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纳米喷镀技术现状及其在汽车外饰件上产业化的

来源:电镀与精饰 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-09-14
作者:网站采编
关键词:
摘要:0 引言 近年来,纳米喷镀是被喻为替代传统电镀的一种环保高科技技术,能避免电镀对人体的危害及环境的污染。其通过应用化学原理,以直接喷涂的形式,使物体表面呈现金色、银色

0 引言

近年来,纳米喷镀是被喻为替代传统电镀的一种环保高科技技术,能避免电镀对人体的危害及环境的污染。其通过应用化学原理,以直接喷涂的形式,使物体表面呈现金色、银色等各种高端镜面高光类似于电镀的效果[1]。经了解,纳米喷镀实质为精密化学反应涂装的一种,其基本化学原理是基于银镜反应,由硝酸银与氨水生成的银氨溶液中含有氢氧化二氨合银,这是一种弱氧化剂,它能把乙醛氧化成乙酸,乙酸又与氨反应生成乙酸氨,而银离子被还原成金属银[2]。还原生成的银附着在玻璃壁上,从而形成了银镜。其化学反应方程式如下:

1 发展历程

纳米喷镀又名“气溶胶体镀膜”,于20个世纪80年代由德国人发明,该技术具有环保性及美观性,但相对于传统电镀,其无论是在亮度、耐腐蚀性、耐磨性、或是耐高温性能方面,还是要略差一些,经过各种实验和改良后,应用光泽镀能接近到92%左右、耐腐蚀性可达80%、耐磨度达到70%左右,同时在特殊元件上可做到防电磁波导电功能[3],但又因该工艺技术具有操作方便、成本低的优点,在欧美国家得到了广泛的应用,一直到今天。他们大量使用在装饰装修、标识标牌、工艺礼品上面。20世纪90年代中后期这个技术偶然引入我国,2000年左右在我国广东地区开始流行,慢慢覆盖到全国各地,十几年前因为网络技术的欠发达,没有很快进入人们视野。由于电镀因日益严重的污染问题而不断受到政府的调控,很多从事这一行业的人迫切需要找到合适的替代技术,近5年来随着网络进入千家万户,纳米喷镀这个词迅速让公众认知,并承载着“救市”的使命。

2 技术研究现状

作为国内首批较早研究推广应用纳米喷镀工艺技术的德奈米克公司,其于2006年公开一种纳米镜面喷镀工艺技术,对现有的纳米喷镀技术进行了改良提升,包括在喷涂底漆层时使用抗酸雨、抗紫外光侵蚀的氟碳树脂;在利用双头喷枪形成银镜面的还原工艺过程中,选用硼氢化钠作为强还原剂,其还原能力比传统的醛类化合物、葡萄糖、果糖等碳水化合物要强得多,反应时间由之前的2~3min缩短到10s之内[4],大大提升了加工效率,减少喷涂银镜涂层原材料的损失。

西迪艾史纳米科技公司是近年来在该技术领域发展较快的代表之一,其公开了一种纳米喷镀的加工工艺,相对于现在技术中的三涂三烤工艺,改进后的工艺只需一涂一烤,生产工艺简单、成本低,适合于批量产业化。工艺中使用有机柠檬酸替代盐酸,且不含重金属,实现了环保的金属镜面效果[5]。

现有技术中,还有记载一种镜面纳米喷镀方法,其工艺包括基材表面处理—喷涂UV底漆层—烘烤—表面活化调整处理—喷涂镜面层(双头喷枪同时喷涂1:1~1.5的银氨溶液、硼氢化纳溶液)—镜面层稳定处理(无水亚硫配钠溶液)—喷涂面漆层—烘烤[6],该工艺同样具有流程简单、操作简便安全、成本低,适用自动化、批量化生产的优点,尤其适用于木质基材或石膏板基材。

在公开的技术中,喷镀最佳温度通常在20~30℃,低于20℃时镀银反应变慢,成本增加,低于5℃时,镀银反应停止,不能作业,需要较为恒温条件下操作。主要原因为现有技术中,通常会把氢氧化钠加到A剂或B剂中,从而影响其寿命和稳定性。为解决此问题,有研究公开一种镜面纳米喷镀溶液及方法,纳米喷镀溶液由分开的三种溶液组成:含有硝酸银的A剂、含有葡萄糖的B剂和含有氢氧化钠的S剂,采用三头喷枪同时分开喷镀上述三种溶液。用于调节酸碱度的氢氧化钠溶液并没有加入A剂或B剂中,保证了其寿命和稳定性,且氢氧化钠的浓度是现有技术中的2~6倍,大大提高银镜反应速度,提高还原率,降低生产成本,0~40℃不需要恒温设备都可以正常生产[7]。

纳米喷镀可用于金属、树脂、塑料、玻璃、陶瓷、木材、塑木、磷美、钙塑、水泥等各种材料,这几乎涵盖了市面中的全部材质,进而衍生出了各种行业,其中包括但不限于电器、电脑手机、饰品、家具、工艺品等。该工艺在汽车中的应用,查询到较早的技术文献材料为日本株式会社前进的研究成果《银镜薄膜形成方法及包含该银镜薄膜的涂层的形成方法》,其中有记载到,由于之前提出的利用银镜反应制造装饰品的方法中,为了透过光线而形成十分薄的一层银薄膜,而获得的银薄膜的银彼此间容易发生脱落等,耐久性差,因此存在难以应用于特别需要耐热性、耐候性的汽车部件等的表面处理问题。故研究人员通过对银镜薄膜厚度,如0.01~0.03μm的涂层进行了各种深入研究,从而发现,只要将通常用作银镜反应处理液的两液体形式改为三液体形式、在预定时间内将三液体进行混合使用,形成的金属薄膜在外观上光泽度较好,进一步施加透光性树脂涂层,可以应用于需要耐久性和耐候性的汽车部件等的表面处理[8]。因此,该研究为后续国内纳米喷镀工艺技术在汽车上的进一步研究、推广、应用奠定了一些理论基础。

文章来源:《电镀与精饰》 网址: http://www.ddyjszz.cn/qikandaodu/2020/0914/375.html



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