ABS电镀的工艺流程

ABS电镀的工艺流程及操作条件塑料电镀概述塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。由于金属镀层对光、大气等外界因素具有较高的稳定性，因而塑料电镀金属后，可防止塑料老化，延长塑料件的使用寿命。随着工业的迅速发展、塑料电镀的应用日益广泛，成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。目前国内外已广泛在ABS、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙、酚醛玻璃纤维增强塑料、聚苯乙烯等塑料表面上进行电镀，其中尤以ABS塑料电镀应用最广，电镀效果最好。目前世界上通用的电镀级塑料是ABS塑料和PP塑料。其中以ABS的用量为最大，约占塑料电镀的80%-90%。ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三种单体聚合而成的。其中（B）成分在聚合体中保持极细微的球状结构，在粗化中易于溶解而使塑料表面粗化并获得良好的结合力，因而随着（B）成分含量的不同，ABS塑料的可镀性也有所差别，无论是进口的还是国产的ABS，均应选用“电镀级”的，即含B成分（丁二烯）为15%~25%的ABS材料.而ABS塑料因其结构上的优势，不仅具有优良的综合性能，易于加工成型，而且材料表面易于侵蚀而获得较高的镀层结合力，所以目前在电镀中应用极为普遍。ABS电镀原理由于ABS塑料不导电，因此无法在其表面直接电镀金属/合金。因此，在电镀前需要经过化学镀处理。ABS塑料在经过粗化、敏化、还原、解胶加速化等工序后，将在制品的表面形成一层贵金属膜。这层贵金属膜可以起到活性催化的作用，也称催化膜；它可以加速化学镀的还原反应。实践证明，银、钯等贵金属都具有这种催化能力，从而使得化学镀过程进行更加顺利。ABS塑料电镀工艺可以分为三大部分，这就是前处理工艺、化学镀工艺和电镀工艺。每个部分含有若干流程或工序。（1）前处理工艺前处理工艺包括表面整理、内应力检查、除油和粗化。①表面整理在ABS塑料进行各项处理之前，要对其进行表面整理，这是因为在塑料注塑成型过程中会有应力残留。特别浇口和与浇口对应的部位，会有内应力产生。如果不加以消除，这些部位会在电镀中产生镀层起泡现象。在电镀过程中如果发现某一件产品的同一部位容易起泡，就要检查是否是浇口或与浇口对应的部位，并进行内应力检查，但是为了防患于未然，预先进行去应力是必要的。一般性表面整理可以在20%丙酮溶液中浸5～10s。去应力的方法是在80℃恒温下用烘箱或者水浴处理至少8h。②内应力检查方法。在室温下将注塑成型的ABS塑料制品放人冰醋酸中浸2～3min，然后仔细地清洗表面，晾干。在40倍放大镜或立体显微镜下观察表面，如果呈白色表面且裂纹很多，说明塑料的内应力较大，不能马上电镀，要进行去应力处理。如果呈现塑料原色，则说明没有内应力或内应力很小。内应力严重时，经过上述处理，不用放大镜就能够看到塑料表面的裂纹。③除油。可以采用以下配方：磷酸钠20g/L乳化剂lmL/L氢氧化钠5g/L温度60℃碳酸钠20g/L时间30min常用于除油的碱性试剂有硅酸盐和磷酸盐两类。其中硅酸盐会在表面形成硅酸盐薄膜，对后续浸蚀处理有影响，所以通常使用磷酸盐除油剂。除油之后，先在热水中清洗，然后在清水中清洗干净，再在5%的硫酸中中和后，再清洗，才进入粗化工序，这样可以保护粗化液，使之寿命得以延长。④粗化。粗化是塑料电镀过程中很重要的一环，粗化的好坏直接影响到镀层的结合力、光亮度及镀层的完整性。通过粗化，ABS塑料表面的球状橡胶被氧化溶解，镀件表面具备了亲水性，同时表面形成微孔状，以保证胶体钯的吸附和镀层的附着力。ABS塑料的粗化方法有三类，即高硫酸型、高铬酸型和磷酸型，从环境保护的角度看，现在宜采用高硫酸型。a．高硫酸型粗化液硫酸（质量分数）80%温度50～60℃铬酸（质量分数）4%时间5～15minb．高铬酸型粗化液铬酐（质量分数）26%～28%温度50～60℃硫酸（质量分数）13%～23%时间5～10min这种粗化液通用性比较好，适合于不同牌号的ABS，对于含B成分较少的要适当延长时间或提高一点温度。c．磷酸型粗化液磷酸（质量分数）20%温度60℃硫酸（质量分数）50%时间5～15min铬酐30g/L所有粗化液的寿命是以所处理塑料制品的量和时间成正比的。随着粗化量的加大和时间的延长，三价铬的量会上升，粗化液的作用会下降，可以分析加以补加，但是当三价铬太多时，处理液的颜色会呈现墨绿色，要弃掉一部分旧液后再补加铬酸。粗化完毕的制件要充分清洗。由于铬酸浓度很高，首先要在回收槽中加以回收，再经过多次清洗，并浸5%的盐酸后，再经过清洗方可进入以下流程。（2）化学镀工艺化学镀工艺包括敏化、活化、化学镀铜或者化学镀镍。由于化学镀铜和化学镀镍要用到不同的工艺，所以将分别介绍两组不同的工艺。①化学镀铜工艺a．敏化敏化的作用是使工件表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理(把催化金属还原出来)时被氧化，在表面形成活化层或催化膜，可以缩短化学镀的诱导期，并保证化学镀的顺利进行。敏化的质量对于塑料电镀的效果是关键因素。常用的敏化剂是二价锡盐和三价钛盐(如：SnCl2，SnSO4，TiCl3等)。将塑料制件浸到上述敏化液中处理的目的，就是要在塑料表面生成一层易氧化的、微溶于水的凝胶物质Sn2(OH)3Cl，但是该物质并不是在敏化液中生成的，而是在水洗时产生的(由于水的PH值远大于敏化液，清洗时立即发生二价Sn的水解作用)。所以，从敏化液中取出塑料件应注意：①既要清洗干净，以免污染活化液；②又不能用过大的流速和过长的时间冲洗，否则将不利于凝胶物质的形成和表面附着。①化学镀铜工艺氯化亚锡l0g/L温度l5～30℃盐酸40mL/L时间l～3min在敏化液中要放人纯锡块，可以抑制四价锡的产生。经敏化处理后的制件在清洗后要经过蒸馏水清才能进入活化，以防止氯离子带入而消耗银离子。b．银盐活化将敏化处理时生成的一层物质氧化，在塑料表面产生有催化性的贵金属薄层，作为化学镀时氧化还原反应的催化剂。能起催化作用的贵金属有金、银、铂、钯等。常用的活化液有两种类型：①离子型活化液：应用最多的是含Ag+和Pd2+的活化液。当经过敏化后的塑料件浸入含有银离子或钯离子的溶液中时，贵金属离子立即被二价锡还原，生成贵金属微粒粘附在塑料表面。这些沉淀就成为化学镀的催化结晶中心。AgNO3活化液稳定性不够好，使用寿命短，但比较经济，PdCl2(AuCl2)价格较贵，但稳定性好，寿命长。PdCl2最常用。硝酸银3～5g/L温度室温氨水加至透明时间5～lOmin这种活化液的优点是成本较低，并且较容易根据活化表面的颜色变化来判断活化的效果。因为硝酸银还原为金属银活化层的颜色是棕色的，如果颜色很淡，活化就不够，或者延长时间，或者活化液要补料。C．钯盐活化氯化钯0．2～O．4g/L温度25～40℃盐酸l～3mL/L时间3～5mind．化学镀铜硫酸铜7g/L甲醛25mL/L氯化镍lg/L温度20～25℃氢氧化钠5g/LpH值11～12．5酒石酸钾钠20g/L时间l0～30min②化学镀镍工艺a．敏化氯化亚锡5～20g/L温度25～35℃盐酸2～10mL/L时间3～5minb．活化氯化钯0．4～0．6g/L温度25～40℃盐酸376mL/L时间3～5minc．化学镀镍硫酸镍10～20g/LpH值（氨水调）8～9柠檬酸钠30～60g/L温度40～50℃氯化钠30～60g/L时间5～15min次亚磷酸钠5～20g/L（3）电镀工艺硫酸镍150～250g/LpH值3～5氯化镍30～50g/L阴极电流密度0．5～1．5A/dm2硼酸30～50g/L时间视要求而定温度30～40℃总结传统的塑料电镀操作繁琐、溶液稳定性差、废水处理困难，而铜置换工艺流程短、寿命长、废水处理方便。本工艺主要是经过高活性的活化液和高稳定性的铜置换液处理，在塑料工件表面形成一层铜置换导电膜。和传统工艺相比，本工艺具有操作简便、生产量大、成品率高等的优点。