改性聚苯乙烯塑料件的電鍍仿金工藝介紹

1前言

某塑料製品廠就地取材,採用改性聚苯乙烯ＨＩＰＳ(也稱抗衝擊聚苯乙烯,礦用安全帽用材料)注塑了一大批工藝品和紀念品,按廠方要求需電鍍18～22Ｋ仿金層,為此,我們在總結塑料電鍍成功經驗的基礎上,開發了改性聚苯乙烯塑料件電鍍仿金工藝,所得仿金層色澤均勻,成色在18～22Ｋ之間,且鍍層結合力好,抗變色能力強,達到了預期效果。

2　工藝流程

聚苯乙烯塑料件→丙酮整面→水洗→粗化→水洗→中和(5%～8%)ＮａＯＨ溶液,室溫浸漬5～8ｓ)→水洗→去離子水洗→活化→水洗→解膠→水洗→預浸處理→化學鍍鎳→水洗→鍍光亮銅→水洗→去膜→水洗→活化→水洗→鍍快光亮鎳→水洗→鍍仿金→水洗→鈍化處理→去離子水洗→乾燥→檢驗→塗清漆→烘乾→成品檢驗→包裝

3　工藝操作與維護

3.1　粗化處理

由於改性聚苯乙烯的「橡膠」粒子間的間隔較大,且聚苯乙烯母體化學活性較低,用一般粗化液浸蝕處理沒有多大作用[1],必須採用溶劑開裂法和粗化處理相結合的工藝方法。溶劑開裂處理工藝規範如下:丙酮∶水(體積比)2∶1溫度15～40℃浸漬時間3～5ｍｉｎ經過溶劑開裂後,再浸入重鉻酸鉀和濃硫酸混配的粗化液中進行浸蝕處理,使聚苯乙烯的微裂紋進一步張開,聚合物表面呈親水性,為後續處理奠定良好的基礎。粗化處理工藝規範如下:重鉻酸鉀　　Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7180ｇＬ濃硫酸Ｈ2ＳＯ4300ｍＬＬ溫度30～40℃浸漬時間10～20ｍｉｎ

3.2　活化與解膠

本工藝採用了膠體鈀活化工藝(亦稱直接活化,將傳統的敏化和活化兩道工序合在一起進行)[2],該活化液溶液穩定,使用壽命長,催化性能好。其工藝規範如下:氯化鈀1ｇＬ氯化亞錫77.5ｇＬ濃鹽酸300ｍＬＬ錫酸鈉7ｇＬ溫度15～40℃時間3～6ｍｉｎ操作中必須注意以下幾點:①膠體鈀活化液的配製對活化液的使用壽命和活化效果影響很大,正確的配製方法:將75ｇＳｎＣｌ2在攪拌下溶於200ｍＬ化學純鹽酸和約50ｍＬ去離子水中,再加入7ｇＮａ2ＳｎＯ3,攪拌得到白色乳濁液Ａ備用:再在另一容器中將1ｇＰｄＣｌ2加入100ｍＬ化學純鹽酸和約200ｍＬ去離子水中,加熱溶解後,在30℃左右加入2.5ｇＳｎＣｌ2,攪拌15ｍｉｎ後即得Ｂ液;然後在攪拌下將Ｂ液倒入Ａ液中,用去離子水稀釋至1Ｌ,得到棕色的膠體鈀活化液,最後在60±2℃溫度下保溫4～8ｈ,以提高溶液的活性和使用壽命。②保持膠體鈀溶液中亞錫離子濃度和足夠的酸度,要定期添加亞錫鹽和鹽酸;溶液分層時,證明亞錫離子不足,應及時補加10～20ｇＬＳｎＣｌ2。③切不可帶入六價鉻、硝酸銀等氧化性雜質,也不得採用空氣攪拌,否則會導致活化液分解而失效。④零件在進入活化液前,如果先用含ＳｎＣｌ240ｇＬ和ＨＣｌ100ｍｌＬ的溶液進行預處理,不清洗直接入槽活化,可大大提高活化效果,延長活化液使用壽命。⑤避免帶入自來水,因此進入活化槽之前必須用去離子水清洗乾淨,另外溶液不使用時必須加蓋保護。膠體鈀活化後的工件,其表面吸附的是以原子鈀為核心的膠團[2],為使鈀能起催化作用,需將附在鈀周圍的二價錫膠體層去除,即進行解膠處理,根據後續化學鍍鎳工藝,選用了30ｇＬ次磷酸鈉溶液浸漬處理1～3ｍｉｎ解膠,不清洗直接入化學鍍鎳槽。注意解膠後的工件表面呈均勻的淺褐色,否則應予返修。

3.3　化學鍍鎳

本工藝採用高穩定性鹼性化學鍍鎳工藝,其工藝規範如下[3]:硫酸鎳40ｇＬ次磷酸鈉30ｇＬ檸檬酸三鈉50ｇＬ三乙醇胺10ｇＬ乳酸16ｍｌＬ穩定劑(自配)20ｍＬＬ光亮劑(自配)40ｍＬＬｐＨ值9.0～10.0溫度35～45℃時間15～20ｍｉｎ該化學鍍鎳液穩定性好,使用壽命長,所得化學鍍鎳層結晶細緻,結合力好,在本工藝溫度下施鍍,鍍層呈半光亮。操作時主要應控制鍍液的ｐＨ值和施鍍溫度,鍍速較慢時,適量補加新配化學鍍鎳濃縮液,調整ｐＨ值後繼續施鍍。

3.5　電鍍

根據用戶要求設計了仿金電鍍工藝流程,其大致工藝過程概述如下:化學鍍鎳工件經流水清洗乾淨後,立即電鍍酸性光亮銅(鍍至鏡面光亮,15～20ｍｉｎ),再鍍快光亮鎳(3～5ｍｉｎ),然後按下述工藝鍍仿金[4]:硫酸銅60ｇＬ硫酸鋅12ｇＬ氯化亞錫4ｇＬ焦磷酸鉀300ｇＬ磷酸二氫鈉35ｇＬ氫氧化鈉20ｇＬ檸檬酸三鈉20ｇＬ添加劑Ａ(自製)30ｇＬ添加劑Ｂ(自製)10ｍＬＬｐＨ值8.5～9.2溫度25～40℃電流密度1.0～1.5Ａｄｍ2電鍍時間30～120ｓ該仿金鍍液屬於無毒型,鍍液穩定,易於維護管理,所得鍍層結晶細緻,光亮度好,成色為18～22Ｋ金色,色澤均勻。

3.6　後處理

因仿金鍍層較薄,化學穩定性較差,容易氧化變色,在工藝上採用鈍化與塗清漆相結合的防變色處理,首先將電鍍仿金的工件按下述工藝規範進行鈍化處理:苯駢三氮唑3ｇＬ十二烷基硫酸鈉0.5ｇＬ添加劑(自配)10ｍＬＬ溫度40～50℃浸漬時間3～5ｍｉｎ經過鈍化處理乾燥的工件,採用浸或噴塗透明保護漆(如聚氨酯清漆、聚酯清漆、丙烯酸類清漆等),以提高其耐蝕性,增強其裝飾效果。

4　結論

改性聚苯乙烯塑料件電鍍仿金工藝,工藝組合合理,操作簡便,生產成本低,產品合格率高。所得仿金鍍層色澤均勻、結合力好,成色為18～22Ｋ金色,抗變色能力強,適合批量生產。

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