[发明专利]一种可光固化溶胶-凝胶涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及三价铬电镀表面防护技术领域，具体涉及一种应用于ABS塑料的三价铬电镀的防护的可光固化溶胶-凝胶涂层的制备方法。

背景技术

随着环保的要求越来越严格，三价铬电镀快速兴起。相比于六价铬镀层，三价铬镀层存在一些缺点。如：防腐性能差，不耐磨等缺陷。尤其是在ABS塑料件的三价铬电镀，因其不可高温烘烤，对其后处理较为困难。

溶胶-凝胶法是近年来愈来愈受到重视的一种制备薄膜涂层的方法, 具有产物纯度高、组分均匀、组成易于控制、操作简单、成本低、可以大面积成膜等特点, 因而, 在功能涂层、结构材料表面改性等方面得到了广泛应用。实验证明, 在金属及合金表面制备特定的涂层可以有效地控制材料表面的腐蚀破坏, 提高材料的使用寿命与构材料表面改性等方面得到了广泛应用。

但是，一般的溶胶-凝胶方法得到的涂膜，要么脆性过高，要么固化温度太高（150-200℃），因此，本发明提供一种在室温下UV固化，兼具硬度与韧性的溶胶-凝胶涂层。

CN200510134909公开了制备一种金属镀膜表面防护的紫外光固化涂料的方法，其是用活性单体，活性稀释剂及含丙烯酰氧基的高分子树脂构成成膜物质，并需要添加附着力促进剂等助剂，固化后作为金属镀膜的防护涂层。因为其没有添加无机的物质，涂层在硬度及耐磨擦等性能上还不是很理想。

CN201210003013.5. 公开了一种UV固化有机-无机杂化材料的制备方法。其是先用γ-氨丙基三乙氧基硅烷与丙烯酸酯进行Michael加成反应，得到一个含丙烯酰氧基（CH₂=CH-COO-）的硅烷偶联剂，然后在酸性条件下水解聚合，再与纳米级的二氧化硅粒子进行抗接枝。这个方法中，无机相与有机相是独力的，需要通过化学的方法接技才能达成均相，但其最终的接技率最高只能达到45%，并且涂膜的硬度最高只能达到5H。

发明内容

本发明的目的是提供一种可光固化溶胶-凝胶涂层的制备方法，它在有可光固化的官能团有机硅烷偶联剂的参与下，经过溶胶-凝胶反应，得到一尺寸稳定的纳米级有机-无机溶胶-凝胶材料，并进而利用此溶胶与活性的光固化高分子复合，来制作UV固化防护膜层，厚度为：0.5～2微米，最高硬度可达到９Ｈ以上，并且可极大提高电镀三价铬的酸性盐雾实验时间。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它的配方组成为：TEOS、溶剂、至少包含一种催化量的酸、六甲基二硅醚（MM）、高分子树脂、光引发剂、至少一种硅烷、至少包含一种硅烷偶联剂、至少包含一种过渡金属醇盐络合物。

所述的溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇乙醚、乙二醇叔丁醚、丙二醇叔丁醚中的一种或多种。

所述的高分子树脂可选自丙烯酸树脂、环氧树脂丙烯酸酯、聚胺酯丙烯酸树脂中的一种或多种，根据涂膜性能的不同要求，合适的质量含量为5%-30，优选为10%-20%；由于此溶胶是一种低聚物，因此其与有机聚合物的相混性非常的好。

所述的光引发剂可以是二苯甲酮、安息香双甲醚、1-羟基环已基苯基甲酮（光引发剂184）、2－羟基-2-甲基-苯基丙酮（光引发剂1173）、双（2，4，6-三甲基苯甲酰）苯基氧化膦（光引发剂819）中的一种或多种。

所述的硅烷R¹_nSi(OR²)_4-n，其中n=0～2；R¹可以是C_nH_2n-1(n=1～18)的烷基，优选自四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；在整个溶胶体系中，硅烷合适的含量为：3%重量-50%重量，优选5%重量-15%重量。

所述的硅烷偶联剂为一种含丙烯酰氧基的硅烷，优选γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，以下简称为KH-570，γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷，以下简称为KH-560，作为光固化用的偶联剂，硅烷偶联剂在溶胶-凝胶中的比例至关重要；质量含量为10%-50%，优选自30%-50%。