[发明专利]一种轻合金有机皮膜层制备方法、制膜设备及环保型有机皮膜

说明书

本发明提供了一种轻合金有机皮膜层制备方法，包括轻合金前处理、干燥以及有机皮膜层制备成型等步骤，通过注膜方式在轻合金工件表面形成一层有机皮膜层，并且在高温真空条件下使得有机皮膜层牢固贴合于轻合金工件表面，该制备方法具有操作简单方便、生产效率高、适用工业化生产的优点。本发明还提供了一种制膜设备，包括连接的待加工产品传输机构和注膜成型模具，其能应用于本发明的轻合金有机皮膜层制备方法中，完成有机皮膜层制备成型步骤，具有结构简单、能够实现自动化管理的优点。此外，本发明还公开了一种环保型有机皮膜，其组成成分中不含有对人体有害的挥发性溶剂，并且附着力强，与工件表面实现紧密地结合，从而赋予工件产品独特的外观装饰效果。

技术领域

本发明属于轻合金加工技术领域，具体涉及一种在轻合金工件表面制备有机皮膜层的方法，并涉及一种用于制备有机皮膜层的设备以及一种环保型的有机皮膜层。

背景技术

镁合金、铝合金、锌合金等轻合金是一类高性能轻型结构材料，其具有优良的力学性能和导热导电性能，并且具有抗震、防电磁干扰、无毒且方便回收的优点，此外，轻合金材料具有极好的切削加工性能，因此，这类轻合金材料在3C产品制造领域应用较为广泛。

但是，轻合金化学性质较为活泼，极易发生氧化腐蚀现象。目前，传统的轻合金防腐蚀工艺通常是对轻合金工件的表面进行处理，处理方式通常为钝化和油墨喷涂，从而使得轻合金的表面形成保护层，在提高轻合金工件抗氧化、耐腐蚀性能的同时，又能提升轻合金工件的外观装饰效果。传统轻合金防腐蚀工艺在行业内得以广泛使用，但由于通常在开放的环境下进行油墨喷涂操作，并且油墨喷涂的涂料含有对人体以及环境有害的挥发性溶剂，所以传统轻合金防腐蚀工艺存在着对环境污染严重的问题，这有悖于建立环境友好型社会的理念。

有鉴于此，迫切需要研发一种既环保又实用的轻合金防腐蚀工艺，提供一种环保型的有机皮膜层及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种轻合金有机皮膜层的制备方法，其通过类似注塑成型的注膜方式在轻合金工件表面形成一层有机皮膜层，并且制膜以及膜层成型均在同一个设备内完成，加工过程中基本实现“零排放”，有效地提高了生产效率、降低生产成本，适用大规模工业化生产。

本发明通过以下技术方案实现发明创造的目的：一种轻合金有机皮膜层制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将轻合金工件进行表面处理，包括依次进行的酸洗操作、工件表面调整操作、制备保护层操作以及封闭操作；

S2、将经过步骤S1表面处理后的轻合金工件进行干燥操作，使得轻合金工件清洁干爽；

S3、将干燥后的轻合金工件置于制膜设备中，依次进行注膜操作、膜层晾干成型操作和热转印操作。

对上述步骤需要说明的是，步骤S1中，在酸洗操作前可根据实际需求增加除油除脂操作，除油除脂操作可在超声波清洗槽中进行，清洗温度为40～80℃；清洗液为专用的除油除脂水，如四辉的SH-6312C。酸洗操作的目的是：为后续在制备保护层工艺提供一个活化的金属表面，酸洗温度可设定为50～70℃，时间为30～60s。工件表面调整操作的目的是：提供碱性环境，一方面用于中和工件表面残留的酸液，另一方面调节金属表面状态，以实现与有机皮膜层的良好结合；表面调整液包括氢氧化钠、碳酸钠以及EDTA-2Na中的一种或多种混合物。制备保护层操作的目的是：在工件表面形成一层保护层，以防止工件出现氧化腐蚀现象。封闭操作的目的是：通过化学封闭填补保护层上的微孔以提高工件表面的附着力，从而一方面提升保护层的耐腐蚀性能，另一方面有利于后续有机皮膜层与工件表面的紧密结合；封闭液包括硅氧烷甲基化钾和甲基纤维素，封闭温度为50～70℃，时间为10～60s。

上述步骤S2中，干燥操作可以包括风淋吹洗和或烘烤工序，风淋吹洗工序可采用压缩空气或非活性气体吹干轻合金工件表面残留的液体，而烘烤工序可在温度为80～180℃的烘干设备中进行。