一種金屬或非金屬的表面處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種金屬或非金屬的表面處理方法，包括：在金屬或非金屬的表面噴涂油漆，固化干燥，得到油漆層；然后同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，得到金屬鏡面層；所述甲組分水性金屬漆包括：3～50g/L金屬鹽、0.05～60g/L絡合劑、0.1～5g/L穩(wěn)定劑與水；所述乙組分水性金屬漆包括：5～50g/L還原劑與水。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明噴涂方法簡單，且無需使用大型設備，成本較低；采用水性金屬漆，無VOC排放，更環(huán)保；同時，本發(fā)明利用氧化還原反應，使用金屬鹽為原料，簡化生產(chǎn)工藝，且使所制得的水性金屬涂料保質(zhì)期較長，通過添加絡合劑提供共價鍵與離子鍵，使本發(fā)明水性金屬漆做出金屬鏡面效果。
【專利說明】一種金屬或非金屬的表面處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于表面處理【技術領域】，尤其涉及一種金屬或非金屬的表面處理方法。
【背景技術】
[0002]非金屬材料表面金屬化是采用某種表面處理工藝，在非金屬表面上形成一層金屬層，從而達到耐磨、防腐、裝飾的目的，賦予非金屬材料一些新的使用性能。非金屬材料表面金屬化是開發(fā)新材料的一個重要研究領域，比如一些超硬材料的開發(fā)和研究都將使用非金屬材料表面金屬化的技術。
[0003]非金屬材料表面金屬化在我國有著悠久歷史。自我國古代發(fā)明煉金術后，一些能工巧匠就知道把黃金制成薄如蟬翼的金箔，貼在非金屬表面上，使其光彩奪目。在一些古寺廟，一座座金面修身的神像就是非金屬材料表面金屬化的杰作。我國古代的鎦金技術就是把溶解在水銀中的黃金涂覆在非金屬制品表面，待水銀揮發(fā)后再用瑪瑙拋光，可以達到金光燦燦的效果。在國外，開羅和巴格達出土的一些文物中，就有陶瓷表面金屬化的記載。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，在非金屬材料表面沉積金屬的方法很多，其中主要的有金屬粉末噴涂、真空鍍膜、濺射鍍膜、化學鍍與電鍍等。
[0004]非金屬材料表面金屬化工藝主要由前處理工藝和獲得金屬層的方法兩部分構成。非金屬材料包括有機材料(如各種塑料、纖維、樹脂)與無機材料(主要有各種陶瓷、玻璃、單晶材料等)。這些材料與其表面覆蓋金屬層之間的鍵合力十分微弱，其外表面的影響顯得比較突出，也就是說，這些材料與金屬覆蓋層之間的結合強度低，為了提高基體與鍍層之間的結合力，在非金屬表面金屬化之前，必須對其表面進行處理，以獲得理想的表面形成態(tài)和增加其潤濕性能，此外，賦予非金屬材料基體表面催化活性的一些工藝過程都會影響其金屬化層的結合力。
[0005]獲得金屬層的方法由許多中，可根據(jù)不同材料選用不同的方法，常用的方法由化學鍍與電鍍。化學鍍又叫無電解鍍，它是無需電流通過而借助還原劑在同一溶液中發(fā)生氧化還原反應，從而使金屬離子還原沉積在工件表面的一鍍覆方法，是一種可以沉積金屬的、可控制的、自催化的化學還原過程?；瘜W鍍可以鍍鎳、銅、鈷、金、銀等金屬。但是無論是化學鍍還是電鍍均需要大型設備，容易造成環(huán)境污染等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種金屬或非金屬的表面處理方法，該處理方法簡單環(huán)保。
[0007]本發(fā)明提供了一種金屬或非金屬的表面處理方法，包括:
[0008]A)在金屬或非金屬的表面噴涂油漆，固化干燥，得到油漆層；
[0009]B)在所述油漆層的表面同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，得到金屬鏡面層；
[0010]所述甲組分水性金屬漆包括:3?50g/L金屬鹽、0.05?60g/L絡合劑、0.1?5g/L穩(wěn)定劑與水；
[0011]所述乙組分水性金屬漆包括:5?50g/L還原劑與水。
[0012]優(yōu)選的，還包括:
[0013]得到油漆層后，在表面噴涂含有表面活性劑與氯化亞錫的水溶液進行敏化處理。
[0014]優(yōu)選的，還包括:
[0015]C)在所述金屬鏡面層表面噴涂抗氧化劑，得到抗氧化層。
[0016]優(yōu)選的，還包括:
[0017]D)在所述抗氧化層的表面噴涂清漆，得到清漆層。
[0018]優(yōu)選的，還包括:
[0019]E)得到清漆層后進行干燥。
[0020]優(yōu)選的，所述干燥的溫度為25°C?90°C，干燥的時間為10?20min。
[0021]優(yōu)選的，所述金屬鹽選自可溶性銅鹽、可溶性鋁鹽、可溶性鎳鹽、可溶性銀鹽與可溶性金鹽中的一種或多種。
[0022]優(yōu)選的，所述絡合劑選自雜多酸鹽、克丙炔醇乙氧基化合物、硫酸鈰、吡啶嗡鹽、酒石酸鉀、三乙醇胺、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉與氨水中的一種或多種。
[0023]優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑選自乙醇、硫脲、無機酸、有機酸與雜多酸鹽中的一種或多種。
[0024]優(yōu)選的，所述還原劑選自硼氫化鈉、次磷酸鈉、肼類、醛類、醇類與酚類中的一種或多種。
[0025]本發(fā)明提供了一種金屬或非金屬的表面處理方法，包括:A)在金屬或非金屬的表面噴涂油漆，固化干燥，得到油漆層；B)在所述油漆層的表面同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，得到金屬鏡面層；所述甲組分水性金屬漆包括:3?50g/L金屬鹽、
0.05?60g/L絡合劑、0.1?5g/L穩(wěn)定劑與水；所述乙組分水性金屬漆包括:5?50g/L還原劑與水。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在油漆層表面同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，從而得到金屬鏡面層，噴涂方法簡單，且無需使用大型設備，成本較低；采用水性金屬漆，無VOC排放，更環(huán)保；同時，本發(fā)明利用氧化還原反應，使用金屬鹽為原料，簡化生產(chǎn)工藝，且使所制得的水性金屬涂料保質(zhì)期較長，通過添加絡合劑提供共價鍵與離子鍵，使本發(fā)明水性金屬漆做出金屬鏡面效果。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明提供了一種金屬或非金屬的表面處理方法，其特征在于，包括:A)在金屬或非金屬的表面噴涂油漆，固化干燥，得到油漆層；B)在所述油漆層的表面同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，得到金屬鏡面層；所述甲組分水性金屬漆包括:3?50g/L金屬鹽、0.05?60g/L絡合劑、0.1?5g/L穩(wěn)定劑與水；所述乙組分水性金屬漆包括:5?50g/L還原劑、0.1?5g/L穩(wěn)定劑與水。
[0027]其中，本發(fā)明對所有原料的來源并沒有特殊的限制，為市售即可。
[0028]在金屬或非金屬的表面噴涂油漆，其中，所述油漆為本領域技術人員熟知的油漆即可，并無特殊的限制，優(yōu)選為聚酯油漆和/或丙烯酸環(huán)氧類油漆，更優(yōu)選包括75?93重量份的丙烯酸環(huán)氧類油漆和/或聚酯油漆、7?25重量份的金屬還原粉與2?10重量份的還原性助劑。[0029]按照本發(fā)明，所述丙烯酸環(huán)氧類油漆和/或聚酯油漆優(yōu)選為80~93重量份；所述金屬還原粉優(yōu)選為10~15重量份；所述金屬還原粉優(yōu)選為鐵粉、鋁粉與銅粉中的一種或多種；所述還原性助劑優(yōu)選為2~8重量份；所述還原性助劑優(yōu)選為氧化亞錫、氯化鈀與雜多酸鹽中的一種或多種。
[0030]噴涂油漆后，固化干燥，得到油漆層。在金屬或非金屬表面形成油漆層可使金屬或非金屬表面光滑平整，并且當油漆層中含有金屬還原粉與還原性金屬助劑時，在油漆層表面噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆時，可作為引發(fā)劑，利用其還原性將水性金屬漆中金屬離子吸附于金屬或非金屬表面并還原為金屬以形成活性中心，起到催化過程中金屬離子的還 原，然后利用金屬自身的還原作用得到一定厚度的金屬涂層。
[0031]得到油漆層后，優(yōu)選在其表面噴涂含有表面活性劑與氯化亞錫的水溶液進行敏化處理。其中，所述表面活性劑為本領域技術人員熟知的表面活性劑即可，并無特殊的限制；所述表面活性劑的濃度優(yōu)選為5~15g/L ;所述氯化亞錫的濃度優(yōu)選為10~100g/L，更優(yōu)選為30~70g/L。通過敏化處理可提高表面附著力。
[0032]然后，在所述油漆層的表面同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，得到金屬鏡面層。所述甲組分水性金屬漆包括:3~50g/L金屬鹽、0.05~60g/L絡合劑、
0.1~5g/L穩(wěn)定劑與水；所述乙組分水性金屬漆包括:5~50g/L還原劑與水。
[0033]其中，所述金屬鹽為本領域技術人員熟知的可發(fā)生氧化還原的水溶性金屬鹽即可，并無特殊的限制，本發(fā)明優(yōu)選選自可溶性銅鹽、可溶性鋁鹽、可溶性鎳鹽、可溶性銀鹽與可溶性金鹽中的一種或多種，更優(yōu)選選自硫酸銅、氯化銅、硝酸銅、硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳、硫酸銀、氯化銀、硝酸銀與亞硫酸金鈉中的一種或多種，再優(yōu)選選自硫酸銅、硫酸鋁、硫酸鎳、氯化鎳、硝酸銀與亞硫酸金鈉中的一種或多種。所述金屬鹽在甲組分水性金屬漆中的質(zhì)量濃度優(yōu)選為3~40g/L，更優(yōu)選為3~35g/L。
[0034]所述絡合劑優(yōu)選選自雜多酸鹽、克丙炔醇乙氧基化合物、硫酸鈰、吡啶嗡鹽、酒石酸鉀、三乙醇胺、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉與氨水中的一種或多，更優(yōu)選選自雜多酸鹽、酒石酸鉀、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉與氨水中的一種或多種；所述雜多酸鹽為本領域技術人員熟知的雜多酸鹽即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為11-鈰鑰鋯雜多酸鹽、4-甲基吡啶雜多酸鹽、谷氨酸型雜多酸鹽與十一鎳鋯鑰雜多酸鹽中的一種或多種；所述絡合劑在甲組分水性金屬漆中的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0.08~50g/L，更優(yōu)選為0.1~40g/L。
[0035]所述穩(wěn)定劑優(yōu)選選自乙醇、硫脲、無機酸、有機酸與雜多酸鹽中的一種或多種，添加穩(wěn)定劑可增加水溶液中金屬鹽與絡合劑的穩(wěn)定性；所述穩(wěn)定劑在甲組分水性金屬漆中的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0.1~2g/L，更優(yōu)選為0.1~lg/L，再優(yōu)選為0.2~0.5g/L。
[0036]按照本發(fā)明，所述甲組分水性金屬漆中優(yōu)選還包括0.1~10g/L的加速劑，更優(yōu)選為0.5~10g/L，再優(yōu)選為0.5~5g/L ;所述加速劑優(yōu)選選自氫氧化鉀、氫氧化鈉與雜多酸鹽中的一種或多種。加速劑可加快甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆的氧化還原反應。
[0037]乙組分水性金屬漆包括5~50g/L還原劑與水。其中，所述還原劑為本領域技術人員熟知的可與金屬鹽發(fā)生氧化還原反應的還原劑即可，并不特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選選自硼氫化鈉、次磷酸鈉、肼類、醛類、醇類與酚類中的一種或多種；所述醛類優(yōu)選為乙醛和/或葡萄糖；所述肼類優(yōu)選為硫酸肼；所述醇類優(yōu)選為甲醇和/或乙醇。[0038]所述還原劑在乙組分水性金屬漆中的質(zhì)量濃度優(yōu)選為5?40g/L,更優(yōu)選為5?30g/L。
[0039]按照本發(fā)明，所述乙組分水性金屬漆優(yōu)選還包括0.1?5g/L的穩(wěn)定劑；所述穩(wěn)定劑為本領域技術人員熟知的穩(wěn)定劑即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為硫脲、硫代硫酸鈉、碘化鉀與乙酸鉛中的一種或多種；所述穩(wěn)定劑在乙組分水性金屬漆中的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0.5?4g/L，更優(yōu)選為0.5?2g/L。
[0040]按照本發(fā)明，所述乙組分水性金屬漆優(yōu)選還還包括0.1?10g/L的加速劑，更優(yōu)選為0.5?10g/L,再優(yōu)選為0.5?5g/L ;所述加速劑選自氫氧化鉀、氫氧化鈉與雜多酸鹽中的一種或多種。
[0041]本發(fā)明甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆的體積比優(yōu)選為1:(1?2)，更優(yōu)選為1:(1?1.5)。
[0042]所述步驟B)中噴涂的方法為本領域技術人員熟知的方法即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選通過雙槍噴涂設備進行噴涂。在形成金屬鏡面層過程中可通過多次噴涂達到最佳效果，特別是貴金屬噴涂時，可以先用廉價的水性銅金屬漆作為頭道噴涂，達到鏡面要求后再噴涂水性貴金屬漆。
[0043]按照本發(fā)明，為防止金屬鏡面層氧化變色，優(yōu)選還包括:C)在所述金屬鏡面層表面噴涂抗氧化劑，得到抗氧化層。其中所述抗氧化劑為本領域技術人員熟知的抗氧化劑即可，并無特殊的限制。
[0044]得到抗氧化層后，優(yōu)選在其表面噴涂清漆，得到清漆層。形成清漆層可提高表面的保護性能。所述清漆中優(yōu)選還加入色精進行配色。
[0045]得到清漆層后，優(yōu)選進行干燥。所述干燥的溫度優(yōu)選為25°C?90°C，更優(yōu)選為40°C?60°C ;干燥的時間優(yōu)選為10?20min，更優(yōu)選為15?20min。
[0046]本發(fā)明在油漆層表面同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，從而得到金屬鏡面層，噴涂方法簡單，且無需使用大型設備，成本較低；采用水性金屬漆，無VOC排放，更環(huán)保；同時，本發(fā)明利用氧化還原反應，使用金屬鹽為原料，簡化生產(chǎn)工藝，且使所制得的水性金屬涂料保質(zhì)期較長，通過添加絡合劑提供共價鍵與離子鍵，使本發(fā)明水性金屬漆做出金屬鏡面效果。
[0047]為了進一步說明本發(fā)明，以下結合實施例對本發(fā)明提供的一種金屬或非金屬的表面處理方法進行詳細描述。
[0048]以下實施例中所用的試劑均為市售。
[0049]實施例1
[0050]1.1在塑膠表面噴涂聚酯油漆，固化干燥，得到油漆層。
[0051]1.2在油漆層表面噴涂含有8g/L硬脂酸與30g/L氯化亞錫的去離子水溶液，進行敏化處理。
[0052]1.3在進行敏化處理的油漆層表面通過雙槍噴涂設備同時噴涂甲組分水性銅金屬漆與乙組分水性金屬漆，在油漆層的表面形成銅的鏡面層；甲組分水性銅金屬漆:6g/L硫酸銅、35g/L酒石酸鉀鈉、lg/L氫氧化鉀、0.4g/L雜多酸鹽(4-甲基吡啶雜多酸鹽)、0.lg/L乙醇胺與水；乙組分水性金屬漆:15g/L硼氫化鈉、0.5g/L氫氧化鈉與水；甲組分水性銅金屬漆與乙組分水性金屬漆的體積比為1:2。[0053]1.4在銅鏡面層表面通過雙槍噴涂設備同時噴涂甲組分水性銀金屬漆與乙組分水性金屬漆，在油漆層的表面形成銀的鏡面層；甲組分水性銀金屬漆:15g/L硝酸銀、35g/L氨水、lg/L氫氧化鈉、0.5g/L乙醇與水；乙組分水性金屬漆:8g/L乙醛、15g/L葡萄糖與水。甲組分水性銀金屬漆與乙組分水性金屬漆的體積比為1:1。
[0054]1.5用去離子水對噴涂形成的銀鏡面層表面的反應殘留液進行清洗，然后噴涂抗氧化劑，進行表面處理，噴涂之后用去離子水進行清洗，干燥，形成抗氧化層。
[0055]1.6在抗氧化層表面噴涂耐黃變的亮光清漆，形成清漆層，40°C干燥20min，得到表面處理后的塑膠。
[0056]對實施例1中得到的表面處理后的塑膠進行附著力檢測:用鋼尖刀在表面上劃出間隔為2mm的劃痕，并確保劃痕深達基體，縱橫各六條，得到25個2mmX2mm的小方格；之后，采用膠帶粘貼實驗，統(tǒng)計被粘掉的小方格數(shù)，借此來對附著力進行評分。評分標準共分為5個等級:脫落的小方格數(shù)< 5的為5分；脫落的小方格數(shù)< 10的為4分；脫落的小方格數(shù)< 15的為3分；15 <脫落的小方格數(shù)< 20的為2分；脫落的小方格數(shù)> 20的為I分。其中，定義4分為合格線。經(jīng)過檢測，實施例1中得到的表現(xiàn)的效果為5分。
[0057]實施例2
[0058]2.1在塑膠表面噴涂聚酯油漆，固化干燥，得到油漆層。
[0059]2.2在油漆層表面噴涂含有8g/L硬脂酸與30g/L氯化亞錫的去離子水溶液，進行敏化處理。
[0060]2.3在進行敏化處理的油漆層表面通過雙槍噴涂設備同時噴涂甲組分水性鎳金屬漆與乙組分水性金屬漆，在油漆層的表面形成鎳的鏡面層；甲組分水性鎳金屬漆:35g/L硫酸鎳、8g/L檸檬酸鈉、0.2g/L EDTA穩(wěn)定劑與水；乙組分水性金屬漆:25g/L次磷酸鈉的水溶液；將甲組分水性鎳金屬漆與乙組分水性金屬漆的體積比為1:1.5。
[0061]2.4用去離子水對噴涂形成的鎳鏡面層表面的反應殘留液進行清洗，然后噴涂抗氧化劑，進行表面處理，噴涂之后用去離子水進行清洗，干燥，形成抗氧化層。
[0062]2.5在抗氧化層表面噴涂耐黃變的亮光清漆，形成清漆層，40°C干燥20min，得到表面處理后的塑膠。
[0063]對實施例2中得到的表面處理后的塑膠進行附著力檢測，其效果為5分。
[0064]實施例3
[0065]3.1在塑膠表面噴涂聚酯油漆，固化干燥，得到油漆層。
[0066]3.2在油漆層表面噴涂含有8g/L硬脂酸與30g/L氯化亞錫的去離子水溶液，進行敏化處理。
[0067]3.3在進行敏化處理的油漆層表面通過雙槍噴涂設備同時噴涂甲組分水性銀金屬漆與乙組分水性金屬漆，在油漆層的表面形成銀的鏡面層；甲組分水性銀金屬漆:15g/L硝酸銀、35g/L氨水、lg/L氫氧化鈉、0.5g/L乙醇與水；乙組分水性金屬漆:8g/L乙醛、15g/L葡萄糖與水。甲組分水性銀金屬漆與乙組分水性金屬漆的體積比為1:1。
[0068]3.4用去離子水對噴涂形成的銀鏡面層表面的反應殘留液進行清洗，然后噴涂抗氧化劑，進行表面處理，噴涂之后用去離子水進行清洗，干燥，形成抗氧化層。
[0069]3.5在抗氧化層表面噴涂耐黃變的亮光清漆，形成清漆層，40°C干燥20min，得到表面處理后的塑膠。[0070]對實施例3中得到的表面處理后的塑膠進行附著力檢測，其效果為4分。
[0071]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種金屬或非金屬的表面處理方法，其特征在于，包括: A)在金屬或非金屬的表面噴涂油漆，固化干燥，得到油漆層； B)在所述油漆層的表面同時噴涂甲組分水性金屬漆與乙組分水性金屬漆，得到金屬鏡面層； 所述甲組分水性金屬漆包括:3?50g/L金屬鹽、0.05?60g/L絡合劑、0.1?5g/L穩(wěn)定劑與水； 所述乙組分水性金屬漆包括:5?50g/L還原劑與水。
2.根據(jù)權利要求1所述的表面處理方法，其特征在于，還包括: 得到油漆層后，在表面噴涂含有表面活性劑與氯化亞錫的水溶液進行敏化處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的表面處理方法，其特征在于，還包括: C)在所述金屬鏡面層表面噴涂抗氧化劑，得到抗氧化層。
4.根據(jù)權利要求3所述的表面處理方法，其特征在于，還包括: D)在所述抗氧化層的表面噴涂清漆，得到清漆層。
5.根據(jù)權利要求4所述的表面處理方法，其特征在于，還包括: E)得到清漆層后進行干燥。
6.根據(jù)權利要求5所述的表面處理方法，其特征在于，所述干燥的溫度為25°C?90°C，干燥的時間為10?20min。
7.根據(jù)權利要求1所述的水性金屬涂料，其特征在于，所述金屬鹽選自可溶性銅鹽、可溶性鋁鹽、可溶性鎳鹽、可溶性銀鹽與可溶性金鹽中的一種或多種。
8.根據(jù)權利要求1所述的水性金屬涂料，其特征在于，所述絡合劑選自雜多酸鹽、克丙炔醇乙氧基化合物、硫酸鈰、吡啶嗡鹽、酒石酸鉀、三乙醇胺、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉與氨水中的一種或多種。
9.根據(jù)權利要求1所述的水性金屬涂料，其特征在于，所述穩(wěn)定劑選自乙醇、硫脲、無機酸、有機酸與雜多酸鹽中的一種或多種。
10.根據(jù)權利要求1所述的水性金屬涂料，其特征在于，所述還原劑選自硼氫化鈉、次磷酸鈉、肼類、醛類、醇類與酚類中的一種或多種。
【文檔編號】B05D3/00GK103920634SQ201410155684
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權日:2014年4月17日
【發(fā)明者】任國華, 任玉杰 申請人:任國華