CN105603477A - 一种abs塑料化学镀铜前处理新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，利用导电炭黑本身的导电性能、成膜性能以及其对金属离子的吸附性能，利用化学还原的方法，得到具有催化作用的活性中心，替代了传统非导电基体表面化学镀铜前处理的锡钯胶体活化的物理吸附方法。本发明提供的工艺，工艺简单，操作方便，降低了生产成本，而且减少了环境污染。

Description

一种ABS塑料化学镀铜前处理新工艺
技术领域
本发明涉及表面预处理技术领域，特别涉及一种ABS塑料化学镀铜前处理新工艺。
背景技术
随着工业的迅速发展，塑料电镀的应用日益广泛，电镀也成为塑料产品中表面装饰的重要手段之一。与金属制件相比，塑料电镀制品不仅可以实现很好的金属质感，而且能减轻制品重量，在有效改善塑料外观及装饰性的同时，也改善了其在电、热及耐蚀等方面的性能，提高了其表面机械强度。但电镀用塑料材料的选择却要综合考虑材料的加工性能、机械性能、材料成本、电镀成本、电镀的难易程度以及尺寸精度等因素。目前世界上通用的电镀级塑料有ABS塑料和PP塑料，其中ABS的用量最大，约占塑料电镀的80-90％，而且ABS塑料结构上具有优势，不仅具有优良的综合性能，易于加工成型，而且材料表面易于侵蚀而获得较高的镀层结合力，所以目前在电镀中应用极为普遍。
ABS塑料制品电镀属于非金属电镀，非金属是电和热的不良导体，因此，必须先使非金属表面形成一层导电金属薄膜，作为底层金属，方可进行电镀。金属薄膜的形成方法很多，如化学镀铜、化学镀银、银粉浆高温还原、真空镀膜、环氧树脂或油漆中加金属粉喷涂表面等。不耐高温的材料如塑料，采用化学镀铜或化学镀银较好，但结合力较差。由于非金属材料和镀层金属间是机械结合，受热时，膨胀系数相差较大，因此，非金属电镀结合力较金属电镀结合力差。所以，电镀的镀前处理在塑料电镀中变得非常重要，包括内应力消除、表面粗化、除油、敏化、活化等过程，然后对处理好的基材进行预镀处理后进行常规电镀。在表面粗化过程中往往需要用到铬酸及其盐类，污染严重，在环保越来越严格的条件下，该工艺路线不得不寻求其他替代办法；而敏化、活化过程往往需要加入大量的氯化亚锡、氯化钯和盐酸，不仅污染环境，而且成本也非常昂贵。
发明内容
本发明目的是提供一种ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，该工艺简单减少环境污染。
基于上述问题，本发明提供的技术方案是：
一种ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，包括以下步骤：
(1)改性炭黑的制备：对炭黑进行氧化处理，然后将炭黑颗粒置于金属盐溶液中，使炭黑表面充分吸附金属离子并原位还原，形成碳载金属纳米颗粒然后烘干；
(2)导电炭黑浆料的制备：将改性炭黑、分散润湿剂、有机溶剂和水混合，高速分散得到导电炭黑浆料；
(3)ABS塑料件的表面处理：将ABS塑料件水洗除油，在ABS塑料件表面涂布高分子胶粘剂并烘干；
(4)导电炭黑浆料在ABS塑料件表面成膜：将步骤(2)制得的导电炭黑浆料喷涂到步骤(3)处理后的ABS塑料件表面，然后烘干；
(5)ABS塑料件的预镀铜处理：以铜为阳极，步骤(4)得到的ABS塑料件为阴极进行电镀，在ABS塑料件表面镀上铜层。
优选的技术方案中，所述步骤(1)中金属盐为Fe盐、Co盐、Ni盐、Cu盐、Ag盐、Au盐、Pd盐、Pt盐中的一种或多种。
优选的技术方案中，所述步骤(1)中烘干温度为80～110℃，烘干时间为10～30分钟。
优选的技术方案中，所述步骤(2)中制备导电炭黑浆料各原料按重量百分比为：改性炭黑3～5％、分散润湿剂1～2％、有机溶剂3～5％，余量为水。
优选的技术方案中，所述步骤(2)中分散润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或多种。
优选的技术方案中，有机溶剂为异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃中的一种或多种。
优选的技术方案中，所述步骤(3)中高分子胶粘剂为溶解型SBS胶黏剂、改性环氧树脂胶黏剂、改性聚氨酯胶黏剂、改性丙烯酸酯胶黏剂和α-氰基丙烯酸酯胶黏剂中的一种或多种混合物。
优选的技术方案中，所述步骤(3)中烘干温度为60～120℃，烘干时间为30分钟。
优选的技术方案中，所述步骤(4)中烘干温度为120℃，烘干时间为20分钟。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1.采用本发明的技术方案，不需要进行表面微蚀，简化了现有技术中ABS塑料化学镀铜的前处理工艺，操作方便，提高了生产效率，适合工业化生产；
2.采用本发明的技术方案，避免在表面粗化、活化过程中使用铬酸、盐酸等，减少环境污染；
3.采用本发明的技术方案，利用炭黑的导电性能，同时在炭黑表面形成金属纳米颗粒，提高炭黑的导电性能，使表面电阻更低；
4.采用本发明的技术方案，利用高分子胶粘剂来解决表面改性层和基材之间的结合力，使结合力更好，且减小内应力。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
(1)改性炭黑的制备：对炭黑进行氧化处理，炭黑的氧化处理为现有技术，可采用气相法、液相法或等离子法，本例中采用气相法，具体操作方法本发明在此不再赘述，然后将氧化处理后的炭黑颗粒置于Fe盐(如：氯化铁、硝酸铁、硫酸铁等)溶液中，使炭黑表面充分吸附铁离子并原位还原，形成碳载金属纳米颗粒，然后将碳载金属纳米颗粒置于80～110℃温度烘箱内，烘干10～30分钟；
(2)导电炭黑浆料的制备：将改性炭黑3％、分散润湿剂(烷基酚聚氧乙烯醚、快速渗透剂T)1％、有机溶剂(N-甲基吡咯烷酮)3％和水93％混合，高速分散得到导电炭黑浆料；
(3)ABS塑料件的表面处理：将ABS塑料件水洗除油，在ABS塑料件表面涂布溶解型SBS胶黏剂，置于120℃温度烘箱内，烘干30分钟；
(4)导电炭黑浆料在ABS塑料件表面成膜：将步骤(2)制得的导电炭黑浆料喷涂到步骤(3)处理后的ABS塑料件表面，然后置于120℃温度烘箱内，烘干20分钟；
(5)ABS塑料件的预镀铜处理：将步骤(4)得到的ABS塑料件置于电镀槽中，以铜为阳极，ABS塑料件为阴极进行电镀，电镀电流0.1A，电镀时间为30min，在ABS塑料件表面镀上铜层，所得镀层均匀，结合力良好，可以通过百格测试，达到4B标准。
实施例2
(1)改性炭黑的制备：对炭黑进行氧化处理，炭黑的氧化处理为现有技术，可采用气相法、液相法或等离子法，本例中采用气相法，具体操作方法本发明在此不再赘述，然后将氧化处理后的炭黑颗粒置于Co盐(如氯化钴、硝酸钴等)溶液中，使炭黑表面充分吸附钴离子并原位还原，形成碳载金属纳米颗粒，然后将碳载金属纳米颗粒置于80～110℃温度烘箱内，烘干10～30分钟；
(2)导电炭黑浆料的制备：将改性炭黑4％、分散润湿剂(烷基酚聚氧乙烯醚、快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐)1.5％、有机溶剂(异丙醇、四氢呋喃)4％和水90.5％混合，高速分散得到导电炭黑浆料；
(3)ABS塑料件的表面处理：将ABS塑料件水洗除油，在ABS塑料件表面涂布改性丙烯酸酯胶黏剂，置于80℃温度烘箱内，烘干30分钟；
(4)导电炭黑浆料在ABS塑料件表面成膜：将步骤(2)制得的导电炭黑浆料喷涂到步骤(3)处理后的ABS塑料件表面，然后置于120℃温度烘箱内，烘干20分钟；
(5)ABS塑料件的预镀铜处理：将步骤(4)得到的ABS塑料件置于电镀槽中，以铜为阳极，ABS塑料件为阴极进行电镀，电镀电流0.1A，电镀时间为30min，在ABS塑料件表面镀上铜层，所得镀层均匀，结合力良好，可以通过百格测试，达到4B标准。
实施例3
(1)改性炭黑的制备：对炭黑进行氧化处理，炭黑的氧化处理为现有技术，可采用气相法、液相法或等离子法，本例中采用气相法，具体操作方法本发明在此不再赘述，然后将氧化处理后的炭黑颗粒置于Cu盐(如硫酸铜、硝酸铜等)溶液中，使炭黑表面充分吸附铜离子并原位还原，形成碳载金属纳米颗粒，然后将碳载金属纳米颗粒置于80～110℃温度烘箱内，烘干10～30分钟；
(2)导电炭黑浆料的制备：将改性炭黑5％、分散润湿剂(烷基酚聚氧乙烯醚、快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐)2％、有机溶剂(N-甲基吡咯烷酮)5％和水88％混合，高速分散得到导电炭黑浆料；
(3)ABS塑料件的表面处理：将ABS塑料件水洗除油，在ABS塑料件表面涂布α-氰基丙烯酸酯胶黏剂，置于120℃温度烘箱内，烘干30分钟；
(4)导电炭黑浆料在ABS塑料件表面成膜：将步骤(2)制得的导电炭黑浆料喷涂到步骤(3)处理后的ABS塑料件表面，然后置于120℃温度烘箱内，烘干20分钟；
(5)ABS塑料件的预镀铜处理：将步骤(4)得到的ABS塑料件置于电镀槽中，以铜为阳极，ABS塑料件为阴极进行电镀，电镀电流0.1A，电镀时间为30min，在ABS塑料件表面镀上铜层，所得镀层均匀，结合力良好，可以通过百格测试，达到4B标准。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)改性炭黑的制备：对炭黑进行氧化处理，然后将炭黑颗粒置于金属盐溶液中，使炭黑表面充分吸附金属离子并原位还原，形成碳载金属纳米颗粒然后烘干；
(2)导电炭黑浆料的制备：将改性炭黑、分散润湿剂、有机溶剂和水混合，高速分散得到导电炭黑浆料；
(3)ABS塑料件的表面处理：将ABS塑料件水洗除油，在ABS塑料件表面涂布高分子胶粘剂并烘干；
(4)导电炭黑浆料在ABS塑料件表面成膜：将步骤(2)制得的导电炭黑浆料喷涂到步骤(3)处理后的ABS塑料件表面，然后烘干；
(5)ABS塑料件的预镀铜处理：以铜为阳极，步骤(4)得到的ABS塑料件为阴极进行电镀，在ABS塑料件表面镀上铜层。
2.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(1)中金属盐为Fe盐、Co盐、Ni盐、Cu盐、Ag盐、Au盐、Pd盐、Pt盐中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(1)中烘干温度为80～110℃，烘干时间为10～30分钟。
4.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(2)中制备导电炭黑浆料各原料按重量百分比为：改性炭黑3～5％、分散润湿剂1～2％、有机溶剂3～5％，余量为水。
5.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(2)中分散润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(2)中有机溶剂为异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(3)中高分子胶粘剂为溶解型SBS胶黏剂、改性环氧树脂胶黏剂、改性聚氨酯胶黏剂、改性丙烯酸酯胶黏剂和α-氰基丙烯酸酯胶黏剂中的一种或多种混合物。
8.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(3)中烘干温度为60～120℃，烘干时间为30分钟。
9.根据权利要求1所述的ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其特征在于：所述步骤(4)中烘干温度为120℃，烘干时间为20分钟。
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