本發(fā)明涉及一種塑膠材料的表面硬化處理工藝，具體涉及高硬度高耐磨高透光之納米表面硬化處理技術(shù)。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上對(duì)塑膠材料的表面硬化處理工藝一般為噴涂工藝和淋涂工藝，然而噴涂工藝和淋涂工藝加工的產(chǎn)品表面凹凸點(diǎn)多、表面平整度差、產(chǎn)能低、硬度低、耐磨耗性差，只適能用于功能要求較低、大件的產(chǎn)品，其生產(chǎn)環(huán)境為開放式，噴、淋涂在產(chǎn)品表面附著的是粉塵顆粒狀物質(zhì)，所以導(dǎo)致其工藝流程生產(chǎn)成本高、良率低，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重并且對(duì)人體有傷害影響。

基于上述噴涂、淋涂作業(yè)方法的不足，本申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出高硬度高耐磨高透光之納米表面硬化處理技術(shù)制程作業(yè)流程，在千級(jí)無塵封閉式作業(yè)環(huán)境下采用自動(dòng)化生產(chǎn)作業(yè)方式，從而減少對(duì)人體及環(huán)境的傷害及污染。硬化工藝搭配合全自動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備能夠提高生產(chǎn)效率和提高產(chǎn)品良率，同時(shí)又環(huán)保安全，進(jìn)而較噴涂和淋涂工藝實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因噴涂、淋涂工藝對(duì)化學(xué)藥液浪費(fèi)嚴(yán)重，造成其工藝成本高，對(duì)空氣環(huán)境的污染嚴(yán)重，對(duì)人體健康傷害較大，故本發(fā)明提供高硬度高耐磨高透光之納米表面硬化處理技術(shù)，解決了噴涂、淋涂成本高、污染嚴(yán)重，對(duì)人體健康傷害較大等問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

高硬度高耐磨高透光之納米表面硬化處理技術(shù)，其特征在于，包括以下步驟：

s1環(huán)境設(shè)置：將室溫調(diào)節(jié)至25℃以下，相對(duì)濕度設(shè)置為60%±5%，清潔度保持在1000～10000等級(jí)；

s2貼背膠：將基材需要做表面硬化的特定面域貼上保護(hù)膜，貼好后面向工作臺(tái)平放于臺(tái)面或貼合治具的卡槽中，撕除需貼合背膠的保護(hù)面離形膜，將背膠面與基材非處理面貼合，再放入熱壓機(jī)臺(tái)作壓合處理；

s3上架：對(duì)于自帶手柄類的基材，根據(jù)基材及手柄角度直按插入到清洗架橫桿的孔內(nèi)，并用夾子夾住或用銅絲類金屬線捆綁住手柄，使基材無法晃動(dòng)或掉落；對(duì)于無手柄類基材，用超聲波焊接機(jī)根據(jù)基材及手柄位置進(jìn)行焊接，再將焊接后基材掛在清洗架橫桿上，并用夾子夾住或用銅絲類金屬線捆綁住手柄，使基材無法晃動(dòng)或掉落；

s4超聲波清洗：上架后基材先經(jīng)過弱堿液浸泡，再過弱酸液浸泡，然后再經(jīng)過純水清洗；固定超聲波頻率進(jìn)行清洗，烘干；

s5硬化：將改性的聚亞安酯、改性的壓克力、光敏催化劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯等元素調(diào)制成硬化液，將硬化液水解成無色透明的膠狀物質(zhì)，然后在該膠狀物質(zhì)中加入催化劑，再將膠狀物質(zhì)和催化劑的混合物以浸鍍的方式涂裝在塑料材料表面，通過調(diào)整硅化液粘著度、調(diào)整硬化液固含量、和基材掛具的提拉速度來達(dá)到控制硬化膜層厚度及表面硬度要求，在塑料材料表面形成一層致密的硬化膜；待液面平整無氣泡時(shí),以速率平穩(wěn)地將基材提拉出液面,并轉(zhuǎn)入預(yù)烘箱；

s6ir烘烤:浸涂好后的基材在60～80℃下預(yù)烘約2～8分鐘；

s7固化:通過uv汞燈照固化；

s8熱固化：對(duì)表面干固后的產(chǎn)品進(jìn)行高溫烘烤，利用烤箱的高溫對(duì)附著于產(chǎn)品表面的硅化液進(jìn)行固化。

進(jìn)一步的，制成硬化液后用1μm以下的聚丙烯折迭濾心循環(huán)過濾。

進(jìn)一步的，在步驟s4過程中，槽內(nèi)弱堿液及純水與基材溫度相近。

進(jìn)一步的，在浸涂過程中用惰性氣體驅(qū)除基材表面的氧氣。

進(jìn)一步的，所述惰性氣體為氮?dú)狻?/p>

進(jìn)一步的，在步驟s2所述的保護(hù)膜為一種耐水性、耐酸堿性能強(qiáng)、耐高溫的背膠類貼合物。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的高硬度高耐磨高透光之納米表面硬化處理技術(shù)，解決了噴涂、淋涂成本高、污染嚴(yán)重，對(duì)人體健康傷害較大等問題，達(dá)到環(huán)境零排放的標(biāo)準(zhǔn)，可以產(chǎn)生很大的社會(huì)效益，為企業(yè)創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

高硬度高耐磨高透光之納米表面硬化處理技術(shù)，其特征在于，包括以下步驟：

s1環(huán)境設(shè)置：將室溫調(diào)節(jié)至25℃以下，相對(duì)濕度設(shè)置為60%±5%，清潔度保持在1000～10000等級(jí)；

s2貼背膠：將基材需要做表面硬化的特定面域貼上保護(hù)膜，貼好后面向工作臺(tái)平放于臺(tái)面或貼合治具的卡槽中，撕除需貼合背膠的保護(hù)面離形膜，將背膠面與基材非處理面貼合，再放入熱壓機(jī)臺(tái)作壓合處理。

s3上架：對(duì)于自帶手柄類的基材，根據(jù)基材及手柄角度直按插入到清洗架橫桿的孔內(nèi)，并用夾子夾住或用銅絲類金屬線捆綁住手柄，使基材無法晃動(dòng)或掉落；對(duì)于無手柄類基材，用超聲波焊接機(jī)根據(jù)基材及手柄位置進(jìn)行焊接，再將焊接后基材掛在清洗架橫桿上，并用夾子夾住或用銅絲類金屬線捆綁住手柄，使基材無法晃動(dòng)或掉落。

s4超聲波清洗：上架后基材先經(jīng)過弱堿液浸泡，再過弱酸液浸泡，然后再經(jīng)過純水清洗；固定超聲波頻率進(jìn)行清洗。

s5硬化：將改性的聚亞安酯、改性的壓克力、光敏催化劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯等元素調(diào)制成硬化液，將硬化液水解成無色透明的膠狀物質(zhì)，然后在該膠狀物質(zhì)中加入催化劑，再將膠狀物質(zhì)和催化劑的混合物以浸鍍的方式涂裝在塑料材料表面，通過調(diào)整硅化液粘著度、調(diào)整硬化液固含量、和基材掛具的提拉速度來達(dá)到控制硬化膜層厚度及表面硬度要求，在塑料材料表面形成一層致密的硬化膜；待液面平整無氣泡時(shí),以速率平穩(wěn)地將基材提拉出液面,并轉(zhuǎn)入預(yù)烘箱；

s6ir烘烤:浸涂好后的基材在60～80℃下預(yù)烘約2～8分鐘；

s7固化:通過uv汞燈照固化。

s8熱固化：對(duì)表面干固后的產(chǎn)品進(jìn)行高溫烘烤，利用烤箱的高溫對(duì)附著于產(chǎn)品表面的硅化液進(jìn)行固化。

制成硬化液后用1μm以下的聚丙烯折迭濾心循環(huán)過濾。在步驟s4過程中，槽內(nèi)弱堿液及純水與基材溫度相近。在浸涂過程中用惰性氣體驅(qū)除基材表面的氧氣。所述惰性氣體為氮?dú)?。在步驟s2所述的保護(hù)膜為一種耐水性、耐酸堿性能強(qiáng)、耐高溫的背膠類貼合物。

因基材需要做表面硬化的特定面域，所以需要對(duì)不做處理面域進(jìn)行遮蔽作業(yè)；在生產(chǎn)過程中，基材需要經(jīng)過純水浸泡、酸堿液浸泡、高溫處理等作業(yè)處理，因此，需要用到耐水性、耐酸堿性能強(qiáng)、耐高溫的背膠類貼合物對(duì)基材不作處理面貼合遮蔽。

基材在未做任何表面處理前時(shí)，表面是軟性的，很容易造成表面劃傷、臟污，且臟污后，表面不可以擦拭，所在，貼好背膠后需要將素材固定于清洗架桿上，再撕除需基材需硬化面保護(hù)膜，固定方式有多種，如：卡槽式、綁定式、夾卡式等；固定基材放置方式也有多種，根據(jù)硬化液滴落角度可分為：縱向、橫向、傾斜式，包括在注塑段增加硬化手柄或在硬化段焊接手柄等方式。

基材在硬化之前,基材表面會(huì)有油脂、或因靜電會(huì)粘附落塵等雜質(zhì)，這些問題是不能用擦拭的方式處理的，以免造成不必要的不良品，所以需要用超聲波清洗的方式達(dá)到清潔基材表面目的，以保證基材表面清潔，另清洗后基材可清除表面靜電，避免二次污染。

上架后基材先經(jīng)過弱堿液浸泡，再過弱酸液浸泡，然后再經(jīng)過純水清洗后，根據(jù)不同基材需求，以上動(dòng)作需要在槽內(nèi)藥水及純水有一定溫度，并且固定超聲波震蕩頻率及時(shí)間下進(jìn)行作業(yè)。

將改性的聚亞安酯、改性的壓克力、光敏催化劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯…等元素，調(diào)制成為特定比例的硬化液，將硬化液水解成無色透明的膠狀物質(zhì)，然后在該膠狀物質(zhì)中加入特殊的催化劑，再將膠狀物質(zhì)和催化劑的混合物以浸鍍的方式涂裝在塑料材料表面，通過調(diào)整硅化液粘著度、調(diào)整硬化液固含量、和基材掛具的提拉速度來達(dá)到控制硬化膜層厚度及表面硬度要求，在塑料材料表面形成一層致密的硬化膜(市場(chǎng)上也稱為玻璃膜)，從而達(dá)到提升塑料料件基材表面性能,包括:高硬度、高耐磨、高透光率、高抗沖擊性、防守指紋、高表面水滴角、防水防油防臟污…等特性及功能。

首先，測(cè)量素材表面硬度，根據(jù)基材的表面硬度要求來設(shè)計(jì)出硬化制程流程及參數(shù)方案；二、根據(jù)方案要求，調(diào)整藥液粘著度及硬化液與稀釋劑的含量比率；三、調(diào)整基材掛具的提拉速度及基材浸泡時(shí)間，可根據(jù)基材硬化作業(yè)實(shí)際需求選用或調(diào)整，以便最終達(dá)到目標(biāo)的基材表面各項(xiàng)性能及功能的要求。

對(duì)表面干固后的基材進(jìn)行紫外線干燥，利用紫外線和基材表面的硅化液發(fā)生光能量轉(zhuǎn)換成熱能量的反應(yīng)，對(duì)附著基材的硅化液進(jìn)行固化。根據(jù)基材的大小及硅化液的膜厚,設(shè)計(jì)上下左右uv燈管的能量及固化時(shí)間。

對(duì)表面干固后的基材進(jìn)行高溫烘烤，利用烤箱的高問對(duì)附著于基材表面的硅化液進(jìn)行固化。根據(jù)基材的大小及硅化液的膜厚來設(shè)定烤箱的溫度及固化時(shí)間。

運(yùn)用本發(fā)明工藝技術(shù)而制成的產(chǎn)品,與國內(nèi)外、及業(yè)界同類型產(chǎn)品的現(xiàn)行技術(shù)性能比較分析如下表:

綜上，本發(fā)明提供的高硬度高耐磨高透光之納米表面硬化處理技術(shù)，解決了噴涂、淋涂成本高、污染嚴(yán)重，對(duì)人體健康傷害較大等問題，達(dá)到環(huán)境零排放的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用本發(fā)明所做出的產(chǎn)品具有表面高硬度、高耐磨耗性、高透過率、高抗沖擊性、防指紋性能、表面水滴角提升、防水防油防臟污、環(huán)保、成本低、良率高、產(chǎn)品表面質(zhì)感高檔等優(yōu)點(diǎn)，可以產(chǎn)生很大的社會(huì)效益，為企業(yè)創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益。