CN102337571A - 一种塑料基材电镀的方法 - Google Patents

Abstract

一种塑料基材电镀的方法，涉及一种塑料表面处理方法。提供一种可以实现塑胶材料的表面金属化，简化电镀工艺流程，大幅度减少废水排放量，减少对环境和人类的污染，适合多种塑胶表面要求的塑料基材电镀的方法。对塑料基材进行预处理；对处理的塑胶基材进行物理气相沉积金属化，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层；对处理的塑胶基材直接进行电镀铜，或电镀铜和电镀镍；对处理的塑胶基材的电镀铜层表面进行拉丝处理或对处理的塑胶基材的电镀铜电镀镍层上进行拉丝处理；对处理的塑胶基材转挂入PVD炉进行等离子体处理后，进行铬层的沉积，或对处理的塑胶基材干式除尘除静电后进行有机涂层保护处理。

Description

一种塑料基材电镀的方法

技术领域

本发明涉及一种塑料表面处理方法，尤其是涉及一种塑料基材环保电镀的方法。

背景技术

常规的塑料电镀工艺中都包括高浓度的铬酸粗化和六价铬电镀铬，而六价铬通常会排放到电镀废水中，废水中的铬对人体和环境危害比较大！常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。铬的化合物中以六价铬毒性最强，三价铬次之。据研究表明，铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需500～700μg铬，而在一般伙食中每天仅能提供50～100μg。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用，微量铬可提高植物收获量；但浓度稍高，又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体，均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物，可引起愈合极慢的“铬疮”，当空气中铬酸酐的浓度达0.15～0.31mg/m³时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋白凝聚剂。有人认为，六价铬可诱发肺癌。此外，六价铬，特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用，浓度为0.31mg/L的重铬酸钠即可腐蚀管道。含3.4-17.3mg/L的三价铬废水灌田，就能使所有植物中毒。

中国专利CN100552093C公布了塑料电镀专用活化剂及电镀工艺，该工艺流程中粗化，电镀铬采用大量的铬酸(六价铬)，并没用做回收处理，对环境污染大。

中国专利CN101555614B公布了塑料表面电镀方法，其提供了一塑料基体；对该基体表面进行前处理，玉该基体表面形成一镀铜层，于该基体的镀铜层表面用山价铬电镀-第一铬层，在该基体的第一铬层表面用六价铬电镀-第二铬层。

中国专利CN20041001836.7采用真空溅镀方式对非金属材料表面溅镀一层薄的基础金属镀膜来进行金属化处理。

电镀生产过程中产生大量的废水和浪费大量的能耗，一条全自动的产量为2万m²/每月的电镀线，每月排除的废水为2500吨。这么多的废水不仅浪费水资源，而且严重的污染着人类的自然生态环境，因此迫切需要进行改进或者取代现有的电镀工艺。现有的塑料电镀的常规工艺流程为：除油除蜡，粗化，敏化，活化，还原、化学镍、电镀焦铜、电镀酸铜、电镀镍最后电镀铬，产生大量的废水和重金属污染物。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的塑胶电镀工艺存在的缺点与不足，提供一种可以实现塑胶材料的表面金属化，简化电镀工艺流程，大幅度减少废水排放量，减少对环境和人类的污染，适合多种塑胶表面要求的塑料基材电镀的方法。

本发明包括以下步骤：

1)对塑料基材进行预处理；

2)对经过步骤1)处理的塑胶基材进行物理气相沉积(PVD)金属化，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层；

3)对经过步骤2)处理的塑胶基材直接进行电镀铜，或电镀铜和电镀镍；

4)对经过步骤3)处理的塑胶基材的电镀铜层表面进行拉丝处理或者对经过步骤2)处理的塑胶基材的电镀铜电镀镍层上进行拉丝处理；

5)对经过步骤4)处理的塑胶基材转挂入PVD炉进行等离子体处理后，进行铬层的沉积，或者对经过步骤4)处理的塑胶基材干式除尘除静电后进行有机涂层保护处理。

在步骤1)中，所述预处理，可采用干式清洁法除油除污，所述采用干式清洁法除油除污的具体方法可采用等离子火焰处理，干冰除油处理，静电处理，碳氢真空清洗等方法中的至少一种。

在步骤2)中，所述物理气相沉积等离子体改性的工艺条件可为离子源电流0.3～0.5A，偏压80～150V，占空比50％～80％，氩气流速10～100SCCM，氧气流速10～150SCCM，炉内真空压力0.1～0.3Pa，活化时间5～10min，以达到清洁及化活化基体表面之目的；所述镀金属底层、金属过渡层和金属导电层的工艺条件可为采用大功率中频脉冲或者大功率直流电源，电源电流为100～400A，电压为500～800V，沉积时间为5～15min，偏压20～100V，占空比50％～80％，氩气流速60～200SCCM。

在步骤3)中，所述直接进行电镀铜可选自电镀焦磷酸铜、电镀酸铜等中的至少一种；所述电镀铜和电镀镍，可直接进行电镀铜，再电镀镍，所述电镀铜可选自电镀焦磷酸铜、电镀酸铜中的至少一种，电镀镍可电镀半光亮镍、电镀光亮镍、镍封等中的至少一种；所述电镀铜和电镀镍的方法可以采用所属技术领域的技术人员公知的各种电镀方法，由于电镀更容易控制产品电镀层的厚度和质量，而且电镀经过多层电镀出来的产品硬度较高。

所述电镀铜的方法是以经过步骤2)处理的塑胶基材作为阴极，铜板作为阳极，采用电镀酸铜的配方如下：硫酸铜CuSO₄ 210±10g/L，硫酸H₂SO 65±5g/L，氯离子Cl^- 60～80ppm，光亮剂JC-35A 0.1～0.2ml/L，光亮剂JC-35B 0.1～0.3ml/L；镀液的温度可为15～30℃，优选为20～26℃，直流电的电流密度可为0.1～5A/dm²，优选为0.5～2A/dm²，电镀时间可为5～40min，电镀铜层的厚度可为3～20μm；所述电镀焦磷酸铜的工艺可采用的配方如下：焦磷酸铜70±10g/L，焦磷酸钾300±50g/L，氨水(28％)1-3mL/L，铜离子25～35g/L，添加剂RS7510.1～0.2ml/L，pH 8.5-9.5，镀液的温度可为45～55℃，直流电的电流密度可为1～3A/dm²，电镀时间可为5～10min；日本任原公司提供的电镀酸铜的配方可采用日本任原公司提供的电镀酸铜配方；所述电镀焦磷酸铜的工艺配方可采用永星化工公司提供的配方。

所述电镀镍的方法可以经电镀铜后的塑胶基材为阴极，镍板为阳极，电镀镍层总厚度为5～20μm，电镀镍包括：半光亮镀镍、光亮镀镍和镍封等中的至少一种；半光亮镀镍镀液可采用电镀半光镍的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 30～40g/L，硼酸H₃BO₃35～45g/L，pH 4.2～4.3光亮剂CF-24T 1～3ml/L，光亮剂82-K 1～3ml/L，所述镀液的温度可为40～60℃，优选为50～60℃，直流电的电流密度可为0.5～7A/dm²，优选为2～5A/dm²，电镀时间可为5～30min；半光亮镀镍镀液可采用日本任原公司提供的电镀半光镍的配方。

光亮镀镍镀液可采用日本任原公司提供的电镀光量镍的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 45～55g/L，硼酸H₃BO₃ 35～45g/L，pH 4.3～4.5光亮剂#711A 0.5～1.2ml/L，光亮剂#733 8～12ml/L，光亮剂AJ-4 1.0～2.0ml/L，光亮剂82-K 1～2ml/L，所述镀液的温度可为40～60℃，优选为50～60℃，直流电的电流密度可为0.5～7A/dm²，优选为2～5A/dm²，电镀时间可为5～30min。

镍封镀液可采用日本任原公司提供的电镀镍封镀液的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 45～55g/L，硼酸H₃BO₃ 35～45g/L，pH 3.8～4.2光亮剂MP301 2.0～5.0ml/L，光亮剂MP333 5.0～15.0ml/L，微孔剂MP POWDER 309 A 1～3g/L，微孔剂MPPOWDER 309 B 0.02～0.2g/L，电位调整剂E 0.02～0.05ml/L，所述镀液的温度可为40～60℃，优选为50～60℃，直流电的电流密度可为0.5～7A/dm²，优选为2～5A/dm²，电镀时间可为0.5～2min。

在电镀铜和电镀镍之后有两道水洗，水洗的方法和条件为本领域技术人员所公知，该方法采用纯水漂洗1～2min。

在电镀半光镍前有活化处理，活化处理方法和条件为和为本领域技术人员所公知，所述活化处理方法可采用日本任原公司提供的活化镀液的配方如下：活化剂V-3745g/L，活化时间为1～2min，温度为室温。

在步骤3)对塑料基材直接实施新式环保电镀工艺，新式环保电镀是按照以下标准进行：

1)分别对电镀铜槽和电镀镍槽后的水洗槽进行采用离子交换树脂或者超滤膜的方式进行铜、镍离子的在线回收利用；

2)分别对电镀铜槽和电镀镍槽后的水洗槽及活化槽进行采用离子交换树脂或者超滤膜的方式对水洗用的水进行循环使用。

在步骤4)中，所述拉丝处理，是采用自动或者人工的方式进行拉丝，拉丝机的转速为600～1200r/min；拉丝轮可为尼龙砂带轮，砂带轮，飞翼轮等中的至少一种。

在步骤5)中，所述有机涂层，是采用以下方法实现的：1)进行电泳涂装，2)进行粉末喷涂，3)进行紫外光固化(UV)喷涂，4)进行聚氨酯漆(PU)喷涂。4种有机涂层的喷涂方式为本领域技术人员所公知的方法，有机涂层的厚度可为10～30μm。

与现有的电镀相比，本发明具有以下优点：

1)对塑料基材实施干式清洁法除油除污，取代现有的超声波除油等方式，可减少废水的排放；

2)采用PVD(物理气相沉积)金属化，并依次实施PVD等离子体改性、镀金属底层、金属过渡层和金属导电层；取代传统的电镀的高浓度的铬酸粗化、中和、敏化、还原和化学镍等工序，能够大大减少废水的排放以及这些有害物质对环境和人类的危害。

3)实施新式环保电镀工艺进行镀铜或者镀铜、镀镍工序；通过对废水和废液采用离子交换树脂和超滤膜处理，达到铜镍的回收再使用和水的循环使用，减少其排放。

4)本发明可使传统的电镀污水排放减少90％以上，整个工艺过程中不使用六价铬，减少其对环境和人类的危害，同时本发明中对电镀铜和电镀镍进行了在线回收使用以及水的循环使用，向零排放迈进。

具体实施方式

实施例1

(1)对塑料基材实施干式清洁法除油除污

对ABS塑料基材实施干式清洁法，采用等离子火焰处理后再进行静电处理来去除ABS塑料基材表面的油污和灰尘；

(2)对塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化

对ABS塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化，并依次实施PVD等离子体改性、镀金属底层、金属过渡层和金属导电层，等离子改性工艺条件为离子源电流0.5A，偏压80V，占空比80％，氩气流速50SCCM，氧气流速50SCCM，炉内真空压力0.2Pa，活化时间5min以达到清洁及化活化基体表面之目的，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层是采用大功率中频脉冲电源，镀金属底层电流为100安培，电压为500伏特，沉积时间为1min，偏压20V，占空比50％，氩气流速60SCCM，镀层金属为铬；镀金属过渡层电流为150安培，电压为600伏特，沉积时间为2min，偏压60V，占空比70％，氩气流速60SCCM，镀层金属为铬和铜；镀金属过渡层电流为300安培，电压为800伏特，沉积时间为2min，偏压60V，占空比70％，氩气流速60SCCM，镀层金属铜。

(3)实施新式环保电镀工艺进行镀铜和镀镍工序；

工艺流程为，ABS塑料基材先进行电镀焦铜、酸铜，经水洗活化后进行电镀半光镍，具体工艺如下：

电镀焦磷酸铜工艺采用永星化工公司提供的的配方如下：焦磷酸铜70±10g/L，焦磷酸钾300±50g/L，氨水(28％)1～3mL/L，铜离子25～35g/L，添加剂RS751 0.1～0.2ml/L，pH 8.5～9.5。镀液的温度可为45～55℃，直流电的电流密度可为1A/dm²，电镀时间为10min。

电镀酸铜采用日本任原公司提供的电镀酸铜的配方如下：硫酸铜CuSO₄ 210±10g/L，硫酸H₂SO 65±5g/L，氯离子Cl^- 60～80ppm，光亮剂JC-35A 0.1～0.2ml/L，光亮剂JC-35B 0.1～0.3ml/L。镀液的温度可为25℃，直流电的电流密度可为2A/dm²，电镀时间一般为20min，电镀铜层的厚度可为10μm；

半光亮镀镍镀液可采用日本任原公司提供的电镀半光镍的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 30～40g/L，硼酸H₃BO₃ 35～45g/L，pH 4.2～4.3光亮剂CF-24T 1～3ml/L，光亮剂82-K 1～3ml/L，所述镀液的温度包括镀液的温度为55℃，直流电的电流密度为3A/dm²，，电镀时间为10min。

在电镀铜和电镀镍之后有两道水洗，采用纯水漂洗1min。

在电镀半光镍前有活化处理，采用日本任原公司提供的活化镀液的配方如下：活化剂V-37 45g/L，活化时间为1min，温度为室温。

在实施新式环保电镀工艺进行镀铜镀镍工序中，使用以下技术达到对铜盐、镍盐的回收以及对废水的循环利用：

1)分别对电镀铜槽和电镀镍槽后的水洗槽进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式进行铜离子和镍离子的在线回收利用；

2)分别对电镀铜槽和电镀镍槽后的水洗槽及活化槽进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式对水洗用的水进行循环使用。

(4)拉丝处理

对经过镀铜镀镍后的塑胶基材的表面进行拉丝处理，采用自动的方式进行拉丝，拉丝机的转速为1200r/min；拉丝轮为：尼龙砂带轮。

(5)PVD镀铬

将经过拉丝处理的ABS塑胶基材转挂入PVD炉进行等离子体处理后，进行铬层的沉积，等离子处理工艺条件为离子源电流0.5A，偏压80V，占空比80％，氩气流速100SCCM，，炉内真空压力0.2Pa，活化时间5min，PVD镀金属铬的工艺为电流为100安培，电压为500伏特，沉积时间为5min，偏压80V，占空比50％，氩气流速60SCCM。

经试验，原有一条全自动的产量为2万m²/每月的电镀线，每月排除的废水为2000吨，采用本发明的方法后，同样的产能，但每个月的废水排放量为80吨。

实施例2

(1)对塑料基材实施干式清洁法除油除污

对塑料基材实施干式清洁法，采用碳氢真空清洗来去除塑料基材表面的油污和灰尘；

(2)对塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化

对塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化，并依次实施PVD等离子体改性、镀金属底层、金属过渡层和金属导电层，等离子改性工艺条件为离子源电流0.4A，偏压100V，占空比70％，氩气流速50SCCM，氧气流速80SCCM，炉内真空压力0.3Pa，活化时间6min以达到清洁及化活化基体表面之目的，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层是采用大功率中频脉冲电源，镀金属底层电流为300安培，电压为500伏特，沉积时间为1min，偏压80V，占空比50％，氩气流速200SCCM，镀层金属为铬；镀金属过渡层电流为200安培，电压为600伏特，沉积时间为2min，偏压80V，占空比50％，氩气流速200SCCM，镀层金属为铬和铜；镀金属过渡层电流为100安培，电压为800伏特，沉积时间为5min，偏压80V，占空比50％，氩气流速200SCCM，镀层金属铜。

(3)实施新式环保电镀工艺进行镀铜和镀镍工序；

工艺流程为，塑料基材先进行酸铜，经水洗活化后进行电镀半光镍，全光镍和镍封，具体工艺如下：

电镀酸铜采用日本任原公司提供的电镀酸铜的配方如下：硫酸铜CuSO₄ 210±10g/L，硫酸H₂SO 65±5g/L，氯离子Cl^- 60～80ppm，光亮剂JC-35A 0.1～0.2ml/L，光亮剂JC-35B 0.1～0.3ml/L。镀液的温度可为15℃，直流电的电流密度可为1A/dm²，电镀时间一般为20min，电镀铜层的厚度可为8μm；

半光亮镀镍镀液可采用日本任原公司提供的电镀半光镍的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 30～40g/L，硼酸H₃BO₃ 35～45g/L，pH 4.2～4.3光亮剂CF-24T 1～3ml/L，光亮剂82-K 1～3ml/L，所述镀液的温度包括镀液的温度为55℃，直流电的电流密度为3A/dm²，电镀时间为5min。

光亮镀镍镀液可采用日本任原公司提供的电镀光量镍的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 45～55g/L，硼酸H₃BO₃ 35～45g/L，pH 4.3～4.5光亮剂#711A 0.5～1.2ml/L，光亮剂#733 8～12ml/L，光亮剂AJ-4 1.0～2.0ml/L，光亮剂82-K 1～2ml/L，镀液的温度为60℃，直流电的电流密度为5A/dm²，电镀时间为10min。

镍封镀液可采用日本任原公司提供的电镀镍封镀液的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 45～55g/L，硼酸H₃BO₃ 35～45g/L，pH 3.8～4.2光亮剂MP301 2.0～5.0ml/L，光亮剂MP333 5.0～15.0ml/L，微孔剂MP POWDER 309 A 1～3g/L，微孔剂MPPOWDER 309 B 0.02～0.2g/L，电位调整剂E 0.02～0.05ml/L，镀液的温度为50℃，直流电的电流密度为2A/dm²电镀时间为1min。

在电镀铜和电镀镍之后有两道水洗，采用纯水漂洗2min。

在电镀半光镍前有活化处理，采用日本任原公司提供的活化镀液的配方如下：活化剂V-3745g/L，活化时间为1min，温度为室温。

在实施新式环保电镀工艺进行镀铜镀镍工序中，使用以下技术达到对铜盐、镍盐的回收以及对废水的循环利用：

1)分别对电镀铜和电镀镍后的水洗槽进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式进行铜离子和镍离子的在线回收利用；

2)分别对电镀铜和电镀镍后的水洗槽活化槽及进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式对水洗用的水进行循环使用。

(4)拉丝处理

对经过镀铜镀镍后的塑胶基材的表面进行拉丝处理，采用自动的方式进行拉丝，拉丝机的转速为600r/min；拉丝轮为：砂带轮。

(5)喷有机保护涂层

将拉丝的塑胶基材进行等离子火焰处理，静电除尘后，喷镀一层厚约20μmUV漆后，将塑胶基材送入红外线烘炉，进行喷漆膜层流平、烘干，温度为70℃，时间为8min，最后将流平后喷漆膜层在紫外线光固化炉内接受照射固化交联，时间30s。

经试验，原有一条全自动的产量为2万m²/每月的电镀线，每月排除的废水为2500吨。采用本发明的方法后，同样的产能，但每个月的废水排放量为100吨。

实施例3

(1)对塑料基材实施干式清洁法除油除污

对塑料基材实施干式清洁法，采用干冰除油处理后再进行静电处理来去除塑料基材表面的油污和灰尘；

(2)对塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化

对塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化，并依次实施PVD等离子体改性、镀金属底层、金属过渡层和金属导电层，等离子改性工艺条件为离子源电流0.5A，偏压80V，占空比80％，氩气流速80SCCM，氧气流速80SCCM，炉内真空压力0.2Pa，活化时间8min以达到清洁及化活化基体表面之目的，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层是采用大功率中频脉冲电源，镀金属底层电流为100A，电压为500V，沉积时间为1min，偏压20V，占空比50％，氩气流速60SCCM，镀层金属为铬；镀金属过渡层电流为150A，电压为600V，沉积时间为2min，偏压60V，占空比70％，氩气流速60SCCM，镀层金属为铬和铜；镀金属过渡层电流为300A，电压为800V，沉积时间为8min，偏压60V，占空比70％，氩气流速60SCCM，镀层金属铜。

(3)实施新式环保电镀工艺进行镀铜工序；

工艺流程为塑料基材先进行电镀焦铜、酸铜具体工艺如下：

电镀焦磷酸铜工艺采用永星化工公司提供的的配方如下：焦磷酸铜70±10g/L，焦磷酸钾300±50g/L，氨水(28％)1-3mL/L，铜离子25-35g/L，添加剂RS751 0.1～0.2ml/L，pH 8.5-9.5。镀液的温度可为45～55℃，直流电的电流密度可为2A/dm²，电镀时间为15min。

电镀酸铜采用日本任原公司提供的电镀酸铜的配方如下：硫酸铜CuSO₄ 210±10g/L，硫酸H₂SO 65±5g/L，氯离子Cl^- 60～80ppm，光亮剂JC-35A 0.1～0.2ml/L，光亮剂JC-35B 0.1～0.3ml/L。镀液的温度可为25℃，直流电的电流密度可为3A/dm²，电镀时间为30min，电镀铜层的厚度可为14μm；

在实施新式环保电镀工艺进行镀铜工序中，使用以下技术达到对铜盐的回收以及对废水的循环利用：

1)对电镀铜后的水洗槽进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式进行铜离子的在线回收利用；

2)对电镀铜后的水洗槽进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式对水洗用的水进行循环使用。

(4)拉丝处理

对经过镀铜镀镍后的塑胶基材的表面进行拉丝处理，采用自动的方式进行拉丝，拉丝机的转速为700r/min；拉丝轮为飞翼轮。

(5)PVD镀铬

将经过拉丝处理的塑胶基材转挂入PVD炉进行等离子体处理后，进行铬层的沉积，等离子处理工艺条件为离子源电流0.4A，偏压80V，占空比80％，氩气流速80SCCM，，炉内真空压力0.2Pa，活化时间8min，PVD镀金属铬的工艺为电流为200A，电压为600V，沉积时间为8min，偏压80V，占空比80％，氩气流速100SCCM。

经试验，原有一条全自动的产量为2万m²/每月的电镀线，每月排除的废水为1800吨。采用本发明的方法后，同样的产能，但每个月的废水排放量为50吨。

实施例4

(1)对塑料基材实施干式清洁法除油除污

对塑料基材实施干式清洁法，采用碳氢真空清洗除塑料基材表面的油污和灰尘；

(2)对塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化

对塑胶基材进行PVD(物理气相沉积)金属化，并依次实施PVD等离子体改性、镀金属底层、金属过渡层和金属导电层，等离子改性工艺条件为离子源电流0.3A，偏压80V，占空比80％，氩气流速100SCCM，氧气流速50SCCM，炉内真空压力0.3Pa，活化时间5min以达到清洁及化活化基体表面之目的，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层是采用大功率中频脉冲电源，镀金属底层电流为200A，电压为700V，沉积时间为2min，偏压60V，占空比50％，氩气流速200SCCM，镀层金属为铬；镀金属过渡层电流为300安培，电压为500伏特，沉积时间为1min，偏压60V，占空比70％，氩气流速200SCCM，镀层金属为铬和铜；镀金属过渡层电流为100A，电压为800V，沉积时间为12min，偏压80V，占空比50％，氩气流速200SCCM，镀层金属铜。

(3)实施新式环保电镀工艺进行镀铜工序；

工艺流程为塑料基材先进行电镀焦铜、酸铜具体工艺如下：

电镀焦磷酸铜工艺采用永星化工公司提供的的配方如下：焦磷酸铜70±10g/L，焦磷酸钾300±50g/L，氨水(28％)1-3mL/L，铜离子25～35g/L，添加剂RS751 0.1～0.2ml/L，pH 8.5～9.5。镀液的温度可为45～55℃，直流电的电流密度可为2A/dm²，电镀时间为10min。

电镀酸铜采用日本任原公司提供的电镀酸铜的配方如下：硫酸铜CuSO₄ 210±10g/L，硫酸H₂SO 65±5g/L，氯离子Cl^- 60～80ppm，光亮剂JC-35A 0.1～0.2ml/L，光亮剂JC-35B 0.1～0.3ml/L。镀液的温度可为25℃，直流电的电流密度可为4A/dm²，电镀时间为20min，电镀铜层的厚度可为14μm；

在实施新式环保电镀工艺进行镀铜工序中，使用以下技术达到对铜盐的回收以及对废水的循环利用：

1)对电镀铜的水洗槽进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式进行铜离子的在线回收利用；

2)对电镀铜的水洗槽进行采用离子交换树脂和超滤膜的方式对水洗用的水进行循环使用。

(4)拉丝处理

对经过镀铜镀镍后的塑胶基材的表面进行拉丝处理，采用自动的方式进行拉丝，拉丝机的转速为800r/min；拉丝轮为：尼龙砂带轮。

(5)喷有机保护涂层

将拉丝的塑胶基材进行等离子火焰处理，静电除尘后，电泳一层厚约20μm的电泳漆，电压为100V。

1)对电泳槽和水洗槽进行采超滤膜进行在线回收利用；2)水洗槽进行采超滤膜和离子交换树脂进行水进行循环使用。

经试验，原有一条全自动的产量为2万m²/每月的电镀线，每月排除的废水为2200吨。采用本发明的方法后，同样的产能，但每个月的废水排放量为90吨。

Claims (10)

1.一种塑料基材电镀的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)对塑料基材进行预处理；

2)对经过步骤1)处理的塑胶基材进行物理气相沉积金属化，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层；

3)对经过步骤2)处理的塑胶基材直接进行电镀铜，或电镀铜和电镀镍；

4)对经过步骤3)处理的塑胶基材的电镀铜层表面进行拉丝处理或者对经过步骤2)处理的塑胶基材的电镀铜电镀镍层上进行拉丝处理；

5)对经过步骤4)处理的塑胶基材转挂入PVD炉进行等离子体处理后，进行铬层的沉积，或者对经过步骤4)处理的塑胶基材干式除尘除静电后进行有机涂层保护处理。

2.如权利要求1所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于在步骤1)中，所述预处理，是采用干式清洁法除油除污，所述采用干式清洁法除油除污的具体方法采用离子火焰处理，干冰除油处理，静电处理，碳氢真空清洗方法中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于在步骤2)中，所述物理气相沉积等离子体改性的工艺条件为离子源电流0.3～0.5A，偏压80～150V，占空比50％～80％，氩气流速10～100SCCM，氧气流速10～150SCCM，炉内真空压力0.1～0.3Pa，活化时间5～10min。

4.如权利要求1所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于在步骤2)中，所述镀金属底层、金属过渡层和金属导电层的工艺条件为采用大功率中频脉冲或者大功率直流电源，电源电流为100～400A，电压为500～800V，沉积时间为5～15min，偏压20～100V，占空比50％～80％，氩气流速60～200SCCM。

5.如权利要求1所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于在步骤3)中，所述直接进行电镀铜选自电镀焦磷酸铜、电镀酸铜中的至少一种；所述电镀铜和电镀镍，是直接进行电镀铜，再电镀镍，所述电镀铜选自电镀焦磷酸铜、电镀酸铜中的至少一种，电镀镍是电镀半光亮镍、电镀光亮镍、镍封中的至少一种。

6.如权利要求5所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于所述电镀铜的方法是以经过处理的塑胶基材作为阴极，铜板作为阳极，采用电镀酸铜的配方如下：硫酸铜CuSO₄210±10g/L，硫酸H₂SO 65±5g/L，氯离子Cl^- 60～80ppm，光亮剂JC-35A 0.1～0.2ml/L，光亮剂JC-35B 0.1～0.3ml/L；镀液的温度为15～30℃，优选为20～26℃，直流电的电流密度为0.1～5A/dm²，优选为0.5～2A/dm²，电镀时间为5～40min，电镀铜层的厚度为3～20μm。

7.如权利要求5所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于所述电镀焦磷酸铜的工艺采用的配方如下：焦磷酸铜70±10g/L，焦磷酸钾300±50g/L，氨水1～3mL/L，铜离子25～35g/L，添加剂RS751 0.1～0.2ml/L，pH 8.5-9.5，镀液的温度为45～55℃，直流电的电流密度为1～3A/dm²，电镀时间为5～10min。

8.如权利要求1所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于在步骤3)中，所述电镀镍的方法是经电镀铜后的塑胶基材为阴极，镍板为阳极，电镀镍层总厚度为5～20μm，电镀镍包括：半光亮镀镍、光亮镀镍和镍封中的至少一种；半光亮镀镍镀液采用电镀半光镍的配方如下：硫酸镍NiSO₄ 280～300g/L，氯化镍NiCl₂ 30～40g/L，硼酸H₃BO₃ 35～45g/L，pH 4.2～4.3光亮剂CF-24T 1～3ml/L，光亮剂82-K 1～3ml/L，所述镀液的温度为40～60℃，优选为50～60℃，直流电的电流密度为0.5～7A/dm²，优选为2～5A/dm²，电镀时间为5～30min。

9.如权利要求1所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于在步骤4)中，所述拉丝处理，是采用自动或者人工的方式进行拉丝，拉丝机的转速为600～1200r/min；拉丝轮为尼龙砂带轮，砂带轮，飞翼轮中的至少一种。

10.如权利要求1所述的一种塑料基材电镀的方法，其特征在于在步骤5)中，所述有机涂层，是采用以下方法实现：1)进行电泳涂装，2)进行粉末喷涂，3)进行紫外光固化喷涂，4)进行聚氨酯漆喷涂。