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塑料制品电镀前的表面处理工艺

  塑料制品的表面处理主要包括涂层被覆处理和镀层被覆处理。一般塑料的结晶度较大,极性较小或无极性,表面能低,这会影响涂层被覆的附着力。由于塑料是一种不导电的绝缘体,因此不能按一股电镀工艺规范直接在塑料表面进行镀层被覆,所以在表面处理之前,应进行必要的前处理,以提高涂层被覆的结合力和为镀层被覆提供具有良好结合力的导电底层。
 
  1、涂层被覆的前处理
 
  前处理包括塑料表面的除油处理,即清洗表面的油污和脱模剂,以及塑料表面的活化处理,目的是提高涂层被覆的附着力。
 
  1、塑料制品的除油
 
  与金属制品表面除油类似,塑料制品除油可用有机溶剂清洗或用含表面活性剂的碱性水溶液除油。有机溶剂除油适用于从塑料表面清洗石蜡、蜂蜡、脂肪和其他有机性污垢,所用的有机溶剂应对塑料不溶解、不溶胀、不龟裂,其本身沸点低,易挥发,无毒且不燃。
 
  碱性水溶液适用于耐碱塑料的除油。该溶液中含有苛性钠、碱性盐以及各种表面活性物质。最常用的表面活性物质为OP系列,即烷基苯酚聚氧乙烯醚,它不会形成泡沫,也不残留在塑料表面上。
 
  2、塑料制品表面的活化
 
  这种活化是为了提高塑料的表面能,也即在塑料表面生成一些极性基或加以粗化,以使涂料更易润湿和吸附于制件表面。表面活化处理的方法很多,如化学品氧化法、火焰氧化法、溶剂蒸气浸蚀法和电晕放电氧化法等。其中最广泛使用的是化学晶氧化处理法,此法常用的是铬酸处理液,其典型配方为重铬酸钾4.5%,水8.0%,浓硫酸(96%以上)87.5%。
 
  有的塑料制品,如聚苯乙烯及ABS塑料等,未进行化学品氧化处理时也可直接进行涂层被覆。为了获得高质量的涂层被覆,也有用化学品氧化处理的,如ABS塑料在脱脂后,可采用较稀的铬酸处理液浸蚀,其典型的处理配方为铬酸420g/L,硫酸(比重1.83)200ml/L。典型的处理工艺为65℃70℃/5min10min,水洗净,干燥。
 
  用铬酸处理液浸蚀的优点是无论塑料制品的形状多复杂,都能处理均匀,其缺点是操作有危险,并有污染问题。
 
  2、镀层被覆的前处理
 
  镀层被覆前处理的目的是提高镀层与塑料表面的附着力和使塑料表面形成导电的金属底层。前处理的工序主要包括有:机械粗化、化学除油、化学粗化、敏化处理、活化处理、还原处理和化学镀。其中前三项是为了提高镀层的附着力,后四项是为了形成导电的金属底层。
 
  1、机械粗化和化学粗化
 
  机械粗化和化学粗化处理是分别用机械的方法和化学的方法使塑料表面变粗,以增加镀层与基体的接触面积。一般认为,机械粗化所能达到的结合力仅为化学粗化的10%左右。
 
  2、化学除油
 
  塑料表面镀层被覆前处理除油的方法与涂层被覆前处理除油方法相同。
 
  3、敏化
 
  敏化是使具有一定吸附能力的塑料表面上吸附一些易氧化的物质,如二氯化锡、三氯化钛等。这些被吸附的易氧化物质,在活化处理时被氧化,而活化剂被还原成催化晶核,留在制品表面上。敏化的作用是为后续的化学镀覆金属层打基础。
 
  4、活化
 
  活化是借助于用催化活性金属化合物的溶液,对经过敏化的表面进行处理。其实质是将吸附有还原剂的制品浸入含有贵金属盐的氧化剂的水溶液中,于是贵金属离子作为氧化剂就被S2+n还原,还原了的贵金属呈胶体状微粒沉积在制品表面上,它具有较强的催化活性。当将此种表面浸入化学镀溶液中时,这些微粒就成为催化中心,使化学镀覆的反应速度加快。
 
  5、还原处理
 
  经活化处理和用清水洗净后的制品在进行化学镀之前,用一定浓度的化学镀时用的还原剂溶液将制品浸渍,以便将未洗净的活化剂还原除净,这称为还原处理。化学镀铜时,用甲醛溶液还原处理,化学镀镍时用次磷酸钠溶液还原处理。
 
  6、化学镀
 
  化学镀的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜,给塑料制品电镀金属层创造条件,因此化学镀是塑料电镀的关键性步骤。
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