塑料外壳金属化电镀方法、耐磨塑料技术

本发明专利技术公开了一种塑料外壳金属化电镀方法、耐磨塑料，属于材料镀覆金属技术领域，所述塑料外壳金属化电镀方法主要包括塑料的预处理、粗化、中和、敏化、活化、电镀、成品。本发明专利技术的塑料外壳金属化镀层具有良好的结合性能，镀层不易脱落，同时在具有非常好的耐磨性和耐腐蚀性能，本发明专利技术的塑料外壳金属化电镀方法简单、成本低、操作容易，易于推广。易于推广。

【技术实现步骤摘要】
塑料外壳金属化电镀方法、耐磨塑料


[0001]本专利技术涉及材料镀覆金属
，具体涉及一种塑料外壳金属化电镀方法、耐磨塑料。

技术介绍

[0002]塑料作为一种塑料制品，在农业、工业、建筑、包装等多各方面被广泛应用，但由于塑料耐热、耐磨性能差，其应用范围受到一定局限。随着科技的发展和人们生活水平的提高，单一材料的特性及应用受到制约，新材料特别是复合材料的性能更加受到关注。目前，非金属材料表面改性的技术多种多样，利用化学镀金属及合金对非金属基体材料表面进行改性研究的较多，化学镀层对于非金属表面进行改性是一种常用的表面改性处理技术。利用非金属材料表面改性技术改变塑料的特性，塑料表面经过化学镀层技术的处理，能使塑料在保持原有质轻、耐腐蚀的基础上又具有良好的耐磨、导热、导电、力学等性能，使塑料的用途更加广泛。
[0003]常用塑料均表现出明显的化学惰性和憎水性，与水性溶液难以完全浸湿，很难与银、铜、镍等金属形成化学键合的活性官能团，不容易诱导金属的沉积。此外，金属材料的表面自由能较高，但高分子材料的表面自由能低且粗糙度较低，平整光滑，同时塑料和金属之间的热力学热膨胀性质不匹配，导致了金属镀层与塑料之间的粘结性很差，使表面的金属镀层容易出现脱落、起泡、甚至漏镀的现象。由此，在进行表面金属化之前需对高分子塑料材料表面进行处理，提高其表面粗糙度，引入活性基团，使镀层和基体间形成有效的物理和化学结合。
[0004]目前工业上对塑料材料表面进行处理的粗化主要通过铬酐
‑
硫酸
‑
水体系完成，中国专利201811153431.6公开了热固性塑料表面处理方法，其表面处理主要采用的是铬酸和浓硫酸的混合溶液进行浸渍，实际所解决的是改善了塑料基本本身的韧性，延长其使用时间。但是铬离子会严重污染环境，同时该专利中的涂层与塑料之间的结合性能不高，耐腐蚀性能和耐磨性很差，影响使用过程中的性能。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种塑料外壳金属化电镀方法、耐磨塑料。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]塑料外壳金属化电镀方法，包括如下步骤：
[0008]S1、预处理：先用丙酮和无水乙醇的混合物对塑料的表面进行室温清洗5
‑
10min，所述丙酮和无水乙醇的质量比为1:(1
‑
2)；再用40
‑
60℃、pH＝7
‑
8.5的碳酸钠水溶液清洗3
‑
10min，再用pH＝5
‑
6.5的醋酸室温下超声清洗1
‑
3min，最后用30
‑
50℃水清洗2
‑
5min，得到预处理塑料；
[0009]S2、粗化：将预处理塑料放入30
‑
50℃的膨润液中浸泡5
‑
15min，再放入50
‑
65℃的
微蚀液中，在超声功率120
‑
200W、超声频率20
‑
40kHz下处理10
‑
25min，得到微蚀塑料；
[0010]S3、中和：将微蚀塑料浸入中和液中，在50
‑
70℃、200
‑
500rpm搅拌5
‑
15min，所述中和液为硫酸与草酸的混合水溶液，其中硫酸为15
‑
50wt％、草酸为1
‑
5wt％，取出、用去离子水冲洗2
‑
5min；
[0011]S4、敏化：将中和后的塑料放入敏化液中，在30
‑
50℃浸泡20
‑
40min，所述敏化液由0.01
‑
0.1wt％氯化钯、1
‑
5wt％氯化亚锡、及浓度为20
‑
40ml/L的30
‑
40wt％盐酸和10
‑
25wt％氯化钾、余量为去离子水混合而成；
[0012]S5、活化：将敏化后的塑料放在活化液中，在室温下、300
‑
500rpm活化3
‑
10min，所述活化液由1
‑
5wt％硝酸银、0.5
‑
2wt％氨水、2
‑
10wt％乙二醛、0.5
‑
3wt％三乙醇胺、余量为去离子水混合而成；
[0013]S6、电镀：将活化后的塑料放入到电镀液中进行电镀处理，电镀温度为20
‑
30℃，电流密度为0.5
‑
2.0A/dm2，电镀时间为20
‑
50min；
[0014]S7、成品：对电镀处理后的塑料放在温度为50
‑
70℃下干燥1
‑
3h，冷却至室温，得到塑料外壳金属化镀层。金属镀层厚度为0.2
‑
10μm。
[0015]本专利技术中的电镀液以硫酸铜作为镀层金属溶液，次亚磷酸钠作为无毒、无害还原剂，络合剂用于络合铜离子，有效控制电镀过程的速度，稳定剂用于稳定电镀液的稳定性，使电镀液均匀稳定，从而提高镀层的性能。
[0016]所述塑料为聚碳酸酯塑料、ABS塑料、聚酰亚胺塑料中的任一种。
[0017]所述膨润液由10
‑
25wt％5
‑
羧基苯并三唑、20
‑
40wt％N
‑
甲基吡咯烷酮、10
‑
20wt％氢氧化钾、5
‑
15wt％N,N
‑
二甲基甲酰胺、余量为去离子水混合而成。
[0018]所述微蚀液为20
‑
30wt％磷酸、50
‑
65wt％硫酸、3
‑
8wt％MnO2、0.01
‑
0.05wt％十六烷基三甲基溴化铵、0.1
‑
1wt％三聚磷酸钠、余量为去离子水混合而成。
[0019]塑料表面均表现出明显的化学惰性和憎水性，与水性溶液难以完全浸湿，很难与银、铜、镍等金属形成化学键合的活性官能团，不容易诱导金属的沉积。本专利技术在金属镀层粗化制备过程中先采用特定的膨润液进行处理，一方面使膨润剂透过聚合物的表面，形成能渗透到聚合物内部的多孔通道，以此增加基板与微蚀剂之间接触的表面积，从而增大微蚀过程的氧化还原反应速率；另一方面经过膨润处理后的塑料会在表面形成
‑
COOH、
‑
OH、
‑
CHO等亲水极性基团，使基板表面的反应点被充分的暴露，这两方面因素均能显著增强基板与化学镀层间的粘结强度。
[0020]在现有技术化学镀铜过程中，由于通过铜离子的还原反应析出时所发生的极化现象，化学平衡和根据其的还原电位值也发生变化，从而产生过电压，在溶液内部中，铜离子的物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.塑料外壳金属化电镀方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、预处理：先用丙酮和无水乙醇的混合物对塑料的表面进行室温清洗5
‑
10min；再用40
‑
60℃、pH＝7
‑
8.5的碳酸钠水溶液清洗3
‑
10min，再用pH＝5
‑
6.5的醋酸室温下超声清洗1
‑
3min，最后用30
‑
50℃水清洗2
‑
5min，得到预处理塑料；S2、粗化：将预处理塑料放入30
‑
50℃的膨润液中浸泡5
‑
15min，再放入50
‑
65℃的微蚀液中，在超声功率120
‑
200W、超声频率20
‑
40kHz下处理10
‑
25min，得到微蚀塑料；S3、中和：将微蚀塑料浸入中和液中，在50
‑
70℃、200
‑
500rpm搅拌5
‑
15min，所述中和液为硫酸与草酸的混合水溶液，其中硫酸为15
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50wt％、草酸为1
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5wt％，取出、用去离子水冲洗2
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5min；S4、敏化：将中和后的塑料放入敏化液中，在30
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50℃浸泡20
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40min，所述敏化液由0.01
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0.1wt％氯化钯、1
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5wt％氯化亚锡、及浓度为20
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40ml/L的30
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40wt％盐酸和10
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25wt％氯化钾、余量为去离子水混合而成；S5、活化：将敏化后的塑料放在活化液中，在室温下、300
‑
500rpm活化3
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10min，所述活化液由1
‑
5wt％硝酸银、0.5
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2wt％氨水、2
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10wt％乙二醛、0.5
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3wt％三乙醇胺、余量为去离子水混合而成；S6、电镀：将活化后的塑料放入到电镀液中进行电镀处理，电镀温度为20
‑
30℃，电流密度为0.5
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2.0A/dm2，电镀时间为20
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50min；S7、成品：对电镀处理后的塑料放在温度为50
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70℃下干燥1
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3h，冷却至室温，得到塑料外壳金属化镀层。2.如权利要求1所述的塑料外壳金属化电镀方法，其特征在于，所述塑料为聚碳酸酯塑料、ABS塑料、聚酰亚胺塑料中的任一种。3.如权利要求1所述的塑料外壳金属化电镀方法，其特征在于，所述膨润液由10
‑
25wt％5
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羧基苯并...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长昕，饶君豪，
申请(专利权)人：广东宇豪新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：