專利名稱：一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種塑料表面處理方法，尤其是涉及一種塑料基材表面具有光催化自清潔功能的表面處理方法，其可應用于衛(wèi)浴、汽車、家電等領域。
背景技術：
液相沉積Liquid-Phase Deposition (LPD)從屬于半導體生長工藝的液相外延技術。利用LDP工藝生長SiO2是新近發(fā)展起來的技術。溶液采用過飽和的氟硅酸溶液，利用其和水的如下反應H2SiF6+H20 — Si02+6HF根據(jù)如上反應，當H2SiF6的濃度、H2O的含量增加或是HF的濃度降低時，便發(fā)生SiO2的沉積。目前，已有采用向溶液中添加H3B03、A1或水的方式來加快SiO2的沉積。沉積的速率在O. OOfO. 007nm/s，這取決于溶液的組成。其速率遠小于熱氧化的生長速率((100))面，1000°C時大約O. lnm/s。當前，已可以采用LPD沉積的金屬的氧化物有T1、Sn、Zr、V、Cd、Zn、N1、Fe、Al等。與其他氧化物工藝相比，LPD有自己的優(yōu)勢低溫，廉價，基底的多樣性等；熱氧化生成的氧化膜的綜合質(zhì)量較好，但較高的氧化溫度導致的熱應力也會造成缺陷態(tài)的存在；電化學沉積過程中電流通路的存在導致膜的致密性差，疏松等。中國專利200910116704公開一種超親水自潔玻璃的制備方法，采用液相沉積法在玻璃表面沉積具有光致超親水性的TIO2膜，該方法以偏鈦酸、二氧化硅、氫氟酸、氨水、硼酸等為原料配制成溶液，其中鈦離子濃度為O. 01 O. 5M，硅鈦摩爾比為O I，硼鈦摩爾比為2 6，溶液pH值為1. O 4.0 ;將清洗后的玻璃基片垂直浸入溶液中，溶液溫度為20 80°C，沉積I 20h后取出清洗，于80 200°C溫度下烘干后即得具有光致超親水性的TIO2鍍膜玻璃。中國專利200510035769公開一種抗菌鋁制品的制備方法，包括如下步驟中介層生成步驟，將鋁制品浸入中介層生成溶液中，對基體進行化學鍍，形成中介層；活化處理步驟，將生成了中介層的鋁制品浸入活化溶液中，腐蝕掉部分區(qū)域的中介層金屬相，鋁制品表面就會存在一些活化和有缺陷的區(qū)域，再用清水清洗，去除表面殘液；抗菌涂覆步驟，將抗菌涂覆液涂覆于經(jīng)前述各步驟處理過的鋁制品表面，通過吸附、還原和液相沉積反應及外力作用下形成有效抗菌功能層。該發(fā)明通過液相沉積及化學方法直接在鋁制品表面生成結(jié)合力好、高效廣譜含銀抗菌層；通過抗菌涂覆溶液的配置，形成利于鋁制品表面吸附的銀顆粒，抗菌成分和基體結(jié)合力好；且不需熱處理，節(jié)約成本。中國專利201110041541公開一種鋁合金表面負載二氧化鈦納米管薄膜的制備方法，(I)采用高氯酸和乙醇溶液對鋁合金進行電化學拋光；(2)對鋁合金進行陽極氧化處理，電解質(zhì)溶液為H3PO4或H3PO4和H2SO4的混合溶液；(3)由陽極氧化所制備的氧化鋁納米管陣列作為模板，用去離子水清洗并烘干 ；⑷制備(NH4)2TiF6的液相沉積溶液；(5)將陽極氧化鋁納米管陣列模板置于液相沉積溶液中靜置沉積，取出后去離子水清洗，烘干；(6)沉積后的薄膜在400 600°C進行熱處理保溫2 4h，然后隨爐冷卻至室溫，制備完成。該發(fā)明所制備的TiO2納米管薄膜不僅具有良好的耐磨性，而且具有優(yōu)異的光催化抑菌、超親水以及自清潔性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的塑料基材表面自清潔處理電絲工藝中存在的缺點，提供可以實現(xiàn)塑料基材表面具有水電鍍鉻的金屬外觀和質(zhì)感，同時還具有光催化抑菌、自清潔表面處理方法，整個工藝流程比較環(huán)保，沒有六價鉻的污染及危害的一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法。本發(fā)明包括以下步驟I)對塑料基材表面進行除油處理；2)對經(jīng)過步驟I)處理的塑料基材進行噴涂漆層；3)對經(jīng)過步驟2)處理的塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行物理氣相沉積金屬鉻層；4)對經(jīng)過步驟3)處理的塑料基材 進行常壓等離子輝光處理，使其金屬鉻層表面具有未水性；5)對經(jīng)過步驟4)處理的塑料基材進行液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜。在步驟2)中，所述噴涂漆層可以為紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一種；噴涂方式為本領域技術人員所公知的方法，漆層的厚度可為10 30μπι。在步驟3)中，所述物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 3 O. 6Α，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速O 150SCCM，時間5 lOmin，以達到清潔及化活化基體表面之目的；所述物理氣相沉積金屬鉻層的工藝條件可為采用多弧物理氣相沉積，電源電流60 100A，沉積時間2 lOmin，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速60 200SCCM ;多弧靶材為99. 9%鉻靶材。在步驟4)中，所述常壓等離子輝光處理，其工藝為功率為500 1000W，處理時間為2 6min。在步驟5)中，所述液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜的具體方法可為將步驟4)處理后的樣品放入液相沉積液中，所述液相沉積液為氟鈦酸氨(NH4) 2TiF616 25g/L，硼酸H3B0312 18g/L，余量為水；在溫度為25 °C條件下恒溫沉積2(Tl20min后取出清洗干凈，于60 120°C溫度下烘干后即得具有光致光催化抑菌自清潔的TIO2薄膜。與現(xiàn)有的塑料表面處理相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點I)獲得的膜層具有光催化抑菌和自清潔功能，減少手接觸時細菌的傳染。2)表面處理的獲得的外觀與現(xiàn)有的水電鍍六價鉻外觀一致，但工藝過程中沒有六價鉻的污染和危害。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。 實施例1改性PP塑料基材表面處理I)對PP塑料基材表面進行手工酒精擦拭除油處理；
2)對經(jīng)過步驟I)處理的塑料基材進行噴涂漆層，所述噴涂漆層可以為紫外光固化(UV)漆、聚氨酯漆(PU)漆中的至少一種；噴涂方式為本領域技術人員所公知的方法，漆層的厚度可為10 30 μ m。3)對經(jīng)過步驟2)處理的塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行物理氣相沉積金屬鉻層；所述物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 3 O. 6A,偏壓20 80V,占空比40% 80%,氬氣流速10 100SCCM,氧氣流速O 150SCCM,時間5 lOmin，以達到清潔及化活化基體表面之目的；所述物理氣相沉積金屬鉻層的工藝條件可為采用多弧物理氣相沉積，電源電流60 100A，沉積時間2 lOmin，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速60 200SCCM ;多弧靶材為99. 9%鉻靶材。4)對經(jīng)過步驟3)處理的塑料基材進行常壓等離子輝光處理，使其金屬鉻層表面具有親水性。所述常壓等離子輝光處理，其工藝為功率為500 1000W，處理時間為2 6min。5)對經(jīng)過步驟4)處理的塑料基材進行液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜。所述液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜，將步驟4)處理后的樣品放入下述液相沉積液中，其工藝為氟鈦酸氨(NH4) 2TiF616 25g/L，硼酸H3B0312 18g/L，余量為水。在溫度為25°C條件下恒溫沉積2(Tl20min后取出清洗干凈，于60 120°C溫度下烘干后即得具有光致光催化抑菌自清潔的TIO2薄膜。實施例2改性PP塑料基材鍍膜拉絲處理I)對PP塑料 基材表面進行人工酒精擦拭除油處理，將PP表面的油脂清除干凈；2)進行噴涂漆層，在噴漆線上噴涂聚氨酯(PU)漆，噴鍍一層聚氨酯(PU)漆后(漆層厚30 μ m)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(70°C X 120min)。3)進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行物理氣相沉積金屬鉻層。物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 3A，偏壓20V，占空比40%，氬氣流速100SCCM，氧氣流速150SCCM，時間lOmin，以達到清潔及化活化基體表面之目的；物理氣相沉積金屬鉻層的工藝條件可為采用多弧物理氣相沉積，電源電流60A，沉積時間lOmin，偏壓20V，占空比40%，氬氣流速60SCCM ;多弧靶材為99. 9%鉻靶材。4)進行常壓等離子輝光處理，使其金屬鉻層表面具有親水性。常壓等離子輝光處理，其工藝為功率為1000W，處理時間為6min。5 )進行液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜。將產(chǎn)品放入下述液相沉積液中，其工藝為氟鈦酸氨(NH4)2TiF616g/L，硼酸H3B0312g/L，余量為水。在溫度為25°C條件下恒溫沉積20min后取出清洗干凈，于100°C溫度下烘干后即得具有光致光催化抑菌自清潔的TIO2薄膜。實施例3ABS塑料基材鍍膜拉絲處理I)對ABS塑料基材表面進行人工酒精擦拭除油處理，將ABS表面的油脂清除干凈;2)進行噴涂漆層，在噴漆線上噴涂紫外光固化(UV)漆，噴鍍一層UV漆后(漆層厚10 μ m)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(60°C X8min)，流平、烘干后送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(lián)(時間10s)，UV照射固化的能量為1200mJ/cm2。3)進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行物理氣相沉積金屬鉻層。物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 6A，偏壓80V，占空比80%，氬氣流速10SCCM，氧氣流速100SCCM，時間5min，以達到清潔及化活化基體表面之目的；物理氣相沉積金屬鉻層的工藝條件可為采用多弧物理氣相沉積，電源電流60A，沉積時間2min，偏壓280V,占空比80%，氬氣流速200SCCM ;多弧靶材為99. 9%鉻靶材。4)進行常壓等離子輝光處理，使其金屬鉻層表面具有親水性。常壓等離子輝光處理，其工藝為功率為500W，處理時間為2min。5)進行液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜。將產(chǎn)品放入下述液相沉積液中，其工藝為氟鈦酸氨(NH4)2TiF625g/L，硼酸H3B0318g/L，余量為水。在溫度為25°C條件下恒溫沉積120min后取出清洗干凈，于60°C溫度下烘干后即得具有光致光催化抑菌自清潔的TIO2薄膜。實施例4改性PA塑料基材鍍膜拉絲處理I)對改性PA塑料基材表面進行人工酒精擦拭除油處理，將PA表面的油脂清除干凈;·2)進行噴涂漆層，在噴漆線上噴涂紫外光固化(UV)漆，噴鍍一層UV漆后(漆層厚20 μ m)，送入紅外線烘干段，進行流平、烘干(70°C X5min)，流平、烘干后送入紫外線光固化段進行UV照射固化交聯(lián)(時間10s)，UV照射固化的能量為1500mJ/cm2。3)進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行物理氣相沉積金屬鉻層。物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流O. 4A，偏壓60V，占空比50%，氬氣流速100SCCM,時間6min，以達到清潔及化活化基體表面之目的；物理氣相沉積金屬鉻層的工藝條件可為采用多弧物理氣相沉積，電源電流80A，沉積時間5min，偏壓60V，占空比50%，氬氣流速100SCCM ;多弧靶材為99. 9%鉻靶材。4)進行常壓等離子輝光處理，使其金屬鉻層表面具有親水性。常壓等離子輝光處理，其工藝為功率為800W，處理時間為4min。5)進行液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜。將產(chǎn)品放入下述液相沉積液中，其工藝為氟鈦酸氨(NH4)2TiF620g/L，硼酸H3B0315g/L，余量為水。在溫度為25°C條件下恒溫沉積60min后取出清洗干凈，于120°C溫度下烘干后即得具有光致光催化抑菌自清潔的TIO2薄膜。
權(quán)利要求
1.一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法，其特征在于包括以下步驟 1)對塑料基材表面進行除油處理； 2)對經(jīng)過步驟I)處理的塑料基材進行噴涂漆層； 3)對經(jīng)過步驟2)處理的塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行物理氣相沉積金屬鉻層； 4)對經(jīng)過步驟3)處理的塑料基材進行常壓等離子輝光處理，使其金屬鉻層表面具有親水性； 5)對經(jīng)過步驟4)處理的塑料基材進行液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法，其特征在于在步驟2)中，所述噴涂漆層為紫外光固化漆、聚氨酯漆中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法，其特征在于在步驟2)中，所述漆層的厚度為10 30 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件為離子源電流O. 3 O. 6A，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速10 100SCCM，氧氣流速O 150SCCM，時間5 lOmin，所述物理氣相沉積金屬鉻層的工藝條件可為采用多弧物理氣相沉積，電源電流60 100A，沉積時間2 lOmin，偏壓20 80V，占空比40% 80%，氬氣流速60 200SCCM ；多弧靶材為99. 9%鉻靶材。
5.如權(quán)利要求1所述的一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法，其特征在于在步驟4)中，所述常壓等離子輝光處理的工藝條件為功率為500 1000W，處理時間為2 6min。
6.如權(quán)利要求1所述的一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法，其特征在于在步驟5)中，所述液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜的具體方法為將步驟4)處理后的樣品放入液相沉積液中，所述液相沉積液為氟鈦酸氨(NH4)2TiF6 16 25g/L，硼酸H3B0312 18g/L，余量為水；在溫度為25°C條件下恒溫沉積2(Tl20min后取出清洗干凈，于60 120°C溫度下烘干后即得具有光致光催化抑菌自清潔的TIO2薄膜。
全文摘要
一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法，涉及一種塑料表面處理方法。提供可以實現(xiàn)塑料基材表面具有水電鍍鉻的金屬外觀和質(zhì)感，同時還具有光催化抑菌、自清潔表面處理方法，整個工藝流程比較環(huán)保，沒有六價鉻的污染及危害的一種具有自清潔功能塑料基材表面的處理方法。1)對塑料基材表面進行除油處理；2)對經(jīng)過步驟1)處理的塑料基材進行噴涂漆層；3)對經(jīng)過步驟2)處理的塑料基材進行物理氣相沉積等離子體改性后，再進行物理氣相沉積金屬鉻層；4)對經(jīng)過步驟3)處理的塑料基材進行常壓等離子輝光處理，使其金屬鉻層表面具有親水性；5)對經(jīng)過步驟4)處理的塑料基材進行液相沉積納米銳鈦礦型的二氧化鈦透明薄膜。
文檔編號C23C14/20GK103046003SQ201210589859
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者張先超, 余水, 李明仁 申請人:廈門建霖工業(yè)有限公司