的描述中，“第一”、“第二”、“第三”等為指代或描述方便，不能理解為有順序關系或者有相對重要性指示，除非另有說明，“多個”、“多組”、“多重”的含義是兩個(組或重)或兩個(組或重)以上。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市購獲得的常規產品。
[0037]第一塑料工件制備:
[0038]將清潔的塑料工件裝入真空設備中，抽真空到1x10 2pa，充入氬氣100SCCM及氧氣100SCCM，輝光電壓3000V，時間2分鐘；
[0039]第二塑料工件制備:
[0040]所述第二塑料工件制備的步驟為，
[0041]Al、將第一塑料工件放入加有聚對二甲苯材料的CVD鍍膜機的蒸發室內，當蒸發室內的真空度到達0.8-1.2pa時，將真空鍍膜室內的聚對二甲苯或聚對二甲苯的鹵代物升溫至120-180°C進行氣化升化，速率15-25A/S ;優選地，真空度為Ipa時，將聚對二甲苯在150°C氣化升化，速率20A/s ；
[0042]A2、升化揮發的氣體聚對二甲苯進入裂解室，溫度控制在685-705 °C，進行裂解催化，速率10-13A/S，得到經高溫裂解的單體聚對二甲苯；優選地，裂解室溫度控制在695°C，進行裂解催化，速率12A/s;
[0043]A3、所述單體聚對二甲苯進入沉積室，溫度控制在室溫20-25°C，進行低溫沉積，速率9-12A/S，沉積時間1-2.5小時，膜厚達3.2-10.8 μ m ;優選地，沉積室溫度控制在室溫25°C，進行低溫沉積，速率lOA/s，沉積時間1.5小時，膜厚達5.4 μπι;得到第二塑料工件；
[0044]所述蒸發室，裂解室和沉積室的三個室體是相通的。
[0045]第三塑料工件制備:
[0046]B1、將第二塑料工件在物理氣相沉積設備中進行輝光清洗，氬氣150-250SCCm，偏壓 2500-3500V，時間 4-6min ;優選地，氬氣 300sccm，偏壓 3000V，時間 5