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1、ABS+PC塑料高档电镀工艺流程 ABS+PC 塑料高档电镀工艺流程恩森（台州）化学有限公司技术部ABS树脂是丙烯睛-1,3丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物，其中，丙烯腈占15%35%，丁二烯占5%30%，苯乙烯占40%60%，随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化：1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。由于ABS耐油和耐酸、碱、盐及化学试剂等性能良好，并具有可电镀性，镀上金属层后有光泽好、比重轻、价格
2、低等优点，可用来代替某些金属。ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC/ABS，利有两种材料性能优点，并降低成。在PC/ABS合金中，PC（聚碳酸脂）主要贡献高耐热性，较好的韧性和冲击强度，高强度、阻燃性， ABS则能改进可成型性，表观质量，降低密度。在ABS树脂中，1,3丁二烯橡胶颗粒为分散相，AS为连续相，在电子显微镜下可以观察到丁二烯橡胶相呈球状均匀地嵌入在丙烯腈-苯乙烯树脂相中。在化学粗化时，橡胶相被氧化溶蚀，而连续的树脂相表面留下了大量微小的孔穴。正是这些孔穴，使镀层被锚固在塑料表面，以获得良好的结合力。用于电镀的ABS塑料要求丁二烯的含量在1823%范围。一、 工艺流程二、主要工
3、序具体说明【去应力】塑料件中存在一定的应力，必会对塑料件的粗化及以后一系列的前处理工序带来很多的问题。因此，对应力较高的塑料件必须经过【去应力】这一工序。特别对含量高的塑料件（），由于PC物料本身自润滑性差，有应力开裂倾向，成型时收缩率小，易发生熔融开裂和应力集中现象，需采用退火等方法去除应力。【除油】塑料表面上往往存在指纹、油脂等有机物沾污以及由于静电作用产生的尘埃等附着物，通过除油可以有利于塑料表面粗化均匀，同时增加粗化液的使用寿命。对含的塑料，由于耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类，宜采用弱碱性的脱脂剂进行清洁处理。在用超声波简单处理后，采用恩森JS PC-9626除油剂能有效地去
4、除塑料件中存在的油膜，有利于塑料件的粗化质量。JS PC-9626是一种液体溶液，与去离子水或蒸馏水配成510%(V/V)的工作液，在5560下浸泡610分钟（35分钟，两个槽）即可。良好的搅拌可以获得最佳的去油效果。JS PC-9626可以采用不锈钢、聚丙烯、内衬聚乙烯或玻璃的槽；加热可以采用不锈钢、石英或特氟龙加热管。推荐受用抽气装置。【亲水】用硫酸溶液清洗，一方面中和【除油】工序在塑料件表面微孔中留下的碱性物质，提高塑料件表面的亲水性，延长粗化液的使用寿命；另一方面通过特殊添加剂的作用，有利于塑料件表面得到较均匀的前处理质量。针对不同的ABS塑料件，恩森提供了三种专用亲水剂：JS 917
5、, JS ETCH-910和JS 912，其中后二种具有预粗化的功能：JS 917 塑料专用亲水剂 专门用于普通ABS塑料电镀的铬酸粗化溶液前一道工序，使塑料表面亲水性更佳，有利于后道铬酸粗化溶液产生更加均匀的腐蚀，特别在裂缝中、隐藏深孔和连接处。工作液为含JS 917 4060ml/L, 硫酸(d=1.84)200400g/L的硫酸溶液，在室温至50范围处理13 分钟。使用过程中硫酸带出量大，可按2份硫酸、份JS 917的体积比同时添加补充。JS ETCH-910 专门用于ABS+PC 复合塑胶电镀的预粗化工艺。由于PC的存在，难以粗化处理，须在粗化前进行预蚀处理。JS ETCH-910特别
6、设计在塑料表面的溶胀和调整，以确保使塑料表面光滑均匀腐蚀和化学镀的良好结合力。工作液配方为：JS ETCH-910 600(400600)ml/L, 去离子水或蒸馏水400(600400)ml/L, 在2035下处理310分钟，采用移动工件或机械搅拌的方式提高处理效果。JS ETCH-910为易燃液体，应注意防火，不可用空气搅拌，同时提供抽气装置来防止气味。处理过程中会有塑料微粒进入溶液，应采用5微米的过滤芯定时过滤。处理时需按二份去离子水：三份JS ETCH-910的比例添加，以弥补液体的带出损失。JS 912 是一种溶剂混合物，主要用于PC或PC含量大于40%的PC+ABS特种工程塑料的预
7、蚀处理。采用JS 912，可膨润树脂表面的表皮层或者结晶取向层，有利于进一步提高粗化处理效果，以促进后续的化学镀层与基体之间的结合力。工作液配方：JS 912A 25%(V/V)，JS 912B 40%(V/V)，去离子水 35%(V/V)。操作条件为温度4366，时间320分钟。一般空气或机械搅拌，以保证温度和浓度均匀；5微米棉芯连续过滤，以去除杂质和沉淀。处理效果与塑胶中的含量及分布有关，因此需按不同的底材、成模的条件及工件的结构调整浸泡时间、温度及其它操作条件。【粗化】在塑料电镀过程中，粗化是很重要的一环。粗化的好坏直接影响到镀层的结合力、光亮度及镀层的完整性。通过粗化时CrO3的氧化作
8、用，溶解出丁二烯，在树脂表面上形成12微米的锚坑。丁二烯的氧化分解赋予树脂表面以羧基等极性基，有利于胶体钯的吸附和后续镀层的附着力。常用的铬酸粗化配方为：铬酸 350450g/L, 硫酸 350450g/L，润湿剂适量。粗化效果与粗化温度和时间密切相关。粗化温度4065时，镀层结构均匀，无起泡、无裂纹，色泽较亮；6575时, 随着温度上升，金属镀层光泽逐渐变暗；80时，镀速变慢，镀层外观更加暗淡，这是由于微孔变深、孔径变大的原因。在4080之间粗化温度的变化对镀层的结合力影响不大，但从塑料全镀上镍层的时间看，随着粗化温度的上升，时间总体上在减少。因此，铬酸粗化时温度控制在5565之间为宜。粗化
9、时间的长短对镀层结合力影响不大，但对镀层外观影响明显。粗化时间太长，镀层外观无光泽；粗化时间太短，则镀层不够光亮。粗化时间越长，塑料表面全部镀上镍层的时间就越短，即镍的沉积速度越快。原因与上相同，表面微孔变粗，沉积的金属微粒较大，不仅在敏化活化时消耗更多的钯，在后续的电镀时也会导致金属晶体较大，影响镀层的整平性和光亮性。从镀层亮度和沉积速度的因素考虑，塑料粗化时间控制在6min 左右为宜。恩森Wetter 920是一种专用于塑料电镀铬酸粗化溶液中的添加剂，在粗化处理时可在塑料表面产生更佳均匀的腐蚀，特别在裂缝中、隐藏深孔和连接处，它起着较好的粗化效果。为提高粗化效果，恩森工艺设计了两道粗化工序
10、：粗化I，铬酐 420g/L，硫酸 400g/L; 粗化 II, 铬酐 430g/L, 硫酸 410g/L, Wetter 920 215ml/L, 温度6065, 时间812min.当配槽时，加入恩森 Wetter 920并搅匀后，粗化液面会出现一种轻微的气泡，特别是当使用空气搅拌时更显明显，这是添加剂固有的，恩森 Wetter 920 的补充应维持粗化液面有轻微的气泡，通常可以按照每天每一百公升3040ml 的条件补充。如需要较大数量的补充，则须根据塑料件表面腐蚀均匀性来决定。【回收】采用多级回收，减少铬酸的用量，降低生产的成本，同时有利于中和工序。【中和】铬酸和硫酸粗化以后，停留在镀件和
11、挂具表面的六价铬酸对后续每步工序都有严重危害，裂缝中、挂具的裂缝中及塑料的多孔性表面由于残留一些六价铬酸，能造成镀不上镀层。中和工序利用还原反应原理，将六价铬还原为三价铬，有效地去除镀件表面残留的铬酸，既保证活化液的使用寿命，又可有效地减低或消除由于六价铬污染导致的漏镀现象。恩森JS Neut 935 工艺被设计应用于【粗化】步骤与【浸酸】步骤的中间步骤，与盐酸混合于去离子水中即可产生明显的中和效果。工作液配方：盐酸（37%，试剂级）100（80120）ml/L，JS Neut 935 4060ml/L，酸度 1.2（1.01.3），温度 6065, 时间35min。工件应该在经过彻底的清洗后
12、才进入到工作液中，溶液中应有中等程度的空气搅拌，以增强溶液的中和能力。【超声波清洗】清除粗化中和后塑料件表面所附着的细微颗粒，有利于后道工序的处理。【浸酸】配方：HCl(37%，AR) 250300ml/L, 室温 0.51min。通过浸酸，减少前面可能出现的有害物质进入【预敏化】槽，防止预敏化液中的盐酸被塑料表面微孔中的水稀释而导致氯化亚锡的水解，保证预敏化的质量。须用去离子水配制。【预敏化】配方：HCl(37%，AR) 250300ml/L, 氯化亚锡 24g/L，2632 12min。配制时，需用适量的浓盐酸直接溶解计算量的氯化亚锡，用去离子水配制。预敏化作用是在塑料表面粗化微孔中预置氯
13、化亚锡，以提高活化液中金属钯离子在塑料表面微孔中被还原的几率，减少活化液的吸附、带出损耗，增加活化液的使用寿命。【敏化活化】经粗化的塑料表面呈微孔状，通过活化可以在其表面吸附一层均匀的Pd/Sn胶体，为后面的化学镀镍提供催化中心细微的钯金属微粒。通常，在钯含量相同的情况下，活化剂活性越高，塑料表面化学镀镍越不易产生漏镀现象。胶体钯活性的高低并非取决于溶液中钯含量的高低，而是取决于胶体颗粒的尺寸和浓度。一般而言，相同钯含量的活化液制备出的胶体颗粒越细、数量越多，则活化液体现出的活性越高。在传统活化工艺中，很大一部分钯被制备成了非有效活性成分，这不仅使配制成本高，而且增加平时生成过程中的携带损失和
14、消耗量。恩森ACT PP-950是一种塑料电镀上的高效酸性活化剂，工作液钯含量低于50ppm，与氯化亚锡和盐酸混合使用，活化性能非常稳定，有长久的使用寿命。工作液的配制：1. 彻底清洗PVC、PP或高密度聚合体衬里配缸槽，然后用去离子水清洗；2. 在槽中加入2/3 体积的去离子水；3. 搅拌添加3/4所需量的37%分析纯盐酸，所需量按270 (250280) ml/L计算；4. 用1/4所需量的37%分析纯盐酸完全溶解氯化亚锡，所需量按24g/L计算，然后边搅拌边加入槽中；5. 边搅拌边加入恩森ACT PP-950，所需量按 4 (26) ml/L 计算；6. 边搅拌边加入去离子水至规定的体积
15、。继续搅拌至完全混匀。在25(2132) 处理3(26)分钟，视需要决定是否加热。处理过程中可采用轻微机械搅拌，不可用空气搅拌，处理时需良好的通风系统。工作液的补充根据溶液中钯和氯化亚锡的含量分析来控制，按配制次序先后补充。【加速】俗称解胶。吸附在塑料表面的胶体是以钯为核心、外围为二价锡的胶团。活化后道的清洗工序使二价锡水解成胶状，把钯严严实实地裹在里面，使钯失去催化作用。解胶的目的是除去胶团表面的二价锡，使钯裸露出来，成为化学镀镍的催化活性中心，加速金属镍的沉积。如何有效去除二价锡，而又不损耗塑料表面吸附着的钯，使解胶的关键，也是解胶剂优劣的评判标准。恩森JS Accelerate 960 专用于化学镀铜或化学镀镍前的预活化处理，它可以提高化学镀的起始速率，并可获取更佳的结合力、更均匀细致的镀层。同时，JS Accelerate 960 所含的特殊的添加剂，在溶解掉钯微粒周围的锡水解层后，不再损害钯核微粒，尤其适合自动线生产。与传统的采用盐酸或硫酸及氢氧化钠解胶工艺相比，具有成本低、维护方便、使用周期长、不易产生沉淀物等优点，尤其在解决挂具沉镍方面具有十分明显的优势。JS Accelerate 960操作条件： JS Accelerate 960 100170 ml/L；去离子水 900830 ml/L；
