CN208532934U - 一种塑料表面的镀层结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种塑料表面的镀层结构，塑料基材的表面从内向外依次设有结合力促进层、复合导电层、电镀硫酸铜层、电镀镍层和铬镀膜层；所述复合导电层为CrN、Cr/Cu、Cu的复合导电层。采用本实用新型的技术方案，塑料与镀层之间具有更优的层间结合力，而且采用这种无铬粗化电镀层结构不需要使用六价铬或三价铬等有毒的化学物，废水的排放量大大降低，而且工艺容易控制。

Description

一种塑料表面的镀层结构

技术领域

本实用新型属于电镀技术领域，尤其涉及一种塑料表面的镀层结构。

背景技术

塑料电镀的主要功能之一为提升产品镀件的装饰性，提供一中精美的金属外观以及多变化的颜色，之二为提升产品表面的硬度与耐磨性。随着社会与生活品质的进步，塑料电镀的应用日益增大。但是，现行塑料电镀工艺仍存在很多的缺点，比如（1）电镀整个制程非常不环保，对人体的危害与环境的污染巨大；（2）可用来实施电镀的塑料基材很有限，仅仅ABS、PC/ABS，尼龙等工程塑料可以在其表面电镀上金属层，如铜、镍、铬等。（3）现有技术的电镀过程所涉及的各个流程的水洗多达30多道以上，耗水量极大。而且使用的化学品如六价铬、三价铬等对人体有害，其排出的废水不易处理，对环境造成严重的污染。

近年来，有很多科技人员及专家提出了一些解决上述不环保问题的改善方法，主要为化学法和物理法，但是都因为工艺存在缺陷，至今尚无真正可量产的有效方法。化学法的主流是采用高锰酸钾取代六价铬（铬酐）做为塑料前处理的粗化手段，这方面研究较多，都声明方法可行，但至今尚未能被大量采用，考察其原因，还是因为：第一，高锰酸钾是一种强氧化剂，对人体及环境仍有危害。第二，这种化学法得到的塑料与金属镀层之间的结合力不均匀，也不稳定。第三，此工艺的耗水量与传统六价铬粗化的电镀工艺相当，称不上是绿色环保的制程。而电镀三价铬虽然比电镀六价铬毒性低，但是因为工艺不稳定，颜色不够亮，而且废液处理不易，因此不环保。而物理法，主张采用PVD（物理气相沉积）在塑料表面镀上金属膜而达到取代六价铬粗化的前处理不环保的手段。这种物理法比化学法更环保，因为它结合PVD与电镀工艺的后半段，可以大量减少废水排放。但是物理法虽然比较理想，但是推出来已经超过5年却未被大量采用，其原因是此法的塑料基材与金属镀层间结合力太低，仍急需改善。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型公开了一种塑料表面的镀层结构，塑料基材与金属镀层间具有更好的结合力。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种塑料表面的镀层结构，塑料基材的表面从内向外依次设有结合力促进层、复合导电层、电镀硫酸铜层、电镀镍层和铬镀膜层；所述复合导电层为CrN、Cr/Cu、Cu的复合导电层。

进一步的，所述复合导电层、电镀硫酸铜层之间设有电镀冲击镍层。

进一步的，所述电镀镍层包括半光镍层和全光镍层。

作为本实用新型的进一步改进，所述塑料基材的表面为经过粗化处理形成粗糙面，所述粗糙面包括孔洞，所述孔洞的尺寸为0.3~1.2μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述铬镀膜层包括铬/钒/镍合金膜层和亮铬镀膜层，所述亮铬镀膜层位于铬/钒/镍合金膜层的外层。

作为本实用新型的进一步改进，所述铬/钒/镍合金膜层为通过PVD在塑料的表面溅射铬/钒/镍合金膜得到。即所述铬/钒/镍合金膜层为在PVD炉内采用铬/钒/镍合金靶溅射在塑料表面形成。

优选的，所述铬镀膜层采用以下步骤得到：

将塑料工件放入到PVD炉内并抽真空；在塑料工件的表面溅射一层或铬/钒/镍合金膜；然后采用电弧铬靶在塑料工件的表面镀上亮铬色外观镀膜。

优选的，采用铬/钒/镍合金靶溅射在塑料工件的表面形成铬/钒/镍合金膜时，溅射电流为18-22A，氩气流量为100-200SCCM；其中，铬/钒/镍合金靶中，铬的质量百分比为90%，钒的质量百分比为3%，镍的质量百分比为7%；铬靶的电流为60-80A，氩气流量为100-200SCCM。

作为本实用新型的进一步改进，所述结合力促进层为在塑料表面涂覆附着力促进剂后得到。

作为本实用新型的进一步改进，所述CrN、Cr/Cu、Cu的复合导电层为在PVD内依次电弧镀CrN膜、电弧溅射共镀Cr/Cu合金膜和溅射铜膜得到。

其中，优选的，电弧镀CrN膜的条件为：铬靶的电流为60-80A，氩气流量为80-200SCCM，氮气流量为100-250SCCM，电弧镀膜时间为5~15min；电弧溅射共镀Cr/Cu合金膜的条件为：电弧铬靶的电流为60~80A，溅射铜靶的电流为8-12A，氩气流量为80-200SCCM，共镀时间为4-15min；镀溅射铜膜的条件为：铜靶的电流为6-18A，氩气流量为80-200SCCM。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型的技术方案，塑料与镀层之间具有更优的层间结合力，而且采用这种无铬粗化电镀层结构不需要使用六价铬或三价铬等有毒的化学物，废水的排放量大大降低，而且工艺容易控制。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的复合导电层的结构示意图。

图3是本实用新型实施例2的铬镀膜层的结构示意图。

附图标记包括：1-塑料，2-结合力促进层，3-复合导电层，4-电镀冲击镍层，5-电镀硫酸铜层，6-电镀镍层，7-铬镀膜层，31-CrN膜，32-Cr/Cu合金膜，33-铜膜，61-电镀半光镍层，62-电镀全光镍层，71-铬/钒/镍合金膜，72-亮铬镀膜层。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种塑料表面的镀层结构，塑料1基材的表面从内向外依次设有结合力促进层2、复合导电层3、电镀冲击镍层4、电镀硫酸铜层5、电镀镍层6和铬镀膜层7；所述复合导电层3为CrN、Cr/Cu、Cu的复合导电层。所述电镀镍层6包括电镀半光镍层61和电镀全光镍层62。

所述CrN、Cr/Cu、Cu的复合导电层3为在PVD内依次电弧镀CrN膜31、电弧溅射共镀Cr/Cu合金膜32和溅射铜膜33得到。

优选的，所述塑料1基材的表面为经过粗化处理形成粗糙面。所述粗糙面包括孔洞，所述孔洞的尺寸为0.3~1.2μm。所述结合力促进层2为在塑料1表面涂覆附着力促进剂后得到。所述附着力促进剂可以采用常规的现有技术的用于塑料1表面处理的附着力促进剂。

实施例2

如图3所示，在实施例1的基础上，所述铬镀膜层7包括铬/钒/镍合金膜层71和亮铬镀膜层72。所述铬/钒/镍合金膜层71为在PVD炉内采用铬/钒/镍合金靶在塑料1的表面溅射得到。所述亮铬镀膜层72为在PVD炉内采用铬靶电弧镀得到，其中优选的，铬靶的电流为60-80A，氩气流量为100-200SCCM。

具体而言，塑料采用ABS，采用此方法得到的镀层与基材之间经过180°剥离力测试，剥离力达到9.84N，-30±3 ℃/h →20±5 ℃/h →65±3 ℃/h冷热冲击20次没有出现气泡离层，ASS抗腐蚀测试OK。还大于传统电镀工艺的9.02N的结合力，而且更加环保。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种塑料表面的镀层结构，其特征在于：塑料基材的表面从内向外依次设有结合力促进层、复合导电层、电镀硫酸铜层、电镀镍层和铬镀膜层；所述复合导电层为CrN、Cr/Cu、Cu的复合导电层；所述CrN、Cr/Cu、Cu的复合导电层为在PVD内依次电弧镀CrN膜、电弧溅射共镀Cr/Cu合金膜和溅射铜膜得到。

2.根据权利要求1所述的塑料表面的镀层结构，其特征在于：所述塑料基材的表面为经过粗化处理形成粗糙面，所述粗糙面包括孔洞，所述孔洞的尺寸为0.3~1.2μm。

3.根据权利要求1所述的塑料表面的镀层结构，其特征在于：所述铬镀膜层包括铬/钒/镍合金膜层和亮铬镀膜层，所述亮铬镀膜层位于铬/钒/镍合金膜层的外层。

4.根据权利要求3所述的塑料表面的镀层结构，其特征在于：所述铬/钒/镍合金膜层为通过PVD在塑料的表面溅射铬/钒/镍合金膜得到。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的塑料表面的镀层结构，其特征在于：所述结合力促进层为在塑料表面涂覆附着力促进剂后得到。

6.根据权利要求1~4任意一项所述的塑料表面的镀层结构，其特征在于：所述复合导电层、电镀硫酸铜层之间设有电镀冲击镍层。