[發明專利]產品造型設計用塑料表面氧化鋁陶瓷層的合成方法

有效

• 申請號: 201410701233.4
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104494040A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 周小平;周浩楠;胡心彬
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: B29C45/14
• 分類號: B29C45/14;B29C45/17
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及一種產品造型設計用塑料表面氧化鋁陶瓷層的合成方法，屬于材料工程技術領域。

背景技術

工業產品造型設計是將各種材料進行加工、制作，使其成為適需、宜人、創新的產品，這些可用于產品造型設計的材料稱為產品造型設計材料。產品造型設計材料是工業產品造型設計的物質基礎，是產品滿足功能要求、體現結構的基本要素。產品造型設計材料的特性制約了產品的結構、形狀和大小，同時，產品造型設計材料不同可使產品具有不同的外觀質感、不同的裝飾效果和不同的經濟效益。任何一種產品造型設計只有與選用的材料的性能特點及其加工工藝相一致時，才能實現產品造型設計的目的與要求。

塑料在工業產品造型設計中應用很廣泛，它的可塑性和流動性，使其可以制成各種不同形狀的產品。塑料的主要優點有：（1）塑料比強度高。（2）化學穩定性好。（3）絕緣性能好。（4）導熱系數低。（5）加工性能好，批量生產成本低。（6）塑料具有自潤滑、吸振、消聲、氣密等性能。塑料的主要缺點表現在：強度、剛度、耐熱性差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種產品造型設計用塑料表面氧化鋁陶瓷層合成方法。采用本發明的方法，能夠在產品造型設計用塑料表面獲得結合牢固的氧化鋁陶瓷層。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種產品造型設計用塑料表面氧化鋁陶瓷層的合成方法，包括以下步驟：

（1）對塑料制品注射成型模具型腔進行噴丸處理；

（2）對經步驟（1）噴丸處理后的塑料制品注射成型模具型腔進行硝酸酒精溶液浸蝕處理；

（3）在經步驟（2）硝酸酒精溶液浸蝕處理后的塑料制品注射成型模具型腔內涂刷氟硅烷酒精溶液，干燥；

（4）先在經步驟（3）干燥后的塑料制品注射成型模具型腔內熱噴涂粒度為5-15μm的氧化鋁陶瓷粉末，作為底層，再熱噴涂粒度為20-50μm的氧化鋁陶瓷粉末，作為表面層；

（5）將融熔的塑料注射在經步驟（4）熱噴涂后的塑料制品注射成型模具型腔內，成型，冷去后脫模，即得產品造型設計用塑料表面氧化鋁陶瓷層。

所述產品造型設計用塑料為聚氯乙烯、聚苯乙烯或酚醛樹脂。

所述步驟（1）中的噴丸處理的條件為：噴丸為鑄鋼丸，噴丸壓力為480-500kPa。

所述鑄鋼丸的硬度為42-45HRC，尺寸為Φ0.5-1.0mm。

所述步驟（2）中的硝酸酒精溶液中硝酸的質量百分比為4%-5%。

所述步驟（2）中的浸蝕處理的時間為1-5min。

所述步驟（3）中的氟硅烷酒精溶液中氟硅烷的質量百分比為1%-5%。

所述步驟（4）中的熱噴涂為等離子噴涂或超音速火焰噴涂。

所述步驟（4）中的氧化鋁陶瓷粉末包括80wt%Al₂O₃和20wt%TiO₂。

所述步驟（4）中的底層的厚度為0.05-0.15mm；所述表面層的厚度為0.05-0.95mm。

本發明的原理是：（1）本發明通過對塑料制品注射模具型腔噴丸后進行應力腐蝕，產生大量微納米孔，經過氟硅烷修飾后，得到低表面能的表面，熱噴涂后的氧化鋁陶瓷涂層容易剝離。（2）塑料制品注射成型過程中，融熔的塑料滲透到型腔熱噴涂的氧化鋁陶瓷涂層表面層較大的孔隙中，冷卻后將氧化鋁陶瓷涂層牢固的粘附在塑料制品的表面，形成氧化鋁陶瓷層。

在工業產品造型設計中，如果在塑料產品表面合成氧化鋁陶瓷層，可以達到以下優點和有益效果：

（1）采用本發明的方法制備的產品造型設計用塑料表面氧化鋁陶瓷層與塑料的結合更為牢固，不易脫落。

（2）獲得陶瓷的豪華外觀，提高產品的裝飾性能。

（3）提高塑料制品的表面性能，如耐磨性、耐熱性、耐侯性、耐蝕性等。

（4）改善塑料制品的吸水、吸濕性。

（5）提高塑料制品的力學性能。

（6）減輕產品重量、降低成本，達到產品的輕便、小型、價廉、美觀的目標。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例，對本發明的技術方案做進一步作描述，但是本發明的保護范圍并不限于這些實施例。凡是不背離本發明構思的改變或等同替代均包括在本發明的保護范圍之內。

實施例1??產品造型設計用塑料表面氧化鋁陶瓷層合成方法

制品材料：聚氯乙烯。