CN112657806A - 一种abs工程塑料表面金属层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ABS工程塑料表面金属层，至ABS工程塑料表面向外依次为抗氧化层、半光镍层和耐腐蚀层，所述的抗氧化层由以下重量份的原料制成：导电填料2‑5份、还原性填料2‑5份、水性丙烯酸树脂乳液30‑40份、硅烷偶联剂1‑2份，本发明克服了现有技术的不足，本发明通过使用具有抗氧化能力的抗氧化层作为最内层，其不仅能够起到导电和吸收氧化电子的作用，同时具有抗冲击的韧性，避免了ABS工程塑料表面金属层容易脱落和被氧化的问题，同时减少了贵金属的使用量，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及塑料表面防护技术领域，具体属于一种ABS工程塑料表面金属层及其制备方法。
背景技术
金属材料有着让人喜爱的质感，尤其是现在的金属手机外壳大潮令金属表面处理大受关注，然而金属材料质量大成本高，限制了一些日常产品的应用。塑料质轻且机械性能能够满足部分产品应用，然而缺乏金属的光泽，不够美观，不导电及由此带来的静电作用等等。到目前为止，研究人员已经能够设法在塑料的表面镀敷一层金属来改善塑料的性能，产生了一些展现金属质感外观的塑料制品，这都归功于塑料表面金属化工艺。化学镀是目前使用最广泛的一种塑料金属化加工方法，依据氧化还原反应原理，利用强还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。但是现有的电镀处理方法需要进行镀铜，且厚度较大，同时使用大量的金属，增加了生产成本和金属层的重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种ABS工程塑料表面金属层及其制备方法，克服了现有技术的ABS工程塑料表面金属层金属含量大、重量大的问题。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种ABS工程塑料表面金属层，至ABS工程塑料表面向外依次为抗氧化层、半光镍层和耐腐蚀层，所述的抗氧化层由以下重量份的原料制成：导电填料2-5份、还原性填料0.5-1份、水性丙烯酸树脂乳液30-40份、硅烷偶联剂1-2份。
优选地，所述的抗氧化层、半光镍层、耐腐蚀层的厚度依次为3-5um、7-8um、5-10um。
优选地，所述的导电填料为氧化碳纳米管或氧化石墨烯。
优选地，所述的还原性填料为维生素C。
优选地，所述的耐腐蚀层为聚四氟乙烯层。
制备ABS工程塑料表面金属层的方法，包括以下步骤：
(1)对ABS工程塑料表面进行预处理：化学除油→粗化→中和→催化→解胶；该工艺流程按照行业内常规处理工艺进行；
(2)在步骤(1)处理后的ABS工程塑料表面涂覆由导电填料、还原性填料、水性丙烯酸树脂乳液、硅烷偶联剂按重量份混合均匀的抗氧化层，然后置于洁净的环境中自然干燥，然后进行半光镍电镀，得到半光镍层；
(3)在半光镍的表层喷涂胶粘剂，然后迅速喷涂聚四氟乙烯层，干燥后，得到具有表面金属层的ABS工程塑料。
优选地，所述的胶粘剂为氰基丙烯酸酯胶粘剂。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
1、本发明通过使用具有抗氧化能力的抗氧化层作为最内层，其不仅能够起到导电和吸收氧化电子的作用，同时具有抗冲击的韧性，避免了ABS工程塑料表面金属层容易脱落和被氧化的问题，同时减少了贵金属的使用量，降低了生产成本。
2、本发明的抗氧化层使用导电填料和还原性填料作为填充料，其中氧化碳纳米管或氧化石墨烯与水性丙烯酸树脂乳液的相容性好，能与水性丙烯酸树脂乳液充分混合，同时在电镀的过程中氧化碳纳米管或氧化石墨烯能得到还原；而在硅烷偶联剂的交联作用下能与ABS工程塑料的表面紧密结合，同时导电填料的交联作用增强了丙烯酸树脂的强度和丙烯酸树脂表面的含氧官能团的数量，使其在电镀的过程中能够与半光镍紧密结合，而在导电填料的导电作用下，还原性填料能够吸收半光镍吸收的氧化电子，从而避免了半光镍被氧化的问题，提高了该ABS工程塑料表面金属层的抗腐蚀能力。
3、本发明通过在半光镍的表面复合聚四氟乙烯对其进行保护，使该ABS工程塑料表面金属层能够耐酸碱腐蚀和抗氧化，同时该ABS工程塑料表面金属层具有金属光泽，在胶黏剂的作用下，聚四氟乙烯在半光镍的表面紧密附着，有效的避免了聚四氟乙烯层易脱落的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将氧化碳纳米管3kg和维生素C 0.8kg、水性丙烯酸树脂乳液36kg搅拌混合均匀，在密闭的反应釜内加热至40℃，然后冷却至室温，加入硅烷偶联剂KH5501kg，混合均匀，得到抗氧化层涂料。其中氧化碳纳米管来源于江苏先丰纳米材料科技有限公司；水性丙烯酸树脂乳液来源于上海凯茵化工有限公司。
对ABS工程塑料表面进行预处理：化学除油→粗化→中和→催化→解胶；该工艺流程按照行业内常规处理工艺进行；接着在ABS工程塑料表面涂覆抗氧化层涂料，然后置于洁净的环境中自然干燥，得到5um厚的抗氧化层；然后通过现有的技术进行半光镍电镀，半光镍电镀液使用本领域常用的配方，得到7um厚的半光镍层；然后在半光镍的表层喷涂氰基丙烯酸酯胶粘剂，然后迅速喷涂聚四氟乙烯层8um，干燥后，得到具有表面金属层的ABS工程塑料。
实施例2
将氧化石墨烯2kg和维生素C 0.6kg、水性丙烯酸树脂乳液40kg搅拌混合均匀，在密闭的反应釜内加热至35℃，然后冷却至室温，加入硅烷偶联剂KH5501kg，混合均匀，得到抗氧化层涂料。其中氧化石墨烯来源于江苏先丰纳米材料科技有限公司。
对ABS工程塑料表面进行预处理：化学除油→粗化→中和→催化→解胶；该工艺流程按照行业内常规处理工艺进行；接着在ABS工程塑料表面涂覆抗氧化层涂料，然后置于洁净的环境中自然干燥，得到5um厚的抗氧化层；然后进行半光镍电镀，得到8um厚的半光镍层；然后在半光镍的表层喷涂氰基丙烯酸酯胶粘剂，然后迅速喷涂聚四氟乙烯层10um，干燥后，得到具有表面金属层的ABS工程塑料。
对照例1
与实施例1的区别在于，氧化碳纳米管的加入量为0。
对照例2
与实施例1的区别在于，维生素C的加入量为0。
对照例3
与实施例1的区别在于，胶黏剂的喷涂量为0。
将实施例1-2和对照例1-3中的具有表面金属层的ABS工程塑料按照ASTMB368-09进行防腐蚀测试；按照ASTMG85-9进行盐雾测试；按照ASMEA112.18.1-2005/CSAB125.1-05在-40℃至75℃的环境中进行冷热循环测试，测试结果如下表：
由上表可知，本发明的抗氧化层提高了该表面金属层与ABS工程塑料的结合强度，同时提高了其抗腐蚀的能力，同时在胶黏剂的作用下，聚四氟乙烯层与半光镍层的结合强度高，耐低温性能优异。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种ABS工程塑料表面金属层，其特征在于，至ABS工程塑料表面向外依次为抗氧化层、半光镍层和耐腐蚀层，所述的抗氧化层由以下重量份的原料制成：导电填料2-5份、还原性填料0.5-1份、水性丙烯酸树脂乳液30-40份、硅烷偶联剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种ABS工程塑料表面金属层，其特征在于，所述的抗氧化层、半光镍层、耐腐蚀层的厚度依次为3-5um、7-8um、5-10um。
3.根据权利要求1所述的一种ABS工程塑料表面金属层，其特征在于，所述的导电填料为氧化碳纳米管或氧化石墨烯。
4.根据权利要求1所述的一种ABS工程塑料表面金属层，其特征在于，所述的还原性填料为维生素C。
5.根据权利要求1所述的一种ABS工程塑料表面金属层，其特征在于，所述的耐腐蚀层为聚四氟乙烯层。
6.制备权利要求1-5任意一项所述的ABS工程塑料表面金属层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对ABS工程塑料表面进行预处理：化学除油→粗化→中和→催化→解胶；该工艺流程按照行业内常规处理工艺进行；
(2)在步骤(1)处理后的ABS工程塑料表面涂覆由导电填料、还原性填料、水性丙烯酸树脂乳液、硅烷偶联剂按重量份混合均匀的抗氧化层，然后置于洁净的环境中自然干燥，然后进行半光镍电镀，得到电镀后的
(3)在半光镍的表层喷涂胶粘剂，然后迅速喷涂聚四氟乙烯层，干燥后，得到具有表面金属层的ABS工程塑料。
7.根据权利要求6所述的制备ABS工程塑料表面金属层的方法，其特征在于，所述的胶粘剂为氰基丙烯酸酯胶粘剂。
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