改性聚苯乙烯塑料件电镀仿金工艺

1前言

某塑料制品厂就地取材,采用改性聚苯乙烯ＨＩＰＳ(也称抗冲击聚苯乙烯,矿用安全帽用材料)注塑了一大批工艺品和纪念品,按厂方要求需电镀18～22Ｋ仿金层,为此,我们在总结塑料电镀成功经验的基础上,开发了改性聚苯乙烯塑料件电镀仿金工艺,所得仿金层色泽均匀,成色在18～22Ｋ之间,且镀层结合力好,抗变色能力强,达到了预期效果。

2工艺流程

聚苯乙烯塑料件→丙酮整面→水洗→粗化→水洗→中和(5%～8%)ＮａＯＨ溶液,室温浸渍5～8ｓ)→水洗→去离子水洗→活化→水洗→解胶→水洗→预浸处理→化学镀镍→水洗→镀光亮铜→水洗→去膜→水洗→活化→水洗→镀快光亮镍→水洗→镀仿金→水洗→钝化处理→去离子水洗→干燥→检验→涂清漆→烘干→成品检验→包装

3工艺操作与维护

3.1粗化处理

由于改性聚苯乙烯的“橡胶”粒子间的间隔较大,且聚苯乙烯母体化学活性较低,用一般粗化液浸蚀处理没有多大作用[1],必须采用溶剂开裂法和粗化处理相结合的工艺方法。溶剂开裂处理工艺规范如下:丙酮∶水(体积比)2∶1温度15～40℃浸渍时间3～5ｍｉｎ经过溶剂开裂后,再浸入重铬酸钾和浓硫酸混配的粗化液中进行浸蚀处理,使聚苯乙烯的微裂纹进一步张开,聚合物表面呈亲水性,为后续处理奠定良好的基础。粗化处理工艺规范如下:重铬酸钾Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7180ｇ Ｌ浓硫酸Ｈ2ＳＯ4300ｍＬ Ｌ温度30～40℃浸渍时间10～20ｍｉｎ

3.2活化与解胶

本工艺采用了胶体钯活化工艺(亦称直接活化,将传统的敏化和活化两道工序合在一起进行)[2],该活化液溶液稳定,使用寿命长,催化性能好。其工艺规范如下:氯化钯1ｇ Ｌ氯化亚锡77.5ｇ Ｌ浓盐酸300ｍＬ Ｌ锡酸钠7ｇ Ｌ温度15～40℃时间3～6ｍｉｎ操作中必须注意以下几点:①胶体钯活化液的配制对活化液的使用寿命和活化效果影响很大,正确的配制方法:将75ｇＳｎＣｌ2在搅拌下溶于200ｍＬ化学纯盐酸和约50ｍＬ去离子水中,再加入7ｇＮａ2ＳｎＯ3,搅拌得到白色乳浊液Ａ备用:再在另一容器中将1ｇＰｄＣｌ2加入100ｍＬ化学纯盐酸和约200ｍＬ去离子水中,加热溶解后,在30℃左右加入2.5ｇＳｎＣｌ2,搅拌15ｍｉｎ后即得Ｂ液;然后在搅拌下将Ｂ液倒入Ａ液中,用去离子水稀释至1Ｌ,得到棕色的胶体钯活化液,最后在60±2℃温度下保温4～8ｈ,以提高溶液的活性和使用寿命。②保持胶体钯溶液中亚锡离子浓度和足够的酸度,要定期添加亚锡盐和盐酸;溶液分层时,证明亚锡离子不足,应及时补加10～20ｇ ＬＳｎＣｌ2。③切不可带入六价铬、硝酸银等氧化性杂质,也不得采用空气搅拌,否则会导致活化液分解而失效。④零件在进入活化液前,如果先用含ＳｎＣｌ240ｇ Ｌ和ＨＣｌ100ｍｌ Ｌ的溶液进行预处理,不清洗直接入槽活化,可大大提高活化效果,延长活化液使用寿命。⑤避免带入自来水,因此进入活化槽之前必须用去离子水清洗干净,另外溶液不使用时必须加盖保护。胶体钯活化后的工件,其表面吸附的是以原子钯为核心的胶团[2],为使钯能起催化作用,需将附在钯周围的二价锡胶体层去除,即进行解胶处理,根据后续化学镀镍工艺,选用了30ｇ Ｌ次磷酸钠溶液浸渍处理1～3ｍｉｎ解胶,不清洗直接入化学镀镍槽。注意解胶后的工件表面呈均匀的浅褐色,否则应予返修。

3.3化学镀镍

本工艺采用高稳定性碱性化学镀镍工艺,其工艺规范如下[3]:硫酸镍40ｇ Ｌ次磷酸钠30ｇ Ｌ柠檬酸三钠50ｇ Ｌ三乙醇胺10ｇ Ｌ乳酸16ｍｌ Ｌ稳定剂(自配)20ｍＬ Ｌ光亮剂(自配)40ｍＬ ＬｐＨ值9.0～10.0温度35～45℃时间15～20ｍｉｎ该化学镀镍液稳定性好,使用寿命长,所得化学镀镍层结晶细致,结合力好,在本工艺温度下施镀,镀层呈半光亮。操作时主要应控制镀液的ｐＨ值和施镀温度,镀速较慢时,适量补加新配化学镀镍浓缩液,调整ｐＨ值后继续施镀。

3.5电镀

根据用户要求设计了仿金电镀工艺流程,其大致工艺过程概述如下:化学镀镍工件经流水清洗干净后,立即电镀酸性光亮铜(镀至镜面光亮,15～20ｍｉｎ),再镀快光亮镍(3～5ｍｉｎ),然后按下述工艺镀仿金[4]:硫酸铜60ｇ Ｌ硫酸锌12ｇ Ｌ氯化亚锡4ｇ Ｌ焦磷酸钾300ｇ Ｌ磷酸二氢钠35ｇ Ｌ氢氧化钠20ｇ Ｌ柠檬酸三钠20ｇ Ｌ添加剂Ａ(自制)30ｇ Ｌ添加剂Ｂ(自制)10ｍＬ ＬｐＨ值8.5～9.2温度25～40℃电流密度1.0～1.5Ａ ｄｍ2电镀时间30～120ｓ该仿金镀液属于无毒型,镀液稳定,易于维护管理,所得镀层结晶细致,光亮度好,成色为18～22Ｋ金色,色泽均匀。

3.6后处理

因仿金镀层较薄,化学稳定性较差,容易氧化变色,在工艺上采用钝化与涂清漆相结合的防变色处理,首先将电镀仿金的工件按下述工艺规范进行钝化处理:苯骈三氮唑3ｇ Ｌ十二烷基硫酸钠0.5ｇ Ｌ添加剂(自配)10ｍＬ Ｌ温度40～50℃浸渍时间3～5ｍｉｎ经过钝化处理干燥的工件,采用浸或喷涂透明保护漆(如聚氨酯清漆、聚酯清漆、丙烯酸类清漆等),以提高其耐蚀性,增强其装饰效果。

4结论

改性聚苯乙烯塑料件电镀仿金工艺,工艺组合合理,操作简便,生产成本低,产品合格率高。所得仿金镀层色泽均匀、结合力好,成色为18～22Ｋ金色,抗变色能力强,适合批量生产。