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前 言
塑料具有輕質(zhì)、可塑性好、表面細(xì)致、光滑等特點(diǎn),并可以根據(jù)需要制成不種形狀,再經(jīng)過電鍍起裝飾、防護(hù)等作用。電鍍后的塑料制品和普通塑料相比,具有更強(qiáng)的裝飾性。而和金屬電鍍加工件比,塑料電鍍產(chǎn)品具有輕質(zhì)、易加工[1]、表面光澤性和整平性好等優(yōu)點(diǎn),因而在汽車、摩托車、五金、日常家用品中有廣泛的用途。隨著塑料電鍍?cè)絹碓綇V的應(yīng)用,對(duì)電鍍質(zhì)量的要求也會(huì)越來越高。傳統(tǒng)的硝酸銀 化學(xué)鍍銅工藝,具有操作簡易、成本低等特點(diǎn),但工藝穩(wěn)定性差,鍍層表面易產(chǎn)生麻點(diǎn)。化學(xué)鍍銅多采用甲醛作還原劑,對(duì)身體有較大的傷害[2]。此工藝也不適合自動(dòng)化生產(chǎn),很難適應(yīng)塑料的高品質(zhì)電鍍要求。膠體鈀 化學(xué)鍍鎳工藝已問世近30年,與硝酸銀 化學(xué)鍍銅相比,此工藝穩(wěn)定、簡便、所需的勞動(dòng)力少、得到的鍍層質(zhì)量更好,并可用于自動(dòng)線生產(chǎn)。但傳統(tǒng)的膠體鈀 化學(xué)鍍鎳工藝成本較高,特別是膠體鈀活化液,鈀含量一般為150～600mg/L,同樣的活化,其成本是硝酸銀的10倍以上。而傳統(tǒng)的化學(xué)鍍鎳溶液自身仍存在一定的穩(wěn)定性問題,使用周期較短。為此,開發(fā)了一種低成本、高穩(wěn)定性的塑料膠體鈀 化學(xué)鍍鎳前處理工藝。此工藝的膠體鈀活性極高,在15mg/L左右的鈀含量下,活化液仍可使用;化學(xué)鍍鎳溶液成本低、穩(wěn)定性更好、使用周期更長,并開發(fā)了一種比傳統(tǒng)性能要好的解膠劑。
1 工藝流程除油→水洗→酸洗→粗化→回收→水洗→還原→水洗→還原→水洗→預(yù)浸→膠體鈀活化→回收→水洗→解膠→水洗→化學(xué)鍍鎳→回收→水洗→預(yù)鍍。
2 工藝處理及配方
2.1 除油一些應(yīng)力高的ABS塑料應(yīng)先適當(dāng)去應(yīng)力后再除油,而多數(shù)ABS塑料可以直接進(jìn)行除油。在注塑加工及其他處理過程中,塑料上難免沾上油跡,通過除油可以有利于塑料表面粗化均勻,同時(shí)增加粗化液的使用壽命。對(duì)于手工線、塑料鍍件可以采用手工擦洗除油后再上掛;對(duì)于自動(dòng)線、塑料鍍件可以直接上掛除油。配方及工藝條件為:SP 1 20～40g/L溫度40～50℃時(shí)間3～10min
2.2 酸洗主要是延長粗化液的使用壽命,配方為硫酸100ml/L。
2.3 粗化在塑料電鍍過程中,粗化是很重要的一環(huán),粗化的好壞直接影響到鍍層的結(jié)合力、光亮度及鍍層的完整性。通過粗化,使鍍件表面具備親水性,同時(shí)使表面形成微孔狀以保證膠體鈀的吸附和鍍層的附著力。常用配方及工藝條件為:鉻酸 350～450g/L硫酸350～400g/L潤濕劑適量溫度60～72℃時(shí)間6～15min
2.4 還原還原的作用是去除鍍件表面殘留的鉻酸,保證活化液的使用壽命。本工藝采用兩道還原可以使還原劑含量很低,這樣,既降低成本,又可保證還原的徹底。配方及工藝條件:焦亞硫酸鈉 2～5g/L鹽酸適量pH值3～4時(shí)間2～4min
2.5 預(yù)浸預(yù)浸作用是增加活化液的使用壽命,減少活化液的無謂損耗。預(yù)浸液可對(duì)活化液起到一個(gè)緩沖作用,減少前面可能出現(xiàn)的有害物質(zhì)進(jìn)入活化槽,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(dǎo)致的破壞性水解。鹽酸 150～200ml/LBPP 18～12ml/L
2.6 活化經(jīng)粗化的ABS塑料表面呈微孔狀,通過活化可以在其表面吸附一層均勻的Pb/Sn膠體,為后面的化學(xué)鍍鎳提供催化中心———細(xì)微的鈀金屬小顆粒。通常在鈀含量相同的情況下,塑料經(jīng)過處理的活化劑活性越高,下面化學(xué)鍍鎳越不容易產(chǎn)生漏鍍現(xiàn)象。活化液并非普通溶液,而是膠體液。膠體鈀活化液活性的高低,并非取決于溶液中鈀含量的高低,而是取決于膠體顆粒的細(xì)度及數(shù)量的多少。一般而言,相同鈀含量的活化液,制備出的膠體顆粒越細(xì),膠體數(shù)量越多,則活化液體現(xiàn)出的活性越高。這可以解釋為傳統(tǒng)膠體鈀活化液中鈀含量往往在200～300mg/L以上才能使用,本工藝活化液中鈀含量僅有傳統(tǒng)工藝的1/10左右就能使用。在傳統(tǒng)工藝活化中,很大一部分鈀被制備成了非有效活性成分。這不僅使配制成本高,而且增加平時(shí)生產(chǎn)過程中的攜帶損失和消耗量;本工藝活化液中膠體顆粒細(xì)、穩(wěn)定性好、不易沉降,而且用量低,帶出損耗和消耗少。本工藝的配方及工藝條件:濃鹽酸 250～300ml/L氯化亞錫20～30g/LBPA 15～15ml/L溫度30～40℃時(shí)間3～7min
2.7 解膠解膠可去除膠團(tuán)表面的兩價(jià)錫,使鈀暴露出來成為化學(xué)鍍鎳的催化活性點(diǎn)。吸附在塑料表面的膠體是以鈀為核心、外圍為二價(jià)錫的粒子團(tuán),而活化后道的清洗工序使二價(jià)錫水解成膠狀,把鈀嚴(yán)實(shí)地裹在里面,使鈀催化作用無法體現(xiàn)。如何有效去除兩價(jià)錫,而又不損耗塑料表面吸附著的鈀,是解膠溶液的關(guān)鍵,也是解膠劑優(yōu)劣的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的解膠工藝一般采用鹽酸、氫氧化鈉、次磷酸鈉溶液等,使用效果均不佳。而本工藝解膠溶液采用不同原料復(fù)合而成,可以更大限度地發(fā)揮低濃度鈀活化液的優(yōu)勢,有效減少漏鍍。配方及工藝條件:BPS 1 130～180ml/L溫度35～50℃時(shí)間3～4min
2.8 化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鎳可在鈀催化下,在塑料表面沉積一層導(dǎo)電層,在塑料電鍍上多為低溫堿性化學(xué)鍍鎳工藝。化學(xué)鍍鎳溶液一般含鎳離子、還原劑、絡(luò)合劑、促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑等成分,通過大量實(shí)驗(yàn),采用合理的選料、調(diào)配,配制的化學(xué)鍍鎳液具有高穩(wěn)定、長壽命、低成本等優(yōu)點(diǎn),且得到的鍍層結(jié)晶更細(xì)致、平滑。E200A為工作液提供鎳離子,并含有適量的有機(jī)酸組合絡(luò)合劑、促進(jìn)劑等;E200B主要含有以次磷酸鈉為主的還原劑,并含有適量的組合絡(luò)合劑、抑制劑、潤濕劑等。E200A 100ml/L E200B 100ml/L氨水適量pH值8～10溫度25～45℃時(shí)間5～8min每消耗0.6g鎳,需補(bǔ)充E200A、E200C各10ml。
2.9 預(yù)鍍?yōu)榱朔乐瑰儗訜c(diǎn),需進(jìn)行小電流預(yù)鍍,預(yù)鍍可以采用焦磷酸鍍銅工藝或高分散性酸性鍍銅工藝。
3 結(jié) 論
(1)傳統(tǒng)的ABS塑料膠體鈀 化學(xué)鎳電鍍工藝成本高、穩(wěn)定性差,質(zhì)量難保證。本文介紹了一種高穩(wěn)定性、低成本的膠體鈀 化學(xué)鎳工藝。
(2)活化工作液鈀含量低、活性高,具有低成本特點(diǎn)。
(3)本工藝介紹的解膠溶液相比傳統(tǒng)工藝性能更好,更能發(fā)揮低鈀活化溶液的優(yōu)勢。
(4)本工藝化學(xué)鍍鎳穩(wěn)定性好、壽命長、成本低。
