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真空镀膜技术的现状及发展
发表日期:2018-05-18 浏览次数:350
在塑料制品上进行真空镀膜能够给予塑料制品金属外观、高附加值、耐磨性增强等综合性能,这项技术能够广泛地应用在灯具、零件、化妆品盒以及汽车装饰零件等领域。真空镀膜涂料主要分为传统溶剂型真空镀膜涂料和紫外光固化真空镀膜涂料两大类。下面主要对底漆、面漆以及真空镀膜涂料进行详细地分析。 
1 底漆 
底漆不仅能够提高金属镀膜的附着力以及金属光泽等各种指标,同时还能有效地减少在真空镀膜的过程中系统所承受的负担。如果将塑料当作镀膜的基材,只有少数的集中塑料不用涂装,其与型号的塑料都应该在进行真空镀膜之前对其表面进行涂装处理。底漆作用体现在以下两个方面:一是能够有效地增加材料的光亮度;二是可以提高镀膜的附着力。由于塑料模具不够光滑,所以其粗糙程度基本都大于0.5微米,镀膜层厚度基本小于0.2微米,因此,仅仅依靠镀膜层是无法掩盖材料表面的粗糙缺陷,根据物理学中的光反射原理可知,在受到光照时,会出现漫反射,从而会丧失表面的技术光泽。所以,可以通过在塑料的表层涂抹10-20微米厚的底漆的方式有效的遮盖材料表面的缺陷,由于底漆的粗糙度比基材的粗糙度小,所以涂上底漆在一定程度上能够提升金属镀膜层的光亮程度。另外,塑料基材通常含有易挥发的低分子物质,在真空或者较低温度的条件下很有可能造成分子的挥发,结果导致真空镀膜室的环境不断恶化,极大地增加系统的负担,严重时甚至影响真空镀膜系统的正常运行。镀膜层发生反应,则会产生较低的镀膜层的附着力,所以,在使用底漆时,需要对基材进行封闭。在选择底漆时,需要着重注意以下几个方面,底漆对基材与镀膜层之间是否具备较好的附着力,底漆的光亮度是否平和、齐整,是否存在会影响生产力水平的单体或高沸点溶剂等低分子,底漆的耐热性能能够承受镀膜材料分子的动能以及热能的作用,底漆能够经得住住面漆稀释剂的作用。 
2 面漆 
真空镀层一般比较薄,厚度不超过0.2lum,并且其耐磨性等力学性能相对比较差。面漆的作用是保护镀层,而且能够赋予真空镀膜制品较好的硬度以及耐磨性等力学性能。面漆的具体性能要求包括:第一,要求镀层具备较高的附着力,这也是涂层发挥保护作用的重要基础;第二,应该具备足够的耐磨性,从而保证极薄的真空镀层能够避免出现机械擦伤;第三,具备较高的阻隔性,即面漆本身需要具备良好的耐水性、耐腐蚀性以及耐候性,从而阻止氧气等一些腐蚀镀膜的物质直接接触真空镀层,能够保护镀层免受腐蚀;第四,面漆组成只能够不能含有可能腐蚀镀层的组分或者杂质;第五,对于应该突出光亮度的真空镀膜场合,面漆需要保证具备较高的透明性以及表面光泽。有的真空镀膜工艺不需要面漆,比如,镀膜材料为铬或者不锈钢时,其镀层的耐腐蚀性非常好、硬度较高且耐划伤性强,因此对制品性能的要求不高时,可以不必涂装面漆。 
3 真空镀膜涂料 
3.1 传统溶剂型真空镀膜涂料 
传统溶剂型真空镀膜涂料主要介绍以下两种:第一,环氧涂料。环氧涂料是近几年发展迅速的一类工业涂料,其主要品种是双组分涂料,是由环氧树脂以及固化剂两部分组成。其他还有一些单组分白干型的品种,但是与双组分涂料相比,其性能相对比较差。环氧涂料具有附着力强、耐腐蚀性强、机械性能良好且能够制成无溶剂或者高固体分涂料等优势。但是其耐候性较差,日光照射容易出现粉化现象,并且装饰性比较差,光泽也不容易保持,因此一般适用于底漆或者内用漆。在对真空镀膜进行涂料时,通常利用其较强的附着力、耐腐蚀性以及硬度等性能,经常与其他合成树脂或者涂料进行调配,从而有效地改善涂料的综合性能。目前,国内已经有人开始研究水性环氧涂料l8 J、谭振等 以新型第五类水性环氧树脂适当地添加一些胺类固化剂等各种助剂。第二,丙烯酸树脂涂料。溶剂型丙烯酸涂料主要分为白干型与交联固化型两种类型。丙烯酸树脂涂料的特征是保光、保色性较好、耐候性较强且附着力突出。日本的武藏涂料株式会社成功研发出一种塑料用高性能双组分丙烯酸系涂料,固化剂一般采用多异氰酸酯,固化的时间比较快,对各种不同的塑料基材的附着力较好,特别是对聚碳酸酯的附着力比较强。为了保证其性能能够充分地满足真空镀膜的要求,可以引进硝基纤维素、氨基树脂以及醇酸树脂等对其进行改善。 
3.2 紫外光固化真空镀膜涂料 
首先,聚氨酯丙烯酸酯光固化涂料。聚氨酯丙烯酸酯(PUA)分子中包含了丙烯酸酯官能团以及氨基甲酸酯键两种物质,综合了聚氨酯的较高耐磨性、突出粘附力、柔韧性以及聚丙烯酸突出的光学性能与耐候性,所以,聚氨酯丙烯酸酯的真空镀膜涂料不仅具备良好的附着力,同时需要具备耐化学腐蚀性、耐磨性、弹性等综合力学性能,在光固化真空镀膜涂料应用非常广泛的J主要是通过改进聚氨酯丙烯酸酯主体树脂的性能,能够获取更加优异的性能的聚氨酯丙烯酸酯,固化膜具备良好的透明度、机械强度、耐摩擦性以及热稳定性等以全氟聚醚二醇、IPDI和HEMA为材料制定出全氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物,该种化合物具备较强的耐水性、但是价格非常昂贵,且粘附性比较差,所以很难应用在强极性的基材之上。目前,已经研发出采用多官能或者超支化聚氨酯丙烯酸酯制备的超耐磨真空镀膜涂料,这种涂料不仅具有优异的耐磨性以及极佳的手感,同时还具备突出的耐高低温性能以及耐化学性能。Srba T等以支化的聚酯以及聚乙二醇丙烯酸酯等为材料合成了新型的超支化聚氨酯丙烯酸酯,并且经过观察发现这种超支化聚氨酯丙烯酸酯具备高的反应活性、突出的力学性能以及耐溶剂性。第二,环氧丙烯酸酯光固化涂料。环氧丙烯酸酯一般是在催化剂的作用下,通过环氧树脂的环氧基团开环和丙烯酸的羟基产生酯化反应而制备出来的。站在分子链结构的不同的角度上进行分析,可以将环氧丙烯酸酯光固化涂料分为芳香族以及脂肪族两种类型,芳香族的环氧丙烯酸酯的优势是高活性、高光泽、低柔性以及高硬度。芳香族的环氧丙烯酸酯的缺点是高黏度、高价位、易脆以及易黄变等。脂肪族环氧丙烯酸酯的优势是反应活性好、柔顺性好、黏度低以及附着力好等,但是其缺点是硬度低且耐磨性较差。为了有效地扩大环氧丙烯酸环氧丙烯酸酯酯的应用范围,可以改进环氧丙烯酸环氧丙烯酸酯的性能,改进性能的主要目的降低黏度,增加了柔韧性,增强了耐热、阻燃等性能,改进性能的方式主要有醇类改性环氧丙烯酸酯、酸和酸酐改性环氧丙烯酸酯 以及聚氨酯改性丙烯酸酯等 。 
4 小结 
综上所述,真空镀膜底漆能够增强塑料基材与镀层的附着力,充分利用其阻隔性以及平整性,从而获取比较平整、可产生镜面效果的镀层;面漆可以有效地保护金属的镀层,给予镀层更加突出的耐磨性、耐冲击性以及耐腐蚀性等综合性能。因此,随着真空镀膜技术以及塑料金属化制品的广泛推广与应用,真空镀膜涂料取得了巨大的成就。