本發(fā)明屬于金屬裝飾性表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
金屬裝飾性表面處理方法有電鍍、涂裝、氧化著色、電解拋光等方法，這些方法已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用、國防、航空等科技領(lǐng)域，和我們的生活息息相關(guān)。但這些金屬裝飾性處理往往要先進行打磨、拋光得到光亮的基材表面，這些機械處理方法會產(chǎn)生大量粉塵，對人體健康、環(huán)境有害；表面處理需要用到化工原料，生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量含重金屬、氰化物、酸堿、有機物、有機揮發(fā)溶劑等對人體有害的廢水、廢渣和廢氣，雖然“三廢”處理技術(shù)越來越先進，環(huán)保管理執(zhí)法越來越嚴格，但要徹底根治卻非常困難，嚴重影響了人們的身體健康。電鍍在裝飾性領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，能得到鏡面光亮的高裝飾性外觀，金屬質(zhì)感強，外觀顏色主要有銀白、金黃、槍黑三種，色彩品種顯得單一，難以滿足當今人們追求多種色彩、個性化的需求。
電泳漆、真空電鍍等裝飾性綠色環(huán)保金屬表面處理新工藝已得到越來越多的應(yīng)用。電泳漆彩色品種齊全，外觀透明光亮，但缺乏金屬質(zhì)感，一般是先電鍍再上電泳漆，才能達到具金屬質(zhì)感的高裝飾性要求，這樣一來仍然離不開電鍍，環(huán)保問題同樣得不到解決。真空電鍍鍍層薄，對金屬表面起不到填平、光亮作用，真空電鍍前必需精拋光，為了得到結(jié)合力良好的光亮真空鍍層，還必須先噴涂一層底漆，真空電鍍后再噴涂一層面漆，起到保護鍍層和上色作用，但噴涂材料利用率低成本高，需高溫固化，產(chǎn)生大量的VOC有毒氣體，工人操作環(huán)境差，不節(jié)能不環(huán)保。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆及其應(yīng)用，旨在解決電鍍色彩單一，產(chǎn)生大量有毒廢水，噴涂、電泳漆、真空電鍍等金屬表面處理工藝單獨使用缺乏電鍍具有的強烈金屬質(zhì)感，噴涂作為真空電鍍的打底層材料利用率低成本高，產(chǎn)生VOC有毒氣體，工人操作環(huán)境差，不節(jié)能不環(huán)保的問題。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆，所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆按照質(zhì)量百分數(shù)由丙烯酸合成樹脂40％～60％、固化劑15％～20％、助溶劑15％～20％、引發(fā)劑3％～6％、中和劑5％～10％和去離子水10％～15％組成；
所述固化劑為封閉聚異氰酸酯，助溶劑為醇醚類有機溶劑，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，中和劑為乳酸、冰醋酸。
進一步，所述丙烯酸合成樹脂的基礎(chǔ)配方按照質(zhì)量百分數(shù)由：甲基丙烯酸甲酯15％～30％、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯20％～30％、甲基丙烯酸丁酯10％～15％、丙烯酸丁酯20％～30％和2-甲基丙烯酸-2-羥乙酯10％～15％組成。
樹脂制備方法為：在反應(yīng)釜中加入以上單體總質(zhì)量的60％～70％的醇醚類有機溶劑，升溫到80～85℃，將按上述配方配制的單體和適量偶氮二異丁腈引發(fā)劑的混合液在2～3h內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，保溫1～2h，至單體轉(zhuǎn)化率大于99％后降溫，出料，過濾，備用，樹脂合成步驟完成。
進一步，所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆按照質(zhì)量百分數(shù)由丙烯酸合成樹脂40％～60％、固化劑15％～20％、助溶劑15％～20％、光引發(fā)劑2％～6％、中和劑2％～7％、流平劑0.01％～1％和去離子水10～15％組成；
所述固化劑為封閉異佛爾酮二異氰酸酯，助溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯，光引發(fā)劑為1173、184復(fù)配，中和劑為乳酸或冰醋酸，流平劑為聚丙烯酸酯類或改性磷酸酯類。
進一步，所述丙烯酸合成樹脂基礎(chǔ)配方按照質(zhì)量百分數(shù)由N-甲基二乙醇胺10％～20％、季戊四醇三丙烯酸酯20％～30％、甲基丙烯酸-β-羥乙酯15％～25％和丙烯酸丁酯15％～30％組成。樹脂制備方法為：在反應(yīng)釜中加入以上單體總質(zhì)量的60％～70％的醇醚類有機溶劑，升溫到80～90℃，將按上述配方配制的單體混合物和適量錫類或有機鉍催化劑在2～3h內(nèi)滴加到反應(yīng)釜中，保溫2～3h，加入封閉異佛爾酮二異氰酸酯固化劑，保溫1h，降溫到60℃后，加中和劑、光引發(fā)劑和流平劑，攪拌均勻即制得紫外光固化陽離子型丙烯酸陰極電泳樹脂。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆的應(yīng)用方法，所述應(yīng)用方法包括以下步驟：
(1)根據(jù)不同基材和材料表面狀況進行不同的前處理，包括機械清理、除油、除銹、浸蝕、水洗；
(2)純水清洗，純水電導(dǎo)率小于5us/cm，時間：10～20s；
(3)陰極電泳采用熱固型丙烯酸陰極電泳工藝，電泳漆施工工藝參數(shù)：陰極電泳槽液固含量8％～12％、pH值4.0～5.0、電導(dǎo)率300～600us/cm、槽液溫度26～30℃、電泳電壓20～120v、電泳時間10～120s；
(4)熱固化：溫度：150～170℃時間：30min；
(5)真空電鍍：先等離子體輻照處理，所用氣體為Ar/O2混合氣，流量50～400SCCM，體積比95:5～50:50，真空鍍1～5×102Pa，等離子輻照功率不高于1Kw，輻照時間10～15min；輻照完成后恢復(fù)真空室真空度至3×10-4Pa，在不破壞真空的情況下進行脈沖磁控濺射鍍金屬膜，采用的靶材有鋁、鈦、鋅、鉻或其合金，工作氣體為高純Ar氣，氣體流量60～300SCCM，脈沖電源頻率10～18KHz，占空比30％～50％，功率小于9Kw，靶基距5～8cm，施鍍時間10min，膜厚1～2um，完成鍍膜后，恢復(fù)真空室真空至3×10-4Pa，，或通入Ar氣，待工件冷卻后出真空爐；
(6)陰極電泳采用熱固型丙烯酸陰極電泳工藝，電泳漆施工工藝參數(shù)：陰極電泳槽液固含量8％～12％、pH值4.0～5.0、電導(dǎo)率300～600us/cm、槽液溫度26～30℃、電泳電壓20～120v、電泳時間10～120s；有色色漿加入無色電泳漆槽液中，電泳得到彩色電泳漆透明膜層。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆的應(yīng)用方法，所述應(yīng)用方法包括以下步驟：
(1)根據(jù)不同基材和材料表面狀況進行不同的前處理，包括機械清理、除油、除銹、浸蝕、水洗；
(2)純水清洗，純水電導(dǎo)率小于5us/cm，時間：10～20s；
(3)陰極電泳采用UV固化丙烯酸陰極電泳工藝，UV固化丙烯酸陰極電泳工藝參數(shù)及工作條件：陰極電泳槽液固含量8％～12％、pH值4.0～5.0、電導(dǎo)率300～900us/cm、槽液溫度26～30℃、電泳電壓30～80v、電泳時間15～60s；
(4)UV固化：先溫度70～80℃預(yù)烘20min，然后使用3500mj/cm2LED-
UV固化機光源輻照固化，輻照時間1～2min；
(5)真空電鍍：先等離子體輻照處理，所用氣體為Ar/O2混合氣，流量50～400SCCM，體積比95:5～50:50，真空鍍1～5×102Pa，等離子輻照功率不高于1Kw，輻照時間10～15min；輻照完成后恢復(fù)真空室真空度至3×10-4Pa，在不破壞真空的情況下進行脈沖磁控濺射鍍金屬膜，采用的靶材有鋁、鈦、鋅、鉻或其合金，工作氣體為高純Ar氣，氣體流量60～300SCCM，脈沖電源頻率10～18KHz，占空比30％～50％，功率小于9Kw，靶基距5～8cm，施鍍時間10min，膜厚1～2um，完成鍍膜后，恢復(fù)真空室真空至3×10-4Pa，或通入Ar氣，待工件冷卻后出真空爐；
(6)陰極電泳采用UV固化丙烯酸陰極電泳工藝，電泳漆施工工藝參數(shù)：陰極電泳槽液固含量8％～12％、pH值4.0～5.0、電導(dǎo)率300～600us/cm、槽液溫度26～30℃、電泳電壓20～120v、電泳時間10～120s；有色色漿加入無色電泳漆槽液中，電泳得到彩色電泳漆透明膜層。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種涂有所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆的按鍵。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種涂有所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆的燈罩。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種涂有所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆的水龍頭。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種涂有所述生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆的鎖具。
本發(fā)明提供的生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆及其應(yīng)用，金屬經(jīng)過除油、除銹簡單前處理上一層電泳漆，在電泳底漆上再真空電鍍一層薄的金屬膜，面層仍采用透明電泳漆保護，金屬經(jīng)這樣處理能得到光亮、防腐耐磨、結(jié)合力良好、具金屬質(zhì)感的復(fù)合涂層，外觀、性能能達到金屬裝飾電鍍的效果，可以直接替代金屬裝飾電鍍，可廣泛應(yīng)用于數(shù)碼、相機、手機、燈飾、衛(wèi)浴、五金等裝飾性領(lǐng)域，如按鍵、邊框、外殼、燈罩、水龍頭、鎖具等產(chǎn)品。本發(fā)明采用熱固型或者UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳工藝，電泳漆流平性好，外觀光亮平整，泳透力高，達70％以上，對基材的遮蓋力強，輕微擦劃傷痕、小砂眼完全被遮蓋，基材結(jié)合力好，百格法檢測結(jié)合力為0級，所得膜層柔韌性特別好，耐沖擊50cm，非常適合后續(xù)的真空電鍍；真空電鍍采用脈沖磁控濺射真空鍍鋁方法，優(yōu)選了高純鋁作為鍍料，成本低，沉積速度快，膜層銀白色，可以達到鏡面光亮，金屬質(zhì)感強，鍍膜層厚度1～2um，厚度均勻無漏鍍現(xiàn)象，導(dǎo)電性能好，為后續(xù)二次電泳打下良好基礎(chǔ)。面層電泳漆工藝仍然采用熱固型或者UV固化陽離子型丙烯酸陰極電泳工藝，和底層附著力好，硬度高、光亮度好，耐磨性、耐水性、耐溶劑性好，防腐性能優(yōu)良，百格法檢測結(jié)合力為0級，鉛筆硬度達3H，光澤度(60°)可達90％，耐沖擊50cm，中性鹽霧240H以上，耐水性48H，耐丙酮擦拭來回200次；面層電泳漆無色透明，如在電泳漆中加入彩色色漿，可以得到五彩炫麗的多色彩外觀，解決了裝飾性電鍍色彩單一的問題；電泳漆工藝簡單、適合連續(xù)生產(chǎn)，材料利用率高，達到了95％以上，可以替代貴金屬電鍍，成本大大降低，幾乎沒有VOC揮發(fā)，廢水帶出量也很少，可以達到零排放，UV固化溫度低、不超過85℃，固化速度快，1～2min可以完全固化，能適用多種金屬基材，特別是熱敏性基材，既節(jié)能又環(huán)保；真空電鍍采用真空蒸鍍、磁控濺射或離子濺射等工藝，沒有廢水、廢氣產(chǎn)生，干凈環(huán)保。
本發(fā)明采用電泳漆加真空電鍍工藝方法，工藝先進，不僅解決了結(jié)合力、開裂、漏鍍、變色等問題，電泳漆、真空電鍍也已基本實現(xiàn)了批量化連續(xù)生產(chǎn)，完全可以替代裝飾性電鍍，形成產(chǎn)業(yè)化。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例提供的生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆應(yīng)用方法流程圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細的描述。
本發(fā)明實施例的生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆按照質(zhì)量百分數(shù)由丙烯酸合成樹脂40％～60％、固化劑15％～20％、助溶劑15％～20％、引發(fā)劑3％～6％、中和劑5％～10％和去離子水10～15％組成。
其中丙烯酸合成樹脂基礎(chǔ)配方按照質(zhì)量百分數(shù)由：甲基丙烯酸甲酯15％～30％、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯20％～30％、甲基丙烯酸丁酯10％～15％、丙烯酸丁酯20％～30％和2-甲基丙烯酸-2-羥乙酯10％～15％組成。
所述固化劑為封閉聚異氰酸酯，助溶劑為醇醚類有機溶劑，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，中和劑為乳酸、冰醋酸等有機酸。
本發(fā)明實施例的生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆按照質(zhì)量百分數(shù)由丙烯酸合成樹脂40％～60％、固化劑15％～20％、助溶劑15％～20％、光引發(fā)劑2％～6％、中和劑2％～7％、流平劑0.01％～1％和去離子水10～15％組成。
其中丙烯酸合成樹脂基礎(chǔ)配方按照質(zhì)量百分數(shù)由N-甲基二乙醇胺10％～20％、季戊四醇三丙烯酸酯20％～30％、甲基丙烯酸-β-羥乙酯15％～25％和丙烯酸丁酯15％～30％組成。
所述固化劑為封閉異佛爾酮二異氰酸酯，助溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯，光引發(fā)劑為1173、184復(fù)配，中和劑為乳酸、冰醋酸等有機酸，流平劑為聚丙烯酸酯類或者改性磷酸酯類。
如圖1所示，本發(fā)明實施例的生產(chǎn)復(fù)合涂層用丙烯酸陰極電泳漆應(yīng)用方法包括以下步驟：
S101：金屬(鋼鐵件、銅合金、鋅合金、鋁合金、鎂合金、不銹鋼等)經(jīng)前處理后除油除銹；
S102：電泳一層UV固化(或者熱固化)陰極電泳漆作為打底層，底層上再進行真空電鍍賦予薄的金屬鍍層；
S103：最后再電泳一層透明UV固化(或者熱固化)陰極電泳漆作為面層。
下面能結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進一步的描述。
實施例1
1、主要工藝流程
金屬件→前處理→純水洗→陰極電泳→純水洗→固化→真空電鍍→純水洗→陰極電泳→純水洗→固化→成品。
2、詳細實施步驟
(1)前處理
根據(jù)不同基材和材料表面狀況進行不同的前處理，主要包括簡單機械清理、除油、除銹、浸蝕、水洗等。
(2)純水洗，純水清洗，要求純水電導(dǎo)率小于5us/cm，時間：10～20s。
(3)陰極電泳(底漆)
根據(jù)不同基材，陰極電泳采用熱固型丙烯酸陰極電泳工藝或UV固化丙烯酸陰極電泳工藝。
①熱固型丙烯酸陰極電泳工藝電泳漆成分：
其中丙烯酸合成樹脂基礎(chǔ)配方：
所述固化劑為封閉聚異氰酸酯，助溶劑為醇醚類有機溶劑，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，中和劑為乳酸、冰醋酸等有機酸。
電泳漆施工工藝參數(shù)：
熱固型丙烯酸陰極電泳工藝參數(shù)及工作條件
②UV固化丙烯酸陰極電泳工藝
電泳漆成分：
其中丙烯酸合成樹脂基礎(chǔ)配方：
所述固化劑為封閉異佛爾酮二異氰酸酯，助溶劑為乙酸乙酯或乙酸丁酯，光引發(fā)劑為1173、184復(fù)配，中和劑為乳酸、冰醋酸等有機酸，流平劑為聚丙烯酸酯類或者改性磷酸酯類。
電泳漆施工工藝參數(shù)：
UV固化丙烯酸陰極電泳工藝參數(shù)及工作條件
底漆膜層厚度10～20um，可以完全遮蓋基材砂眼、針孔和輕微擦、劃傷痕，得到平整光滑、柔韌性好的表面，為真空電鍍打下堅實的基礎(chǔ)。
(4)固化：熱固化：溫度：150～170℃時間：30min；
LED-UV固化：先溫度70～80℃預(yù)烘20min，然后使用3500mj/cm2 LED-UV固化機輻照固化，輻照時間1～2min。
(5)真空電鍍
先等離子體輻照處理，所用氣體為Ar/O2混合氣，流量50～400SCCM，體積比95:5～50:50，真空鍍1～5×102Pa，等離子輻照功率不高于1Kw，輻照時間10～15min；輻照完成后恢復(fù)真空室真空度至3×10-4Pa，在不破壞真空的情況下進行脈沖磁控濺射鍍金屬膜，采用的靶材有鋁、鈦、鋅、鉻或其合金，工作氣體為高純Ar氣，氣體流量60～300SCCM，脈沖電源頻率10～18KHz，占空比30％～50％，功率小于9Kw，靶基距5～8cm，施鍍時間10min，膜厚1～2um，完成鍍膜后，恢復(fù)真空室真空至3×10-4Pa，，或通入Ar氣，待工件冷卻后出真空爐。真空電鍍鍍層結(jié)晶精細、致密，達到鏡面光亮，熱膨脹能與底漆很好地匹配，基材表面溫度也不高，不易產(chǎn)生黃變和開裂，很好地解決了附著力的問題，也為面層電泳打下了良好的基礎(chǔ)，使復(fù)合膜層有高裝飾性金屬質(zhì)感。
(6)陰極電泳(面漆)
同(3)。但在膜層厚度、硬度、柔韌性、光亮度等方面工藝控制參數(shù)有所調(diào)整，確保面層外觀、性能達到使用要求。配制有色色漿加入無色電泳漆槽液中，可以電泳得到彩色電泳漆透明膜層，顏色主要有金色、黃色、紫色、藍色，還可以做成仿古色，花色品種遠多于裝飾電鍍，滿足裝飾性領(lǐng)域人們個性化的需求。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。