[实用新型]一种可以代替电镀的材料表面装饰防护层

说明书

技术领域

本实用新型涉及表面装饰、防护、改性领域，具体地说是一种可以代替电镀的材料表面装饰防护层。

背景技术

电镀是当代工业产业链中不可缺少的重要环节，在机械、电子、汽车、航空、航天等各个领域都有广泛的应用。通过电镀获得的沉积层称为电镀层，可以保护基体材料不受环境腐蚀，改善基体材料外观，增加美感等。按用途分，可以将电镀层分为防护性镀层、装饰防护性镀层和功能性镀层三大类。其中，前两种特性占电镀行业80％左右。电镀铬层是最常用的电镀层，根据技术要求一般由三层组成：底层是铜，中间层为镍，面层为铬，即铜/镍/铬三层结构。近几年电镀装饰性贵金属(金、银)镀层需求和应用增多，主要包括铜/锡合金、铜/锌合金、铜/锡/锌合金、锡/镍合金等。2011年据不完全统计，我国从事电镀行业的人员有100多万人，电镀生产企业达15000余家，生产线总数已经超过5000条，产能(电镀面积)为10亿平方米，年产值达千亿元人民币，我国已经成为了电镀大国。

尽管技术成熟、应用广泛，但是电镀存在一些突出问题：首先，电镀严重污染环境和危害人体。电镀过程中三废(废气、废液、废物)排放将严重污染环境和危害人类健康。其中，电镀铬排放物中的六价铬及电镀镀层中含有的镍元素均是致癌物质，对人体有害。其次，电镀涂层的耐腐蚀性能不能满足一些特殊场合和环境的要求。如：电镀铬层内存在微裂纹和穿透性针孔，导致腐蚀介质从表面渗透至界面而腐蚀基体。第三，电镀的成本和价格较高。主要原因包括：电镀过程能耗高，电镀工艺沉积速度慢、效率低，电镀的三废处理越来越严格，所需要的装备越来越复杂，导致费用越来越高。因此，无论从社会进步还是应用需要开发替代电镀(涂层)的工艺是必然趋势。

在过去几十年间人们进行了大量的工作，尝试对电镀进行部分或全面替代。从环境、性能以及成本等多方面综合考虑，以下三种技术被认为最有可能取得突破：湿法镀三价铬技术、涂装技术以及离子镀技术。

湿法镀三价铬技术使用类似于六价铬的电镀技术对工件实施镀层制备。其优势在于相对于六价铬危害性要小得多，同时可以保持原有六价铬电镀的设备，从而减小替代成本。但是，该方法仅消除了六价铬的危害，电镀的其他污染环境和危害人类健康的问题依旧没有解决。此外，目前的三价铬技术还不够成熟，无法推广应用。

涂装技术使用喷涂油漆以及化学试剂(还原成金属)的方法。专利号CN200610140828.2、专利申请号CN200710301440.0、专利号CN200910110379.0、专利申请号CN200910038606.3、专利号CN201110037243.9以及专利号CN201010112195.0均提供了一种镜面纳米喷镀方法，该方法均建立在一种有机涂层底漆表面应用银镜反应还原置换一层光亮的金属银。上述专利技术中没有解决有机涂层与金属银层(无机)及面漆之间的交联(偶联)问题，容易造成镀层与有机涂层附着力不强易剥离现象。在此基础上，专利申请号：CN201110361359.8提出了金属工件或非金属工件的底漆上化学喷镀100～300纳米厚度的铜层、镍层、银层中任意一种光亮的金属镀层，然后在金属镀层上喷镀抗变色剂和交联剂，确保光亮的金属镀层亮度稳定不变色，使镀层附着牢固。尽管提高了金属层与有机涂层的结合并丰富了金属镀层的颜色，但该方法采用的化学喷镀带来了新的三废排放及其对环境污染和人体危害的问题。同时，化学反应还原出来的金属材料及颜色相对有限。