十六道工序——解析ABS電鍍制品表面金屬化處理
表面處理網訊隨著工業的迅速發展塑料電鍍的應用日益廣泛,成為塑料產品中表面裝飾的重要手段之一.目前國內外已廣泛在ABS聚丙烯（PP聚砜聚碳酸酯PC）尼龍（PA）酚醛玻璃纖維增強塑料聚苯乙烯等塑料表面上進行電鍍,其中尤以ABS塑料電鍍應用最廣,電鍍效果最好但通常塑料是電的不良導體要像金屬一樣進行電鍍加工就必須使它表面具有導電性因此多采用化學鍍的方法使塑料的表面附著一層金屬膜稱為電鍍工程的前處理前處理工藝主要是化學鍍工藝后處理工藝主要是電解電鍍工藝
一化學鍍工藝（前處理）
ABS制品→脫脂凈化→水洗→腐蝕→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→化學鍍品銅或鎳厚度0.1~0..3μm
1.脫脂去油
鍍膜前首先要除去ABS制品在成型或運輸時制品表面沾附的不純物和油污等同時降低ABS制品的表面張力賦予其表面親水性多數使用堿性或酸性去油劑前者含有苛性鈉磷酸三鈉碳酸鈉和其他一些助劑操作溫度70℃左右去油效率較高后者含有鉻酸鹽其去油后不必洗滌制品就可直接放置于酸性的粗化液之中堿性或酸性去油劑作用時間約為3~5min
表1 ABS制品脫脂去油參考配方
組分 配方1 配方2 氫氧化鈉/gL-1 100 100 磷酸三鈉/gL-1 166.6 200 碳酸鈉/gL-1 100 120
2.表面調整
由于去污過程中的高溫浸泡成型品表皮部分含有的空氣會因膨脹面形成氣泡這樣就會使粗化處理不夠完全同時由于去污材料的使用會在制品表面生成硅酸鹽酸皮膜或是由于界面活性劑與樹脂的親和力過強等都會影響粗化處理的效果所以在粗化處理之前要對制品的表面進行調整主要是用硫酸溶液來浸泡｜
3.粗化處理ABS電鍍極為重要的一個步驟）
塑料和金屬鍍層之間的結合力只能是分子間引力在光滑的塑料表面上與金屬鍍層結合是很困難的粗化處理的目的一是粗化表面以增大金屬鍍層和塑料的粘結力二是使塑料表面親水使塑料表面各部分被水均勻潤濕以便均勻吸附金屬離子粗化方法主要有高壓噴砂法和化學粗化法
A高壓噴砂法采用細度很高的金剛砂進行高壓噴砂使塑料表面形成極微細的麻坑以增大表面積提高結合力
B化學粗化法是把制品全部浸沒在強氧化劑溶液如鉻酸硫酸磷酸硝酸重鉻酸鉀等混合液中使ABS表面的聚丁二烯被浸蝕掉因此塑料表面形成極微細的麻坑制品表面被粗化
在進行化學粗化處理時浸蝕條件很重要浸蝕時間短麻坑不能完全形成時間長有可能破壞基體一般浸蝕時間根據制品情況從幾分鐘到1h不等浸蝕溫度一般60℃左右到目前為止ABS制品廣泛采用的化學粗化配方有兩種一是CrO3-H2SO4-H2O浸蝕體系二是CrO3-H2SO4-H3PO4浸蝕體系其中都含有六價鉻成分另外還可加入一些助劑以保證浸蝕的均勻性
4.中和處理
粗化處理后制品表面形成的溶坑中殘留的鉻酸不能在水洗槽中被完全沖洗掉此時鉻酸是以6價鉻的形態存在的中和處理十分必要否則將無法使化學沉積鍍層的引發順利進行中和劑的選用用量和處理時間都對制品電鍍性能有影響也可將制品放入鹽酸浴槽中浸潰使其6價鉻還原為3價鉻然后用水將制品沖洗干凈
5.敏化一活化處理
敏化一活化處理分兩步進行先敏化后活化敏化劑實際上是一種還原劑活化劑則是一種貴金屬鹽當有敏化劑附著于塑料制品表面上時它可以使活化劑的貴金屬離子還原成為一層貴金屬膜這層膜對以后的導電層沉積起催化作用最常用和最有效的敏化劑是氯化亞錫二氯化錫SnCl2溶液此外鈦鉻釷的化合物也可做敏化劑材料在用氯化亞錫配制敏化劑時通常要加入鹽酸和金屬錫于溶液中加鹽酸的目的是防止SnCl2水解生成堿式氯化亞錫而使溶液渾濁污染塑料表面加金屬錫的目的是防止空氣中的氧逐漸把溶液的二價錫氧化成為四價錫而使溶液失去敏化作用.
表2 ABS敏化的參考條件
組成 條件1 條件2 氯化亞錫/gL-1 40 20 鹽酸/d=1.19gL-1 40~80 60 錫屑 適量 適量 處理溫度/℃ 室溫 室溫 處理時間/min 30 ~ 60 20
6.化學鍍銅
經過表面敏化一活化處理的ABS制品就可在其上沉積導電層通常用化學方法沉積上一層銅或鎳稱為化學鍍銅或化學鍍鎳這是一種在低溫下的自動催化還原反應堿性化學鍍銅將表面經過敏化一活化處理的ABS制品浸入混合液中在其表而銀層的催化作用下發生還原反應生或銅并沉積在制品上鍍層厚度約為0.2~0.4μm沉積銅后的制品就可像金屬件一樣進行電鍍了
7.附著觸媒
粗化處理后的制品表面需要附著觸媒觸媒化溶液是一種功能很強的塑料化學鍍引發溶液是目前敏化一活化處理過程的發展其基本組成是也是敏化一活化溶液的組成它可使化學鍍層緊緊吸附在塑料表而上觸媒化多數用來沉積化學鎳一般采用金屬把作為觸媒使其完全附著于制品表面作法是將制品放入含有觸媒與鹽酸的溶液中浸漬處理溫度為15~30℃處理時間為1~2min
8.化學鍍鎳
除用沉積銅作導電層外也可用沉積鎳作導電層化學鎳溶液比化學銅溶液穩定且易控制沉積鎳層比銅層耐腐蝕化學鎳溶液有堿性法和酸性法堿性溶液的pH值在8.5一9.0之間其操作成本低易于控制鍍層亦較光滑酸性法的pH值在5一7之間其沉積速度快但pH對沉積速度和光澤形響很大pH控創十分重要
化學鎳溶液的組成一般有辣鹽絡合荊級沖劑還原劑穩定劑和pH值調節劑等鎳鹽主要是Ni2+的鹽類絡合劑主要是一些有機物的羥基羧酸及其鹽類EDTA等還原劑主要是次磷酸鹽硼氫化物等
二電解電鍍工藝后處理）
完成了化學鍍工藝之后就轉入→觸擊電鍍銅或鎳→鍍鎳→鍍鉻→成品厚度15~30μm}
1.活性化
這一處理是為了除去非電鍍鎳表面形成的氧化皮膜提高下而電鍍工序的附著力
2.鍍鎳
為了提高下一工序的附著力和光澤度加強被覆于制品表面的鎳膜強度面進行電解鍍鎳
3.硫酸銅電鍍
將ABS制品放入含有光澤劑的硫酸銅和硫酸的電鍍液中進行鍍銅處理與其他鍍銅液相比硫酸銅和硫酸價格低廉工藝簡單鍍膜柔軟且伸展性好所以很適用子在塑料電鍍中使用因其價格較低所以電鑄模具的制造廣泛采用這一方法｜
4.半光澤鍍鎳
這一工序主要作用是提高制品的耐腐蝕性電鍍液由俄酸鎳氛化鎳及適量的光澤劑組成
5.中間鍍鎳
與前一工序處理的作用相同同時保護前道工序完成的電鍍皮膜
6.光澤鍍鎳
本工序除了提高制品的附腐蝕性外更主要的是賦予制品以美觀性由于添加了光澤劑使制品表面平滑具有光澤
7.焦耳鍍鎳
這一工序的電鍍浴液中加入了不導電的極細的粉末通過空氣攪拌使粉末分散均一地附著在制品的表面這些粉末與鎳共析成為多孔性電鍍而在其上再進行鍍鉻形成多孔質鍍鉻層
8.鍍鉻鍍鉻
可大致分為裝飾性鍍鉻與工業用鍍鉻鍍鉻層在2μm以上的一般作為工業用而一般作裝飾用的最表層的鍍鉻雖然比較薄但光澤好通常在大氣中不會氧化所以廣泛作為鍍鎳的保護層而被采用電鍍液中主要有鉻及少量的硫酸等
