塑料電鍍前處理無鉻三合一新工藝

1、塑料電鍍前處理無鉻 “三合一 新工藝塑料電鍍開展至今已經(jīng)成為一門極有應(yīng)用價值的外表處理技術(shù)。塑料電鍍制品廣泛用于汽車儀器儀表、電 子、家用電器、 服裝等行業(yè)。隨著工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,塑料電鍍范圍也在擴(kuò)大。 目前 ,國內(nèi)塑料電鍍廠家普遍采用的前處理工藝不僅繁瑣 , 而且在粗化過程中使用鉻酐 ,產(chǎn)生含鉻污水 ,嚴(yán)重的污染環(huán)境 ,這在一定 程度上阻礙了塑料電鍍的開展。因此,為了減少環(huán)境污染 , 促進(jìn)塑料電鍍的進(jìn)一步開展 ,人們一直在探索塑料電鍍的前處理新工藝、新方法。伍學(xué)高 1等人曾經(jīng)導(dǎo)報了溶劑型 “粗化、敏化、活化 三合一工藝 ,該工 藝對傳統(tǒng)工藝作了很大的改良 ,采用銅鹽和鎳鹽來取代貴金屬鹽

2、作活化物質(zhì)。還有一些文獻(xiàn) 2、3報導(dǎo)了 對傳統(tǒng)工藝的局部改良。工藝流程及原理1 工藝流程塑料電鍍前處理傳統(tǒng)的工藝流程為：塑料件T除油T水洗T化學(xué)粗化含鉻氧化劑，65 °C T清洗T敏化、活化膠體鈀,50 C -清洗-解膠50 C -水洗-化學(xué)鍍。經(jīng)過改良后的無鉻三合一新工藝流程為：塑料件-除油-水洗- 粗化、敏化、活化三合一 常溫-水洗-化學(xué)鍍。2. “三合一 前處理配方設(shè)計的根本思想塑料電鍍前處理的目的為：其一是使塑料光滑的外表變?yōu)槲⒂^粗糙面,以提高鍍層與塑料基體的結(jié)合力 ;其二是使塑料表層吸附足夠的、 具有催化作用的物質(zhì) ,形成活性點 ,以 利于化學(xué)鍍能順利進(jìn)行。 從理論上看 ,

3、如果前處理液既含有對塑料起溶解或蝕刻作用的粗化劑,又含有對化學(xué)鍍起催化作用的活化劑、活化劑載體及穩(wěn)定劑 ,故而可以到達(dá)粗化、敏化、活化 “三合一 的目的。在前處理溶液中,粗化劑是最重要的組分之一 ,我們選取粗化劑基于如下幾點 ：1 它能夠溶解或蝕刻塑料 ,使塑料外表能形成適度的粗糙面 ;2無毒、無污染環(huán)境 ;3揮發(fā)性低 ,不易著火 ;4來源豐富 ,價格適當(dāng) ;5與活化劑及其載體不起化學(xué)反響。3. 鍍層結(jié)合力的測試方法采用冷熱循環(huán)法測定結(jié)合力,以評價前處理的效果。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T126-90測試方法:鍍件經(jīng)過-40 C、20C、75 C、20 C溫度，分別處理1h為一個循環(huán)周期，共試驗4個循環(huán)

4、周期，試驗后目視檢查樣品無起泡、起皺、裂紋或脫落等現(xiàn)象,那么視為合格。無鉻 “三合一 前處理液配方及工藝條件的探索1. 配方組成經(jīng)過多的實驗確定前處理液由以下幾種物質(zhì)構(gòu)成，各組分的作用如下：1RJ粗化劑是一種有機(jī)溶劑，能夠溶解ABS塑料，起粗化塑料外表的作用。2FS活化劑載體是一種能分別與水、RJ互溶的有機(jī)溶劑，它能緩慢地溶解配方中所參加的活化劑，起活化劑載體作用，但它不能溶解ABS塑料。3PdCI2活化劑提供Pd2+離子,溶解在FS中,被吸附或滲透到塑料外表，成為化學(xué)鍍的催化活性中心。4H2O 能 與RJ、FS形成多相乳狀液，參加H20可調(diào)節(jié)RJ、FS的比例。5乙酸 一方面可消除塑料件剩余應(yīng)

5、力，提高 鍍層的結(jié)合力；另一方面可防止 RJ的水解。61201乳化劑可以使FS、RJ、H20形成穩(wěn)定的乳化液，還可 以降低塑料的外表張力 ，提高塑料外表的親水性。2. 工藝條件確實定我們著重考察了粗化劑、活化劑含量，前處理時間、溫度、化學(xué)鍍等因素對鍍層結(jié)合力的影響。1粗化劑濃度的影響在前處理液中，改變粗化劑含量 ，進(jìn)行實驗所得結(jié)果見表 1。從表 1 可以看出 ，粗化劑RJ的濃度對鍍層結(jié)合力影響很大。濃度低時，粗化不夠，鍍層結(jié)合力差；濃度太高時，易使塑料過度溶解，造成粗化過度，鍍層結(jié)合力反而下降。只有當(dāng)粗化劑濃度在1828%時,才可以獲得滿意的結(jié)果。圖1和圖2分別是ABS塑料基體經(jīng)過含粗化劑 R

6、J28%和55%的前處理液處理后，進(jìn)行電鏡掃描放大 3000倍的結(jié)果。比照二者可以看到，塑料表層適度粗化和過度粗化的微觀狀態(tài)明顯不同。H. J -IG： kT平it自此洋1218啓準(zhǔn)壯唱上忙r a茁r'i赳起44,比17哽卑記杓陶1m *15童 11表JB覽口民雖均勻誕"!均勻糧充誓JME幗島蠟泮力Hl適度粗也的過度粗牝的電詢I割ifHHI * n!1 *2*?壞£ M砸1 M爭帆1頃潢口直戈冷腳壞蠱2前處理時伺對放圧抬齊力旳出響2活化劑濃度的影響前處理液的活化劑含量越高，活化效果越好，但含量過高時，塑料吸附過多的活化劑，導(dǎo)致化學(xué)鍍速太快，鍍層粗糙、疏松，結(jié)合力變差

7、；當(dāng)前處理液重復(fù)使用屢次后，活化劑濃度降低，活化效果減 弱，化學(xué)鍍速下降，出現(xiàn)局部露鍍現(xiàn)象，這時應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充活化劑。實驗說明，活化劑濃度為0.10.3g/l時為宜。3前處理時間的影響取含粗化劑 RJ28%和溫度為25 'C的溶液進(jìn)行實驗，只改變前處理的時間，所得結(jié)果見表2。從表2可以看到，前處理時間對鍍層結(jié)合力也有較大的影響。前處理時間短，粗化、活化不夠，效果不好；前處理時間如果過長，雖然活化效果好，但粗化過度，結(jié)果也不理想。因此，想獲得結(jié)合力好的鍍層，必須控制好前處理時間。實驗還說明，對不同類型的ABS塑料，前處理時間有所不同。4溫度的影響在時間為 30min，RJ28%條件下，采用不

8、同的溫度進(jìn)行實驗，結(jié)果見表3。從表3可以看到， 當(dāng)處理時間為30min,溫度保持在2535 C之間是比擬適宜的，鍍層能經(jīng)得起冷熱循環(huán)測試。5化學(xué)鍍的影響采用化學(xué)鍍銅和化學(xué)鍍鎳。實驗說明：當(dāng)化學(xué)鍍速太快時，鍍層比擬粗糙、疏松，鍍層結(jié)合力差；鍍速太慢時，鍍層會起泡，或者局部上鍍。因此，控制化學(xué)鍍液的濃度和溫度，保持適當(dāng)?shù)腻兯偈潜匾摹Ｎ覀冞€觀察到用 PdC2作為活化劑，化學(xué)鍍銅獲得鍍層結(jié)合力比化學(xué)鍍鎳高。結(jié)論經(jīng)過試驗得到以下新型無鉻三合一前處理液，其配方和工藝條件為:RJ180280ml/l FS150ml/lH2O575 675ml/l 乙酸 95ml/l PdCl20.1 0.3g/l1201 乳化劑 25g/l 溫度 25 35 C時間2535min攪拌方式電磁攪拌該處理液是一種乳狀液，集塑料外表的粗化、敏化、活化為一體,用它來處理ABS塑料水洗后，即可進(jìn)行化學(xué)鍍、常規(guī)電鍍,所獲得鍍層能經(jīng)得起冷熱循環(huán)測試，到達(dá)GB/T12610-90質(zhì)量要求。該前處理工藝與傳統(tǒng)工藝比照，有如下特點：1. 工