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聚苯乙烯塑料件的仿金电镀技术

1·引言

仿金电镀可以达到不是真金但又酷似真金颜色的效果,其色彩悦目的金色外观常给人以富丽堂皇之感。目前在不少装饰或功能领域都采用了仿金镀层,不但提高了产品的装饰性和商品聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物,是当今世界五大通用塑料之一,外观透明,但产品发脆,通过加入聚丁二烯可制成耐冲击性聚苯乙烯。通过实验HIPS塑料件电镀仿金工艺,达到了预期效果,所得仿金层色泽均匀,镀层结合力好,抗变色能力强。

2·镀前处理过程

2.1溶剂开裂处理表面

由于HIPS塑料的“橡胶”粒子间的间隔较大,且聚苯乙烯母体化学活性较低,必须首先采用溶剂开裂法处理表面。处理方法:在温度15~40℃时,将HIPS塑料件浸泡在体积比为2:1的丙酮水溶液中,时间为3~5min。

2.2除油

选用合适的除油剂除油,本实验配方和条件见表1。

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,进入粗化工序,这样可以保护粗化液,使之寿命得以延长。

2.3粗化处理

经过溶剂开裂和除油后,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HIPS塑料的微裂纹进一步张开,聚合物表面呈亲水性。粗化处理方法为:重铬酸钾180g/L,浓硫酸300mL/L,温度30~40℃,浸渍时间为10~20min。

3·化学镀过程

3.1活化

本操作采用了直接活化,即胶体钯活化,该活化溶液稳定,使用寿命长,催化性能好。其活化液配方和工艺条件见表2。

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;再在另一烧杯中将1gPbCl2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为了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。

3.3化学镀镍

本工艺采用高稳定性碱性化学镀镍工艺,其工艺配方见表3,控制pH为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。

4·仿金电镀过程

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),再镀光亮镍(3~5min),然后按表4配方镀仿金。

控制pH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,易于维护和管理,所得镀层结晶细致,光亮度好,成色为18~22K金色,色泽均匀。成型后镀件见图1。

5·后处理过程

因仿金镀层较薄,化学稳定性较差,容易氧化变色,常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进行钝化处理:苯骈三氮唑3g/L,十二烷基硫酸钠0.5g/L,自配添加剂10mL/L,温度40~50℃,浸渍时间3~5min。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。

6·结语

仿金电镀技术应用于聚苯乙烯塑料件,其实验工艺合理,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。

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