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國內高品質塑料電鍍件的市場需求與現狀
www.kellykurtz.com 化學鍍鎳--合航集團 2012-12-05 13:58
電鍍廠資訊：由于塑料電鍍制品兼有塑料的重量輕、易成型和金屬鍍層的漂亮外觀的特點,因而塑料電鍍被廣泛用于汽車、摩托車、家用電器的零部件和水曖器材的生產。
近年來由于我國轎車和高檔摩托車工業的發展帶動了市場對高品質塑料電鍍制品的需求,如汽車銘牌、車燈、水箱面罩、儀表殼以及鑲條等。這類零件要求具有高的裝飾性和高的耐蝕性,首先在鍍層的外觀上比一般的裝飾鉻層要有更高的光亮度、平整性和均勻性。由于鍍層高度光亮,使得其上的任何細小的針孔、麻點都變得更加顯眼。因此,消除這些細微針孔、麻點常常是塑料電鍍生產一大難題。
另外,這些零件鍍層的結合力、耐蝕性等有嚴格的要求,為達到標準,則要求采用先進可靠的工藝和嚴格的管理以獲得穩定的鍍層質量。目前,我國塑料電鍍企業主要分布在珠江三角洲地區和江浙一帶,過去都以電鍍日用制品為主。近年來,已有多家從事塑料電鍍的港商在珠江三角洲投資設廠,生產和經營汽車、摩托車塑料電鍍零部件及其它高級塑料電鍍產品。這類廠其塑料金屬化都采用膠體鈀活化和化學鍍鎳工藝,而更多的電鍍廠仍然采用硝酸銀活化和化學鍍銅工藝。
雖然前者較后者為好,然而,由于都是采用化學鍍的辦法而帶來一系列缺點,如鍍液穩定性差,操作困難,合格率低,尤其是采用后者,其鍍層質量不穩定,極易出現麻點等疵病。為此,發展和應用可靠先進的塑料電鍍技術,改進塑料金屬化工藝是制造高品質塑料電鍍制品的發展方向。
塑料直接金屬化工藝30多年來,塑料電鍍基本上采用傳統的工藝方法,直到幾年前由Atotech公司發展了塑料鍍覆技術,推出了不需化學鍍而直接金屬化的新工藝——Futuron,這是當今塑料電鍍技術的重大創新。
Futuron塑料直接金屬化工藝特點Futuron工藝適用于ABS或ABS的混合材料上裝飾性電鍍。
與傳統工藝的區別
傳統工藝是塑料經浸蝕后在含鈀75～150mg/L的活化液中沉積一層PdSn復合層,接著在解膠液中除去錫成份,產生一層催化鈀膜,該膜開始了化學鎳層或化學銅層的沉積,這是非常薄的化學鎳層,通常需要用電鍍鎳(Watts型)來加厚。工件經鍍酸銅后按用戶要求接著鍍鎳和鉻。新型的Futuron工藝是塑料經相類似的活化前的工序后,在含250～300mg/L鈀的專利活化劑中沉積PbSn復合層,隨后在專利溶液中將錫置換為銅,使其具有導電性。水洗后,工件直接電鍍酸性光亮銅或光亮鎳。Futuron工藝對傳統工藝的改進,概括為以下幾點:
(1)Futuron活化劑代替傳統的活化劑;
(2)CulinkFuturon代替傳統的催化劑;
(3)化學鍍鎳(或銅)完全省去;
(4)預鍍鎳不再需要。
由于上述工藝改進帶來一系列的優點:
(1)無需使用化學鍍,使操作容易,穩定性提高,廢品率下降和廢水處理簡單;
(2)工藝流程和時間縮短30%,產量因而提高;
(3)由于不用化學鍍,可以防止掛具鍍上金屬,所以ABS塑料可在上掛后從粗化開始,直到鍍完為止,無需更換掛具,這為塑料電鍍連續自動化生產創造了條件;
sp; (4)鍍層質量較傳統工藝好。傳統工藝除油粗化六價鉻還原預浸鈀錫活化除去氫氧化錫化學沉鎳(或銅)預鍍鎳電鍍Futuron工藝除油粗化六價鉻還原預浸Futuron活化Culink銅置換錫電鍍
Futuron工藝原理探討
塑料電鍍的基材主要為ABS或ABS/PC(PC<30%)混合塑料。ABS是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元接枝共聚物,在電子顯微鏡下可以觀察到丁二烯橡膠相呈球狀均勻地嵌入在丙烯腈苯乙烯的樹脂相中。Futuron工藝在化學粗化時跟傳統工藝一樣,橡膠相被氧化溶蝕,而連續的樹脂相表面留下了大量微小的孔穴。正是這些空穴使鍍層被錨合在塑料表面,以獲得良好的結合力。Futuron活化液中含有被氯化亞錫覆蓋的鈀/錫膠體復合物,這種膠體粒子帶負電性,當活化時,即吸附于經粗化處理、具有極性基團的塑料表面上。
膠體中的Sn2+反應,錫被氧化為Sn4+,而銅被還原為Cu+或金屬銅,因而形成銅與鈀膠體的連接。鈀核上銅的積累使表面獲得一個良好的導電層。導電層形成之后即可直接電鍍酸性光亮銅一般3～5min銅層即可完全覆蓋,接著就可以和一般金屬一樣電鍍。
高品質塑料電鍍的質量控制塑料金屬鍍層的質量如外觀、結合力、耐腐蝕性等是貫穿在塑料電鍍的全過程中,主要涉及到塑料種類、制件造型設計、模具設計與制造、制件成型工藝、鍍前表面處理、鍍層結構和厚度等。因此,現今有些塑料電鍍企業往往實行制模注塑電鍍一條龍服務,以利于質量保證。前述Futuron塑料直接金屬化工藝已在我國汽車塑料電鍍中應用,實踐證明此工藝可以顯著改善塑料電鍍層的外觀質量,大大減少麻點出現的機會。這主要是由于該工藝取消了化學鍍,從而避免了由于不良的化學鍍溶液而引起的缺陷。
塑料電鍍件的結合力是一個十分重要的指標,它決定著鍍件的耐熱、耐蝕、耐磨等性能。對于已經成型的塑料件,無論是直接金屬化還是傳統前處理工藝保證鍍層結合強度關鍵是掌握好粗化工藝,甚至可以說塑料電鍍成敗關鍵在于粗化。然而有所不同的是在Futuron塑料直接金屬化工藝的粗化液中添加含有15mg/L左右鈀的添加劑,它能使ABS及ABS混合型塑料活化沉鈀效果更佳。為了使塑料電鍍件在溫度發生很大變化時,鍍層不會因本身的應力和塑料件的應力變化而發生起皮或脫落,則要求在塑料金屬化后再鍍一層銅,厚度一般為15～25μm,以改善鍍層的結合力,其鍍銅工藝除快速整平、光亮外,還要有高的延展性和優越的低電位性能。對于室外惡劣條件下使用的塑料電鍍件如汽車的外部件,為提高鍍層的耐蝕性則要求采用雙層鎳或多層鎳上鍍常規格、微孔鉻或微裂紋鉻。
在選擇鍍鎳工藝時既要保證鍍層的電位差特性,又要求其鍍層的低應力和對銅雜質等的高容忍度。塑料電鍍工藝確定之后,對高品質塑料電鍍來說,嚴格的工藝管理無疑是十分重要的。可以相信,隨著汽車工業的發展和新技術的推廣應用,我國塑料電鍍技術水平將會提高到新水平。
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