專利名稱：一種鍍膜聚碳酸酯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面鍍膜的有機(jī)聚合物，特別涉及一種鍍膜聚碳酸酯。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯是高分子鏈中含有碳酸酯的一類透明工程材料，英文簡稱為PC。聚碳酸
酯密度小，質(zhì)量輕，可見光透過率較高，耐熱性好，耐寒性好，抗沖擊強(qiáng)度高，剛性高，電性能
好且具有良好的加工性能，因此聚碳酸酯是熱塑性工程塑料中發(fā)展最快的一種材料，在機(jī)
械工業(yè)、透明材料等方面都有廣泛的應(yīng)用，但聚碳酸酯也其不可忽視的缺點(diǎn) 1、在某些應(yīng)用條件下容易發(fā)生應(yīng)力開裂，其原因是它的分子鏈在外力作用下不易
滑移，限制了分子鏈的取向和結(jié)晶，一旦取向后又不易松弛，使內(nèi)應(yīng)力不易消除而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)
力被凍結(jié)的現(xiàn)象； 2、耐疲勞強(qiáng)度和耐磨性差，雖然在硬度和耐劃傷方面優(yōu)于一般的有機(jī)玻璃，例如， 聚甲基丙烯酸甲酯，但仍難于滿足許多實(shí)際使用要求；
3、熔體粘度高，熔融成型較困難； 4、化學(xué)穩(wěn)定性較差，在室溫下耐水、 酸、氧化劑、還原劑、鹽、油、脂肪烴和環(huán)烷 烴，但不耐堿、胺、酮、酯和芳香烴，聚碳酸酯能溶于二氯甲烷、二氯乙烷、甲酚、二氧六環(huán)和 氯苯中，能被大部分氯化烴類的芳香族溶劑、酯和酮等有機(jī)溶劑及其蒸汽所破壞并導(dǎo)致應(yīng) 力開裂。 因此，通過改性方法來提高或改善聚碳酸酯的性能顯得尤為重要，改性方法主要 有電鍍、真空鍍等，通過改性方法使得聚碳酸酯的性能得到顯著改善，尤其是硬度、耐劃傷、 耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性等方面的提高。在電鍍的時候大多采用鉻作為鍍層，但電 鍍鉻會產(chǎn)生六價(jià)鉻，毒性很大，并且耗水、耗電、耗材多，工藝也較為復(fù)雜，使其應(yīng)用受到了 限制。 真空鍍的時候大多采用鋁和鉻作為鍍層，其中，鋁雖然因價(jià)廉、反射率高、抗氧化 以及電鍍?nèi)菀锥@得了廣泛的應(yīng)用，但是鋁質(zhì)軟、易磨損，對堿、C02等不耐腐蝕，一旦面涂 層發(fā)生破損或不致密，鋁層就會受到破壞；相對鋁而言，鉻有更美麗的銀白光澤、良好的物 理性能和更穩(wěn)定的化學(xué)性能，因此真空鍍鉻鍍層是一種更好的選擇，但鉻的熔點(diǎn)為190(TC， 1397°C時鉻的蒸氣壓為1. 33Pa，用蒸鍍法較為困難，而采用一般的磁控濺射法，所獲得的 鉻鍍層色澤往往明顯偏離銀白色，而且，離子鍍鉻要求底鍍層有較高的耐熱性和耐輻射性， 否則容易損傷底鍍層和出現(xiàn)裂紋等缺陷，采用聚丁二烯、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂涂料等有機(jī)涂料， 可以提高底鍍層的耐熱性和耐輻射性，然而這種提高仍是有限的，不能滿足更高的要求，另 一方面，有機(jī)涂層的表面硬度、耐劃傷性、耐磨性以及耐老化和耐腐蝕等性能也受到了較大 的限制，同樣不能滿足產(chǎn)品的更高要求；加上由于聚碳酸酯有著良好的應(yīng)用潛力，除了深入 研究各種改性技術(shù)外，大力發(fā)展先進(jìn)的，具有環(huán)保、節(jié)能特性的表面處理也是顯得重要而迫 切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鍍膜聚碳酸酯，該鍍膜聚碳酸酯的底鍍層的耐熱性及耐 輻射非常高，避免了在離子鍍鉻了時產(chǎn)生和背景技術(shù)中一樣的問題。 本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種鍍膜聚碳酸酯，它 包括聚碳酸酯基材層及鍍膜層，鍍膜層分為三層，由內(nèi)到外依次為鈦氧化物底鍍層、鉻鍍層 及鈦氧化物面鍍層。
作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述鈦氧化合物底鍍層及鈦氧化合物面鍍層的厚度都在12 納米至15納米之間，所述鉻鍍層的厚度在1. 5微米至2微米之間。
作為本發(fā)明的優(yōu)選，該種鍍膜聚碳酸酯采用如下步驟制得
(1)預(yù)處理步驟對聚碳酸酯基材表面進(jìn)行清除； (2)中頻磁控濺射步驟將預(yù)處理后的聚碳酸酯基材通過中頻磁控濺射方法在其 表面鍍覆鈦氧化合物，形成底鍍層； (3)陰極電弧離子鍍步驟將表面鍍覆有鈦氧化合物底涂層的聚碳酸酯基材通過 陰極電弧離子鍍方法在其表面鍍覆鉻，形成鉻鍍層； (4)再次中頻磁控濺射步驟將通過步驟(3)制得的表面鍍覆有鉻鍍層的聚碳酸
酯基材再次通過中頻磁控濺射方法在其表面鍍覆鈦氧化合物，形成面鍍層。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果 1、該種鍍膜聚碳酸酯既保持聚碳酸酯密度小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，又具有金屬鉻的銀 白色光澤以及導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐磨、耐劃傷等性能； 2、實(shí)驗(yàn)表明，用中頻磁控濺射法鍍覆的鈦氧化物底鍍層與聚碳酸酯基材表面結(jié)合 牢固、沉積速度快、結(jié)構(gòu)致密、表面光滑；該鍍層耐熱、耐輻照，對基材有隔熱與防輻照作用， 可以在較大范圍內(nèi)承受離子鍍鉻過程中的離子轟擊，不出現(xiàn)裂紋等缺陷且該鍍層還可抑制 隨后鍍膜過程中基材某些組分的揮發(fā)，有利于鍍膜性能的穩(wěn)定，另外，采用鈦氧化物底鍍層 作為過渡層，可以增強(qiáng)鉻鍍層的結(jié)合力； 3、鉻鍍層在大氣中有很強(qiáng)的鈍化性能，呈銀白色，能長時間保持，并且在堿、硝酸、 硫化物、碳酸鹽、有機(jī)酸等腐蝕介質(zhì)中穩(wěn)定，鉻鍍層還有較高的硬度、良好的耐磨性和耐熱 性； 4、鈦氧化合物面鍍層雖薄，但鍍層致密，并且能與鉻鍍層牢固結(jié)合，且鈦氧化合物 面鍍層的可見光透過率高，物理性能與化學(xué)性能穩(wěn)定，因此可以起著良好的防護(hù)作用；
5、該種鍍膜聚碳酸酯的制得步驟簡單、易于實(shí)施。


圖1是鍍膜聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中，1 、聚碳酸酯基材層，2 、鈦氧化物底鍍層，3 、金屬鉻鍍層，4、鈦氧化物面鍍層。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 本具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。 —種鍍膜聚碳酸酯的制得步驟，它依次包括 1、預(yù)處理步驟 清除聚碳酸酯基材表面的油污、殘留的脫模劑、靜電及粉塵；硬質(zhì)酸鋅、硅油等脫 模劑的殘存容易引起底鍍層附著力不良等缺陷，所以要清除掉，采用有機(jī)溶劑清除油污，用 靜電除塵器清除聚碳酸酯基材表面聚集的靜電及吸附的粉塵；
2、中頻磁控濺射步驟 將預(yù)處理后的聚碳酸酯基材通過中頻磁控濺射方法在其表面鍍覆鈦氧化合物底 鍍層；所述的中頻磁控濺射方法是將基材放于中頻磁控濺射鍍膜機(jī)內(nèi)的工件架上，將工 作室抽至真空度為6X10—3pa之間，使工件架以3r/min的速率轉(zhuǎn)動，使真空室內(nèi)溫度為 『C，并開啟節(jié)流閥，然后充入氬氣與氧氣至真空度為4.9X10—屮a，氬氣與氧氣的比例位于 1 : 6，后開啟中頻濺射電源，調(diào)節(jié)濺射電流為30A，濺射電壓為630V，占空比為80X，頻率為 40KHz，鍍膜時間為5min ;
3、陰極電弧離子鍍步驟 將表面鍍覆有鈦氧化合物底涂層的聚碳酸酯基材通過陰極電弧離子鍍方法在其 表面鍍覆鉻鍍層；所述的陰極電弧離子鍍方法是將基材放于陰極電弧離子鍍膜機(jī)內(nèi)的工 件架上，將工作室內(nèi)抽至真空度為6X 10—3Pa，節(jié)流閥開啟，使工件架轉(zhuǎn)速為3r/min，充入氬 氣至真空度為1. 5X 10—屮a，然后開啟靶電源，調(diào)節(jié)電流為70A，鍍膜時間為3min，然后關(guān)閉 氬氣源，在高真空下用離子轟擊鍍鉻1. 5min ;
4、再次中頻磁控濺射步驟
重復(fù)上述中頻磁控濺射步驟。 實(shí)施上述步驟所制得的鍍膜聚碳酸酯，如圖1所示，包括聚碳酸酯基材層1、鈦氧 化物底鍍層2、金屬鉻鍍層3、及鈦氧化物面鍍層4 ;鈦氧化合物耐熱、耐輻射，作為底鍍層， 對聚碳酸酯基材1有良好的隔熱和防輻射作用，并且可以在較大范圍內(nèi)承受離子鍍鉻過程 中的離子轟擊，不出現(xiàn)裂紋等缺陷，同時鈦氧化物底鍍層2與聚碳酸酯基材層1表面結(jié)合良 好，對聚碳酸酯表面有良好的防護(hù)作用，鈦氧化物底鍍層2的厚度為13納米；在鈦氧化物 底鍍層2上鍍鉻，金屬鉻鍍層3的厚度為1. 8微米；在金屬鉻鍍層3表面鍍覆14納米的鈦 氧化物面鍍層4，且鈦氧化物面鍍層4為二氧化鈦與其它鈦氧化物的混合體，該種面鍍層致 密，與金屬鉻鍍層3牢固結(jié)合，可見光透過率高，物理性能與化學(xué)性能穩(wěn)定，具有良好的防 護(hù)作用。取上述鍍膜聚碳酸酯樣品10塊，尺寸均為150mmX 100mmX 3mm，對上述樣品檢測 表面色澤、鍍層的附著力、鍍層硬度和CASS及鹽霧試驗(yàn)壽命，結(jié)果如下
1、色澤銀白色； 2、硬度最低1H，最高達(dá)2H，平均1.6H;
3、附著力(百格):100% ; 4、CASS實(shí)驗(yàn)經(jīng)CASS試驗(yàn)96小時后取出制品，觀察其表面，沒有看到明顯變化；
由上述可以看出，該種鍍膜聚碳酸酯其鍍層性能良好。
權(quán)利要求
一種鍍膜聚碳酸酯，其特征在于它包括聚碳酸酯基材層及鍍膜層，鍍膜層分為三層，由內(nèi)到外依次為鈦氧化物底鍍層、鉻鍍層及鈦氧化物面鍍層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鍍膜聚碳酸酯，其特征在于所述鈦氧化合物底鍍層及鈦氧化合物面鍍層的厚度都在12納米至15納米之間，所述鉻鍍層的厚度在1. 5微米至2微米之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鍍膜聚碳酸酯，其特征在于該種鍍膜聚碳酸酯采用如 下步驟制得(1) 預(yù)處理步驟對聚碳酸酯基材表面進(jìn)行清除；(2) 中頻磁控濺射步驟將預(yù)處理后的聚碳酸酯基材通過中頻磁控濺射方法在其表面 鍍覆鈦氧化合物，形成底鍍層；(3) 陰極電弧離子鍍步驟將表面鍍覆有鈦氧化合物底涂層的聚碳酸酯基材通過陰極 電弧離子鍍方法在其表面鍍覆鉻，形成鉻鍍層；(4) 再次中頻磁控濺射步驟將通過步驟(3)制得的表面鍍覆有鉻鍍層的聚碳酸酯基 材再次通過中頻磁控濺射方法在其表面鍍覆鈦氧化合物，形成面鍍層。
全文摘要
本發(fā)明涉及表面鍍膜的有機(jī)聚合物，特別涉及一種鍍膜聚碳酸酯。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種鍍膜聚碳酸酯，它包括聚碳酸酯基材層及鍍膜層，鍍膜層分為三層，由內(nèi)到外依次為鈦氧化物底鍍層、鉻鍍層及鈦氧化物面鍍層。本發(fā)明適用于機(jī)械工業(yè)、透明材料等多方面。
文檔編號C23C14/02GK101786351SQ20101030091
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者徐治偉, 錢苗根 申請人:湖州金泰科技股份有限公司