| 前言：塑料電鍍產品具有輕質、易加工、表面光澤性和整平性好等優點，在汽車、摩托車、五金和日常家用品中應用非常廣泛。前處理的目的(1)使塑料光滑的表面變為微觀粗糙面，以提高鍍層與塑料基體的結合力：(2)使塑科表層吸附足夠的、具有催化作用的物質，形成活性點，以利于化學鍍能順利進行。塑料電鍍件傳統前處理工藝流程為：塑料件一除油一水洗一化學粗化(含鉻氧化劑，65。C)一清洗一敏化、活化(膠體鈀，50。C)一清洗一解膠(50℃)一水洗一化學鍍。傳統前處理工藝不僅繁瑣，而且在粗化過程中使用鉻酐，產生含鉻污水，嚴重的污染環境，這在一定程度上阻礙了塑料電鍍的發展。因此，為了減少環境污染促進塑料電鍍的進一步發展，人們一直在探索塑料電鍍的前處理新工藝、新方法。
1、塑料基體上直接電鍍前處理工藝 鑒于傳統化學鍍銅和化學鍍鎳中的環保問題，人們從20 世紀80 年代開始對其進行替代的直接電鍍工藝的研究。近幾年來，塑料直接電鍍工藝已成為塑料電鍍研究的熱點。直接電鍍工藝根據采用的導電性物質的不同，大致可以分為三種: 1) 導電性高分子聚合物體系; 2) 鈀-錫體系; 3) 碳粒子懸浮液體系。其中，膠體鈀-錫體系相對成熟，其導電性能好，表面均勻細致，它與傳統的化學鍍鎳、化學鍍銅相比，減少了解膠的工序，甚至還可以省去預鍍工序，而且工藝流程縮小，廢品率大大降低，中間無需更換掛具。 安美特公司不久前推出了新一代應用于塑料為底材的直接電鍍工藝———Futuron ULTRA 銅置換技術，該工藝是一種含有銅絡合劑的堿性溶液，這種絡合劑的性質溫和，很容易被生物降解，廢水處理簡單，穩定性高，壽命長。它用于鈀活化之后，把活化過程中沉積在塑料表面的錫置換為銅，形成鈀-銅導電膜，可直接酸性電解液鍍銅。 試驗采用的塑料是ABS( 丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物) 和含有PC 的ABS 塑料[聚碳 酸酯，w( PC) 為45%]，A = 120mm × 80mm，由德國拜耳公司提供。直接銅電鍍工藝適用于ABS 或含有PC 的ABS塑料的裝飾性電鍍，其工藝與配方如下: 除油50g /L NaOH、30g /L Na2CO3、30g /L Na3PO4 ·12H2O、1g /L 十二烷基苯磺酸鈉，θ = 30～70℃，t = 3～8 min。 膨脹100～700 mL /L EXPT 塑料膨脹劑，θ =30～60℃，t = 3～6 min。 粗化380g /L CrO3、396g /L H2SO4、5～15mg /L Pd2 +，θ = 62～68℃，t = 5～15 min。 還原50mL /L EXPT 還原劑、1mL /L EXPT 調校劑、40mL /L HCl，θ = 25℃，t = 1～3 min。 預浸270～300mL /L HCl，θ = 25℃，t = 1 min。 活化Pd-Sn 膠體，θ = 40℃，t = 4 min。 銅置換90 mL /L EXPT 銅置換劑1、300mL /L EXPT 銅置換劑2、25mL /L EXPT 銅置換劑3、1 mL /LEXPT 穩定劑，θ = 55℃，t = 3 min。 光亮酸性鍍銅220g /L CuSO4 ·5H2O、33mL /L H2SO4、0. 1g /L Cl - ，光亮劑若干，θ = 24 ～ 28℃，Jκ = 4 A/dm2。 該工藝：1) 在PC 材料或者含有高PC ( 大于50%) 的ABS 塑料時，電鍍前處理中，膨脹工序能增加粗化的效果。2) 在粗化液中添加鈀離子和在還原工序中加入調校劑都能大大增加鈀的吸附效果。3) 在銅置換中，添加穩定劑可以抑制Cu + 的生成，可以用SEM 和EDX 等方法分析銅置換的效果。 2、新型無鉻“三合一”前處理 牟錫嬌通過大量的試驗研究，采用銅鹽和鎳鹽來取代貴金屬鹽作活化物質，得到了新的配方和工藝技術參數，通過實際應用，取得了很好的效果。其總結出的無鉻“三合一”新工藝流程為：塑料件一除油一水洗一“粗化、敏化、活化三合一”(常溫)一水洗一化學鍍。 新型無鉻“三合一”前處理液，其配方和工藝條件為： RJ180～28Om『/I FS150ml/I H2O575～675mI/I 乙酸95ml/1 PdCI20.1～0.3g/I 1201乳化劑25g/I 溫度25～35℃ 時間25～35min 攪拌方式電磁攪拌該處理液是一種乳狀液，集塑料表面的粗化、敏化、活化為一體，用它來處理ABS塑料水洗后，即可進行化學鍍、常規電鍍，所獲得鍍層能經得起冷熱循環測試，達到GB/1_1 261 0—90質量要求。 工藝簡單，易于操作，化學鍍一次成品合格率高，達到95%以上。“三合一”前處理液通過補充粗化劑和活化劑來維護，可長期使用，故而可降低前處理的成本。前處理過程在常溫下進行，不需加熱，處理后亦不需干燥，可節省能源。處理過程無污水、污氣排放，對環境沒有污染。是一個很好的塑料件電鍍前處理工藝。 3、塑料膠體鈀2化學鍍鎳前處理工藝 郭偉榮,曾 鑫,項 昕等03年開發了一種低成本、高穩定性的塑料膠體鈀2化學鍍鎳前處理工藝。此工藝的膠體鈀活性極高,在15 mg/L 左右的鈀含量下,活化液仍可使用;化學鍍鎳溶液成本低、穩定性更好、使用周期更長,并開發了一種比傳統性能要好的解膠劑。 該工藝的主要流程為：除油→水洗→酸洗→粗化→回收→水洗→還原→水洗→還原→水洗→預浸→膠體鈀活化→回收→水洗→解膠→水洗→化學鍍鎳→回收→水洗→預鍍 該工藝流程及配方為：1、除油 對于手工線、塑料鍍件可以采用手工擦洗除油后再上掛;對于自動線、塑料鍍件可以直接上掛除油。配方及工藝條件為:SP21 20～40 g/L 溫度40～50 ℃ 時間3～10 min�！�2、酸洗 主要是延長粗化液的使用壽命,配方為硫酸100 ml/L。 3、粗化 配方及工藝條件為:鉻酸 350～450 g/L、硫酸350～400 g/L、潤濕劑適量、溫度60～72 ℃、時間6～15 min 。4、 還原 配方及工藝條件:焦亞硫酸鈉 2～5 g/L、鹽酸適量、pH 值3～4、時間2～4 min。 5、 預浸 防止活化液中的鹽酸被稀釋以及膠體鈀直接和鍍件表面的中性水接觸而導致的破壞性水解。配方為 鹽酸 150～200 ml/L、BPP21 8～12 ml/L。6、活化 配方及工藝條件:濃鹽酸 250～300 ml/L、氯化亞錫20～30 g/L、BPA21 5～15 ml/L、溫度30～40 ℃、時間3～7 min。7、解膠 解膠可去除膠團表面的兩價錫,使鈀暴露出來成為化學鍍鎳的催化活性點。其配方及工藝條件:BPS21 130～180 ml/L、溫度35～50 ℃、時間3～4 min。8、 化學鍍鎳 化學鍍鎳可在鈀催化下,在塑料表面沉積一層導電層,在塑料電鍍上多為低溫堿性化學鍍鎳工藝。工藝及配方為：E200A 100 ml/L、E200B 100 ml/L、氨水適量、pH 值8～10、溫度25～45 ℃、時間5～8 min、每消耗0. 6 g 鎳,需補充E200A、E200C 各10 ml 。9、 預鍍 本工藝化學鍍鎳穩定性好、壽命長、成本低�；罨ぷ饕衡Z含量低、活性高,具有低成本特點。相比傳統工藝性能更好,更能發揮低鈀活化溶液的優勢。 4、高錳酸鉀前處理工藝 該工藝的基材為ABS塑料，尺寸為5 em×5 em。工藝流程：ABS塑料一去除內應力一化學除油一水洗一酸洗一水洗一粗化一水洗一中和還原一水洗一敏化一水洗一活化一水洗一還原一水洗一化學鍍鎳一電鍍銅鎳。 該工藝的配方及工藝流程為： 化學除油：16 L NaOH，18 g/L Na2CO3，14 g/L，Na PO ，5～8 mL/L添加劑(OP乳化劑)，溫度45 cc，時間20～30 min。 酸洗：56 g/L H2SO4，溫度50～52℃ ，時間2 min。 高錳酸鉀粗化：5～25 g/L高錳酸鉀，20 g/LNaOH，溫度40～80℃ ，時間10～50 rain。 鉻酸粗化：380～430 g/L三氧化鉻，400—440 g/L硫酸，溫度50—60 cI=，時間20～30min。 中和還原：30 g/L亞硫酸鈉，常溫，2 min(第1步);20 mI/L鹽酸，常溫，1 min(第2步)。 敏化：20～30 g/L二氯化錫，40～50 mlML鹽酸(質量分數37%)，溫度20～30℃ ，時間5～10 min。 活化：3～8 g/L硝酸銀，5～10 mL/L氨水(質量分數25%)，溫度15—35℃ ，時間5—10 min。 還原：1 g/L氫氧化鈉，1 g/L硼氫化鉀，室溫，時間2 min。 化學鍍鎳：30 g/L NiSO ，10 g/L乙酸鈉，10 g/L檸檬酸鈉，l5 g/L次亞磷酸鈉，pH值4.0～4.5，溫度85℃ ，時間20～30 min。 電鍍銅鎳：采用常規電鍍銅鎳工藝，時間1 h。 高錳酸鉀粗化的最佳工藝條件：20 g/L高錳酸鉀，粗化溫度70 cC，粗化時間40 min。在此最佳粗化工藝條件下，所獲得化學鍍鎳層以及電鍍銅鎳層光亮平滑，結合力達到最優，能禁受冷 熱循環測試，達到GB/T 12610—90質量標準，滿足生產要求，完全可以取代鉻酸作為無鉻前處理，減小對環境的污染。 展望 塑料表面金屬化可以使之兼具金屬和塑料的優點，極大地拓展了塑料的應用領域。采用電鍍使塑料表面金屬化，關鍵在其表面的前處理，形成最佳的粗糙度，從而使敏化、活化、化學鍍等順利進行。所以進行塑料基體上前處理的研究還是有很好的應用前景的。提高處理質量、簡化處理步驟、取代有毒污染嚴重物質是未來塑料電鍍前處理給我們提的要求。 |
