無機(jī)微涂膜基材及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明有關(guān)于一種無機(jī)微涂膜基材及其制造方法，特別是一種無需陽極處理基材 的無機(jī)微涂膜基材及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今信息產(chǎn)品日新月異，相關(guān)信息產(chǎn)品需求與日劇增，而高端的信息產(chǎn)品多使用 鋁鎂等材質(zhì)作為其外殼，而鋁鎂等材質(zhì)所制的外殼兼具美感、質(zhì)感與散熱優(yōu)等功效，為許多 信息產(chǎn)品外殼的首選。
[0003] 然而，為使鋁鎂等材質(zhì)外殼表面更具美觀與強(qiáng)化表面硬度，必須進(jìn)行鋁鎂等材質(zhì) 外殼的表面處理，而表面處理（Surfacetreatment)或稱表面加工（Surfacefinishing)主 要是改變例如鋁鎂等金屬表面的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)的加工技術(shù)，其目的是使材料更耐腐 蝕、耐磨耗、耐熱、延長材料壽命、改善材料表面特性、增加光澤美觀以提高產(chǎn)品美感與質(zhì)感 等。
[0004] 表面處理的過程可在金屬材料表面生成一層保護(hù)膜（Protectivecoating)，保護(hù) 膜的材質(zhì)可包括金屬、玻璃、陶瓷材料以及利用磷酸化或陽極處理等程序所得到的化成膜 (Conversioncoating),利用化學(xué)或電化學(xué)處理,使金屬表面生成一種含有該金屬成份的 皮膜層，每一種材質(zhì)的保護(hù)膜均有其特性及使用范圍，如陶瓷膜耐熱耐酸但大多質(zhì)脆不能 受重大沖擊，陽極處理則適用于能獲得致密具有保護(hù)性氧化膜的鋁等金屬材料。
[0005] 所以，陽極處理為現(xiàn)今金屬材料表面處理的主流技術(shù)，陽極處理是一種使色澤能 滲入金屬物塊里層的加工方式，舉例來說，陽極處理技術(shù)是于電解槽之中，將鋁或鋁合金等 金屬工件置于陽極端，施加一定電壓與電流，促使工件表面形成附著良好的氧化層。由于一 般鋁合金容易氧化，氧化層雖有一定鈍化作用，但長期曝露的結(jié)果，氧化層仍會剝落，喪失 保護(hù)作用，因此陽極處理的目的即利用其易氧化的特性，借電化學(xué)方法控制氧化層的生成， 以防止鋁材進(jìn)一步氧化，同時(shí)增加表面的機(jī)械等物理性質(zhì)，另一方面借不同化成反應(yīng)，產(chǎn)生 各種色澤（發(fā)色）以增進(jìn)美觀。
[0006] 陽極處理技術(shù)應(yīng)用極其廣泛，包括信息產(chǎn)品、手扶圍欄、鋁門窗等以鋁或鋁合金等 材質(zhì)所制產(chǎn)品者多會使用陽極處理技術(shù)。
[0007] 但是，由于近年來環(huán)保意識的抬頭，對工業(yè)減廢的標(biāo)準(zhǔn)也日漸提高，而陽極處理需 使用大量電解液進(jìn)行制程上的運(yùn)作，其所產(chǎn)生大量的廢水對制造商為一嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，為解決上述問題，本發(fā)明提供一種無需使用陽極處理的表面處理技術(shù)， 將無機(jī)微涂膜組合物涂覆于基材表面而形成無機(jī)微涂膜層，而取代于基材表面所進(jìn)行的陽 極處理。
[0009] 本發(fā)明所提供的無機(jī)微涂膜基材包括：一基材以及一無機(jī)微涂膜層，該無機(jī)微涂 膜層位于該基材上，該無機(jī)微涂膜層為一無機(jī)微涂膜組合物，該無機(jī)微涂膜組合物包括一 硅氧根離子溶液、一鋰離子溶液以及一鉀離子溶液，其中將該硅氧根離子溶液、該鋰離子溶 液與該鉀離子溶液均勻混合而成該無機(jī)微涂膜組合物。
[0010] 本發(fā)明還提供一種無機(jī)微涂膜基材的制造方法，包括以下步驟：提供一基材，其 中該基材為前述的基材，將該基材以一無機(jī)酸鹽進(jìn)行表面改質(zhì)以及提供一無機(jī)微涂膜組合 物，其中該無機(jī)微涂膜組合物為前述的無機(jī)微涂膜組合物，將該無機(jī)微涂膜組合物涂覆于 該基材上，并烘烤而成無機(jī)微涂膜層。
[0011] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0012] 本發(fā)明中無機(jī)微涂膜基材的物性與化性均優(yōu)于陽極處理的基材，因此本發(fā)明可用 以替代需使用大量電解液的陽極處理制程，為優(yōu)良的環(huán)保制程技術(shù)。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明所揭露無機(jī)微涂膜基材結(jié)構(gòu)圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明無機(jī)微涂膜基材的制造方法流程圖。
[0015] 圖中：
[0016] 1無機(jī)微涂膜基材；11 基材；
[0017]12無機(jī)微涂膜層； SlO~S40為流程步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。于下文中，將詳細(xì) 說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無機(jī)微涂膜基材及其制造方法。
[0019] 請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明所揭露無機(jī)微涂膜基材結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明所揭露無 機(jī)微涂膜基材1可包括基材11以及無機(jī)微涂膜層12,無機(jī)微涂膜層12位于基材11上，無 機(jī)微涂膜層12為無機(jī)微涂膜組合物，無機(jī)微涂膜組合物包括硅氧根離子（silicon-oxygen radicalion)溶液、鋰離子溶液以及鉀離子溶液，其中將硅氧根離子溶液、鋰離子溶液與鉀 離子溶液均勻混合而成無機(jī)微涂膜組合物。其中，基材11的材質(zhì)可包含選自由鋁、鎂、鈦、 銅、鐵、鋰、玻璃與陶瓷所構(gòu)成的群組；鋰離子溶液可為硅酸鋰（Li2Si03)溶液，硅酸鋰溶液 可以二氧化硅（Si02)與氧化鋰（Li20)所組成，二氧化硅與氧化鋰的模數(shù)（分子摩爾比） 可為2至12之間；二氧化硅與氧化鋰的模數(shù)可進(jìn)一步為2至4之間；鉀離子溶液可為硅酸 鉀（K2Si03)溶液，硅酸鉀溶液可以二氧化硅與氧化鉀（K20)所組成，二氧化硅與氧化鉀的 模數(shù)可為2到12之間；二氧化硅與氧化鉀的模數(shù)可進(jìn)一步為2到4之間；氧化鉀與氧化鋰 的模數(shù)可為〇. 25至4之間；無機(jī)微涂膜組合物可進(jìn)一步包括顏料，顏料可選自由二氧化鈦、 氧化鋅、炭黑、氧化鐵黑、錳鐵黑、鈷藍(lán)、酮鈦菁、鐵青藍(lán)、透鐵、鈷綠、氧化鐵黃與鐵紅所構(gòu)成 的群組。
[0020] 無機(jī)微涂膜組合物可于室溫下儲存至少三年而不會變質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定。
[0021] 無機(jī)微涂膜組合物可加入水稀釋，而可輕易調(diào)控?zé)o機(jī)微涂膜組合物的濃度，以方 便日后可視需求而用于各種涂覆的制程，例如使用于噴涂、靜電噴涂、浸涂、滾涂或旋涂等 涂覆制程。
[0022] 請參照圖2所示，圖2為本發(fā)明無機(jī)微涂膜基材1的制造方法流程圖，本發(fā)明揭露 無機(jī)微涂膜基材1的制造方法，可包括提供基材11 (SlO)，將基材11以無機(jī)酸鹽進(jìn)行表面改 質(zhì)（Sll)以及提供無機(jī)微涂膜組合物（S20)，其中無機(jī)微涂膜組合物為前述的無機(jī)微涂膜 組合物，將無機(jī)微涂膜組合物涂覆于基材11上（S30)，并烘烤而成無機(jī)微涂膜層12,制成本 發(fā)明無機(jī)微涂膜基材I(S40)。其中，無機(jī)酸鹽可選自由鋁酸與硅酸鹽所組成的群組。
[0023] 實(shí)施例1
[0024]取純水1000 g(亦即1000ml)、氧化鋰20g加入第一攪拌槽中，于常溫下高速攪拌混 合而成氧化鋰溶液。
[0025] 取二氧化硅溶液300g置于第二攪拌槽中，將第二攪拌槽置于40_80°C的水槽中， 以水浴法將第二攪拌槽內(nèi)的二氧化硅升溫至30_70°C，而使二氧化硅成為溶膠狀。
[0026] 將第一攪拌槽內(nèi)的氧化鋰溶液緩慢投入第二攪拌槽內(nèi)，并持續(xù)高速攪拌并維持第 二攪拌槽內(nèi)30_70°C的溫度，而成為硅酸鋰溶液。
[0027] 取二氧化硅與氧化鉀（Si02/K20)的模數(shù)為2到6之間的硅酸鉀溶液500g，并硅酸 鉀溶液將加入第三攪拌槽內(nèi)，將硅酸鉀溶液升溫至30-70°C。
[0028] 將第二攪拌槽的硅酸鋰溶液投入第三攪拌槽內(nèi)，維持槽內(nèi)溫度約為60°C，高速 攪拌硅酸鋰溶液與硅酸鉀溶液，直至第三攪拌槽內(nèi)的硅酸鋰溶液與硅酸鉀溶液成為透明 后，并以小于5ym孔徑網(wǎng)篩過濾，并估算損失的水量，而補(bǔ)充純水至原始進(jìn)料原料（純水 1000g、氧化鋰20g、二氧化硅溶液300g與硅酸鉀溶液500g)的總重量1820g，而成本發(fā)明實(shí) 施例1的無機(jī)微涂膜組合物。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例1的無機(jī)微涂膜組合物呈現(xiàn)透明的態(tài)樣。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 取二氧化硅與氧化鉀（Si02/K20)的模數(shù)為2到6之間的硅酸鉀溶液500g，并硅酸 鉀溶液將加入第一攪拌槽內(nèi)，將硅酸鉀溶液升溫至30-70°C。
[0032] 取純水1000g、氧化鋰20g加入第二攪拌槽中，于常溫下高速攪拌混合而成氧化鋰 溶液。
[0033] 取二氧化硅溶液300g置于第三攪拌槽中，將第三攪拌槽置于40_80°C的水槽中， 以水浴法將第三攪拌槽內(nèi)的二氧化硅升溫至30_70°C,而使二氧化硅成為溶膠狀。
[0034] 將第一攪拌槽的硅酸鉀溶液與第二攪拌槽的氧化鋰溶液依序緩慢投入第三攪拌 槽內(nèi)并持續(xù)高速攪拌，維持槽內(nèi)溫度約為60°C，直至第三攪拌槽內(nèi)的溶液成為透明后，并 以小于5ym孔徑網(wǎng)篩過濾，并估算損失的水量，而補(bǔ)充純水至原始進(jìn)料原料（硅酸鉀溶液 500g、純水1000g、氧化鋰20g與二氧化娃溶液300g)的總重量1820g,而成本發(fā)明實(shí)施例2 的無機(jī)微涂膜組合物。
[0035] 本發(fā)明實(shí)施例2的無機(jī)微涂膜組合物呈現(xiàn)透明的態(tài)樣。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] 取二氧化硅溶液300g置于第一攪拌槽中，將第一攪拌槽置于40_80°C的水槽中， 以水浴法將第一攪拌槽內(nèi)的二氧化硅升溫至30_70°C，而使二氧化硅成為溶膠狀。
[0038] 取二氧化硅與氧化鉀（Si02/K20)的模數(shù)為2到6之間的硅酸鉀溶液500g，并硅酸 鉀溶液將加入第二攪拌槽內(nèi)，將硅酸鉀溶液升溫至30-70°C。
[0039] 取純水1000ml、氧化鋰20g加入第三攪拌槽中，于常溫下高速攪拌混合而成氧化 鋰溶液。
[0040] 將第一攪拌槽的二氧化硅與第二攪拌槽的硅酸鉀溶液依序緩慢投入第三攪拌槽 內(nèi)并持續(xù)高速攪拌，維持槽內(nèi)溫度約為60°c，直至第三攪拌槽內(nèi)的溶液成為透明后，并以 小于5ym孔徑網(wǎng)篩過濾，并估算損失的水量，而補(bǔ)充純水至原始進(jìn)料原料（二氧化硅溶液 300g、硅酸鉀溶液500g、純水1000 g與氧化鋰20g)的總重量1820g，而成本發(fā)明實(shí)施例3的 無機(jī)微涂膜組合物。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例3的無機(jī)微涂膜組合物呈現(xiàn)透明的態(tài)樣。
[0042] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明實(shí)施例1的無機(jī)微涂膜組合物、本發(fā)明實(shí)施例2的無機(jī)微涂膜 組合物與本發(fā)明實(shí)施例3的無機(jī)微涂膜組合物無論物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)等完全相同，證明 二氧化硅溶液300g、硅酸鉀溶液500g與氧化鋰20g三項(xiàng)原料的添加順序不會影響產(chǎn)品的性 質(zhì)。
[0043] 實(shí)施例4
[0044] 取用顯現(xiàn)白色的二氧化鈦粉體，二氧化鈦粉體的粒徑為0