ABS塑料直接电镀的前处理工艺

ABS塑料直接电镀的前处理工艺塑料电镀产品和金属电镀件相比，具有轻质、易加工、表面光泽性和整平性好等优点，在汽车、摩托车、五金、日常家用品等方面有广泛的用途，而且应用领域会越来越广，对电镀质量的要求也会越来越高。传统的硝酸银-化学铜工艺具有操作简易、成本低等特点，但工艺稳定性差、镀层表面易产生麻点，而且化学镀铜多采用甲醛作还原剂，对人体健康有较大危害。另外，此工艺不适合自动化生产，很难适应高品质和大面积塑料件的电镀要求。而目前的主流工艺——胶体钯-化学镀镍工艺较硝酸银-化学铜工艺有了长足的进步，可用于自动线生产，稳定性也有所提高，但仍存在化学镀镍成本高、易老化、寿命短等缺点，同时该工艺经常产生令人头痛的挂具上镀问题。另外，化学镍镀层容易钝化、内应力大、韧性差，容易影响后续镀层的结合力。工艺流程除油→水洗→酸洗→粗化→回收→水洗→还原→水洗→还原→水洗→预浸→胶体钯活化→回收→水洗→铜置换→回收→水洗→电镀。工艺处理过程及操作规范1.除油一些应力高的ABS塑料应先适当去应力后再除油，多数ABS塑料可以直接进行除油。在注塑加工及其它处理过程中，塑料件难免沾上油污。除油有利于塑料表面粗化的均匀，同时，增加了粗化液的使用寿命。对于手工线，塑料镀件可以采用手工擦洗除油后再上挂；对于自动线，塑料镀件可以直接上挂除油。由于塑料制品表面常沾有指纹、油污等有机物，以及靠静电作用而附着的灰尘等无机物，这些污垢都应加以去除。常用于除油的碱性试剂有硅酸盐和磷酸盐两类+其中硅酸盐会在表面形成硅酸盐薄膜，对后续浸蚀处理有影响，所以通常使用磷酸盐除油剂。2.粗化粗化是塑料电镀过程中很重要的一环，粗化的好坏直接影响到镀层的结合力、光亮度及镀层的完整性。通过粗化，ABS塑料表面的球状橡胶被氧化溶解，镀件表面具备了亲水性，同时表面形成微孔状，以保证胶体钯的吸附和镀层的附着力。3.还原还原的作用是除去镀件表面残留的铬酸，保证活化液的使用寿命。本工艺采用两道还原，可以使还原剂含量很低，这样既降低成本，又可保证还原得彻底。4.预浸预浸是为了增加活化液的使用寿命，减少活化液的无谓损耗。预浸液可对活化液起到一个缓冲作用，减少前面可能产生的有害物质进入活化槽，防止活化液中的盐酸被稀释，也防止胶体钯直接和镀件表面的中性水接触而导致的破坏性水解。预浸蚀由于工程塑料及超工程塑料耐化学药品性能好，一般难以被化学药品浸蚀，因此在浸蚀之前要进行预浸蚀。预浸蚀常使用有机溶剂，利用有机溶剂使塑料表面产生膨润。经过预浸蚀处理可提高浸蚀加工效果。有的塑料较易被化学药品浸蚀，则可省略预浸蚀步骤。浸蚀浸蚀是采用强氧化剂或强酸、强碱对塑料进行化学处理，使塑料表面有选择性的溶解，产生凹凸不平的固定点—，结果使电镀产生良好的外观并保证镀层附着性好。如ABS塑料(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)采用铬酸和硫酸的混合液做浸蚀剂，在强氧化性的铬酸作用下，塑料中的丁二烯氧化形成羰基等极性基并在塑料表面产生固定点。这些固定点是发生电镀的有利位置i又如工程塑料和超工程塑料经预浸蚀处理后，再在铬酸作用下，膨润的表面层就会局部产生氧化的固定点。而有无机物或玻璃纤维做填充剂的工程塑料；在强氧化剂的浸蚀作用下，填充剂溶解脱落而在塑料表面形成固定点。含有酯类结构的塑料在强酸、强碱浸蚀下也会解离而形成活化的固定点。中和经浸蚀处理后必须去除塑料表面残留的浸蚀剂，如用盐酸做浸蚀剂，需用氢氧化钠等碱中和。如用铬酸做浸蚀赳，表面上有残留的铬酸，会使后续的非电解电镀产生的镀层无法在塑料表面形成，导致镀层附着下降，外观不好，此时通常使用有还原性的盐酸或有机酸去除之表面清理对工程塑料和超工程塑料需要这一步骤，目的为在后续的添加催化剂处理步骤中提高表面对催化剂(金属钯)的吸附性。添加催化剂及活化处理为使非电解电镀得到良好的效果，在塑料表面要吸附催化剂金属钯。具体作法为把塑料浸渍在含有氯化钯和二氯化锡的溶液(催化剂C)中浸渍。再在碱液或酸液中进行活化处理(多采用在硫酸或盐酸溶液中活化处理)以促进金属钯的生成。其反应式为：PdCl2+SnCl2=====Pd+SnCl45.活化经粗化的ABS塑料表面呈微孔状，通过活化，可在其表面吸附上一层均匀的胶体，为后面的铜置换提供催化中心——细微的钯金属小颗粒。活化液不是普通的溶液而是一种胶体。胶体钯活化液活性的高低，并非取决于溶液中钯含量的高低，而是取决于胶体颗粒的细度及数量的多少。也就是说，相同浓度钯含量的活化液，制备出的胶体颗粒越细、胶体数量越多，则活化液体现出的活性越高，越不容易产生漏镀。这可以用来解释传统胶体钯活化液中钯含量往往在200~300mg/L以上，而活性却并不高，而本工艺活化液中钯含量并不高，却具有很高的活性。在传统工艺中，钯含量中的绝大部分为非有效活性成分，不仅配制成本高，而且平时生产过程中携带损失大、消耗量大。而本工艺活化液中胶体钯细而密、不易沉降，带出损耗小、消耗少、稳定性也更好。喷镀经活化处理后的涂膜表面上同时分别从各自的喷嘴中喷射出含有金属离子的金属盐溶液和含有还原该金属离子的还原剂溶液,形成电镀用的导电性金属层“适宜的金属离子有Ni2+、Cu2+、Ag+等金属盐溶液喷射涂复时,分别喷出的溶液在聚合物涂膜面附近相遇,并以混合状态附着于聚合物涂膜表面上,或者金属盐溶液和还原剂溶液以上下积层状态喷射在涂复的聚合物表面上含有金属离子的金属盐溶液与还原剂溶液的组合方式可举例如下:(1)以氨性AgNO3为金属盐溶液时,还原剂为乙二醛,添加含HNO3的葡萄糖和硫酸肼等溶液(2)金属盐溶液以KNaC4H4O6为络合剂的碱性铜溶液时,还原剂为乙二醛和硫酸肼等溶液(3)金属盐溶液为NH4Cl和NiCl2溶液时,还原剂为硼氢化钠(NaBH4)和NaH2PO2溶液含有非导电性催化剂的聚合物涂膜面上喷射了金属盐溶液和还原剂溶液以后,立即发生还原金属盐的化学镀反应,形成了电镀用的导电性金属层的基底6.铜置换铜置换为本工艺的关键性工序，它完全不同于传统意义上的化学沉铜。作者经过合理的选料、调配，通过大量试验，配制出高稳定、长寿命、低成本的铜置换溶液，得到的导电层呈浅灰黑色，结晶细致、结合力良好，其导电性能优于国外同类产品。由于铜置换导电膜层非常薄（厚度大概只有零点几微米），所以后续电镀层不易产生毛刺和麻点。BPC-1A为工作液提供铜离子，并含有适量的有机物组合络合剂、促进剂等，BPC-1B的主要成分为碱及适量的络合剂、抑制剂、润湿剂等。与传统的化学镀镍溶液相比，本工艺的铜置换溶液不含难分解的螯合剂，废水处理相对方便、容易。可用于电镀的塑料很多,但各种材料的加工性能、机械性能、材料成本、电镀成本、电镀的难易、尺寸精度等方面有很大差别ABS塑料具有优良的综合性能用途十分广泛,且易于成形,表面易于浸蚀而获得较高的镀层结合力,所以目前在电镀中用得最多丁二烯组分在化学粗化时易被浸蚀而造成许多在电镀时能产生/投铆0作用的孔洞,见图1这种瓶颈锁扣形孔洞可大大增强镀层的结合力ABS塑料中丁二烯含量越高,镀层的结合力越大电镀型ABS塑料中丁二烯含量达22%~24%试验塑料成形工艺对塑料电镀的影响(1)应选用螺杆式注射机,以保证ABS塑料中B组分分布均匀此外,还应注意所选用的注射机是否会使制件产生内应力而影响镀层的结合力“(2)原材料的干燥ABS塑料颗粒易于吸潮,如不进行干燥,成形时会在制件表面产生气泡!银丝!缺乏光泽等缺陷,影响镀层外观和结合力“(3)注射工艺参数的选用注射工艺参数的选择应使制件的内应力尽量小,并克服流痕!波纹等外观缺陷如适当提高加工温度和模具温度!降低注射压力!缩短保压时间!适当降低注射速度等都会在不同程度上减小制件的内应力“(4)不允许用油作脱模剂,否则会使粗化不均匀,无法保证镀层金属的结合力必要时,可用滑石粉或肥皂水作脱模剂215后处理对塑料件电镀的影响由于注塑条件,注射机的选择及制品的形状!模具设计不当等原因,会使塑料件在不同部位存在内应力,它会造成局部粗化不足,使活化和金属化困难,最终会造成金属化层不耐碰撞和结合力下降