塑料制品電鍍的加工工藝

• 來源：阿里巴巴商友圈更新時間：2015-11-03點擊：1423次

• 1　前言

      電腦和通信等電子設(shè)備的機殼都要求良好的電磁波干擾(ＥＭＩ)屏蔽和帶電防止特性,為此一般使用塑料電鍍的機殼。傳統(tǒng)的塑料電鍍工藝包括表面粗化、催化、化學鍍銅和電鍍等工序,但存在以下問題:(1)化學鍍銅液中含有致癌ＨＣＨＯ,污染環(huán)境;(2)化學鍍液中共存金屬離子和還原劑,即使添加穩(wěn)定劑,也難免出現(xiàn)降低鍍液穩(wěn)定性的問題;(3)化學鍍有時難以適用于表面粗化困難的材料,于是提出了要求在電鍍的表面上涂復含有導電性填料的涂料,但是這樣涂料含有的高濃度金屬或石墨等導電性填料容易沉降,或者因粘度高而難以均勻涂復,或者難以涂復形狀復雜的表面而降低復雜部位的尺寸精度。鑒于上述狀況,本文就簡單而經(jīng)濟的塑料電鍍工藝加以敘述。

  2　工藝概述

      塑料電鍍工藝包括涂復聚合物涂料、活化、噴鍍和電鍍等主要工序。

      2.1　涂復聚合物涂料

      在需要電鍍的塑料表面涂復含有化學鍍用的催化劑的聚合物涂料,然而干燥形成含有催化劑的聚合物涂膜。

      含有化學鍍的催化劑的聚合物涂料,其催化劑為鈀、金、銀、鈷、鎳、鐵、銅等金屬酚鹽或金屬氧化物微粒等。涂料為丙烯酸、聚氨基甲酸乙酯和環(huán)氧類等,這些涂料與塑料表面可以牢固地粘結(jié)。涂復方法有噴涂、刷涂和浸涂等,其中以噴涂為佳。涂膜厚度為1～25μｍ。形成涂膜的干燥溫度為5～80℃。

      2.2　活化

      涂復在塑料表面的聚合物涂膜必須進行活化處理,才能使涂膜中的催化劑具有催化性能。例如,在塑料表面上涂復含有ＰｄＳＯ4等金屬鹽的聚合物涂料,干燥以后采用ＮａＨ2ＰＯ2溶液進行還原處理,才能具有化學鍍的催化作用,又如在塑料表面上涂復含有鈀和鈦的復合金屬氧化物的聚合物涂料,干燥以后可以用Ｈ2ＳＯ4等進行催速處理。

      2.3　噴鍍

      經(jīng)活化處理后的涂膜表面上同時分別從各自的噴嘴中噴射出含有金屬離子的金屬鹽溶液和含有還原該金屬離子的還原劑溶液,形成電鍍用的導電性金屬層。適宜的金屬離子有Ｎｉ2+、Ｃｕ2+、Ａｇ+等。金屬鹽溶液噴射涂復時,分別噴出的溶液在聚合物涂膜面附近相遇,并以混合狀態(tài)附著于聚合物涂膜表面上,或者金屬鹽溶液和還原劑溶液以上下積層狀態(tài)噴射在涂復的聚合物表面上。含有金屬離子的金屬鹽溶液與還原劑溶液的組合方式可舉例如下:

      (1)以氨性ＡｇＮＯ3為金屬鹽溶液時,還原劑為乙二醛,添加含ＨＮＯ3的葡萄糖和硫酸肼等溶液。

      (2)金屬鹽溶液以ＫＮａＣ4Ｈ4Ｏ6為絡(luò)合劑的堿性銅溶液時,還原劑為乙二醛和硫酸肼等溶液。

      (3)金屬鹽溶液為ＮＨ4Ｃｌ和ＮｉＣｌ2溶液時,還原劑為硼氫化鈉(ＮａＢＨ4)和ＮａＨ2ＰＯ2溶液。

      含有非導電性催化劑的聚合物涂膜面上噴射了金屬鹽溶液和還原劑溶液以后,立即發(fā)生還原金屬鹽的化學鍍反應(yīng),形成了電鍍用的導電性金屬層的基底。

      2.4　電鍍

      在化學鍍形成的導電性金屬層上施鍍,形成滿足實用要求的電鍍層。

  3　應(yīng)用

      例1　采用120ｍｍ×130ｍｍ×1ｍｍ的ＡＢＳ板,按照下列工藝程序進行處理。

      (1)形成聚合物涂膜

      在ＡＢＳ板的一面上噴涂含鈀的聚合物涂料,65℃,干燥90ｍｉｎ。

      (2)化學鍍銅

      以Ｃｕ2+鹽溶液∶還原劑溶液=1∶1的比例,在30ｋＰａ噴射壓力下,同時分別從各自的噴嘴中噴射Ｃｕ2+鹽溶液和還原劑溶液到ＡＢＳ板的聚合物涂膜表面上,開始迅速呈現(xiàn)黑褐色,緊接著呈現(xiàn)光亮的金屬銅光澤,形成了導電性化學鍍銅層。

      (3)電鍍

      金屬鹽溶液和還原劑溶液噴射時產(chǎn)生的廢液中含有ＫＮａＣ4Ｈ4Ｏ6,添加0.1ｇ/ＬＦｅＣｌ3,接著采用Ｃａ(ＯＨ)2和ＮａＯＨ的混合液,調(diào)至ｐＨ值11.5以上,生成凝聚沉淀,這時廢液中的Ｃｕ2+濃度僅為1ｍｇ/Ｌ以下。

      例2　在100ｍＬ聚氨基甲酸乙酯水分散體(固體成份質(zhì)量分數(shù)30%)中添加10ｍｇＰｄＣｌ2,制成分散的聚合物涂料,噴涂到ＡＢＳ板上,40℃,干燥1ｈ,形成約為5μｍ厚度的聚合物涂膜。接著浸漬于1ｇ/Ｌ的ＮａＢＨ4溶液中,還原析出金屬鈀。然后按照例1的工藝,噴射金屬鹽溶液和還原劑溶液,在ＡＢＳ板的聚合物涂膜表面形成導電性化學鍍銅層,再進行電鍍銅。

      例3　采用120ｍｍ×130ｍｍ×1ｍｍ的ＡＢＳ板,按照下列工藝程序進行處理。

      (1)形成聚合物涂膜

      在ＡＢＳ板的單面上噴涂上述聚合物涂料,在65℃干燥90ｍｉｎ,形成5μｍ厚度的聚合物涂膜。

      (2)催化

      在聚合物涂膜上噴淋由1ｇ/ＬＳｎＯ和4ｇ/ＬＮａＯＨ混合攪拌配制而成的透明水溶液,以便在聚合物涂膜表面吸附催化劑,然后充分噴淋水洗。

      (3)化學鍍銀

      用ＡｇＮＯ3和氨水配制成銀氨溶液。還原劑溶液采用100ｍＬ質(zhì)量分數(shù)為40%乙二醛溶液。

      然后按例1的工藝,噴射金屬鹽溶液和還原劑溶液,在ＡＢＳ板的聚合物涂膜表面形成導電性銀層。

      (4)電鍍

      同例1,電鍍光亮酸銅。

      銀氨溶液和還原劑溶液噴射時產(chǎn)生的廢液中添加過量ＮａＣｌ,殘存的Ａｇ+以ＡｇＣｌ沉淀,然后把沉淀脫水干燥而回收。

      例4　采用120ｍｍ×150ｍｍ×1ｍｍＡＢＳ板,按照下列工藝程序進行處理。

      (1)形成聚合物涂膜

      在ＡＢＳ板的兩面上噴涂含有Ａｇ2Ｏ和ＳｉＯ2的聚合物涂料,65℃干燥90ｍｉｎ,形成5μｍ厚度的聚合物涂膜。

      (2)催化

      在聚合物涂膜上噴淋,以便在聚合物涂膜上吸附鈀催化劑。

      (3)化學鍍鎳

      然后按例1的工藝,噴射金屬鹽溶液和還原劑溶液,在ＡＢＳ板的聚合物涂膜表面形成導電性鎳層。

      (4)電鍍鎳

      上述Ｎｉ2+溶液和還原劑溶液噴射時產(chǎn)生的廢液中添加鐵鹽,使溶液ｐＨ值為10以上,通過凝聚沉淀可以使廢液中Ｎｉ2+濃度降低到0.5ｍｇ/Ｌ以下。

     

      按照ＡＳＴＭＤ 3359標準規(guī)定的橫切膠帶試驗方法進行鍍層剝離試驗。結(jié)果表明,從例1～例4中獲得的鍍銅層和鍍鎳層的附著性優(yōu)良,都沒有發(fā)生鍍層剝離現(xiàn)象。

  4　結(jié)論

      上述工藝的特點:

      (1)無須采用傳統(tǒng)的化學鍍銅工藝,減少污染,保護環(huán)境。而且,可以簡便、經(jīng)濟、穩(wěn)定地形成附著性優(yōu)良的電鍍層。

      (2)金屬鹽溶液和還原劑溶液直到噴射時都是分別單獨保存的,溶液穩(wěn)定性高,還原析出速度快,比傳統(tǒng)化學鍍的作業(yè)時間大大縮短。

      (3)無須使用金屬離子的穩(wěn)定劑,金屬鹽溶液和還原劑溶液噴射時產(chǎn)生的廢液容易處理。

      (4)由于噴涂的聚合物涂料中不含增加粘度的金屬或者石墨等導電性填料,因而不會產(chǎn)生鍍層的不均勻問題,鍍層均鍍性優(yōu)良。

      (5)預定電鍍表面的凸起或凹陷等形狀復雜部位的聚合物涂膜厚度僅為5μｍ左右,因而有利于提高復雜部位的尺寸精度。特別適用于電子設(shè)備等塑料機殼的表面電鍍,具有優(yōu)良的ＥＭＩ屏蔽特性和帶電防止特性。