[發(fā)明專利]聚碳酸酯工程塑料化學(xué)鍍前表面粗化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110212878.8
• 申請(qǐng)日: 2011-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102268657A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王增林;孫宇曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C18/24
• 分類號(hào): C23C18/24
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于非金屬材料零件的表面電鍍技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到聚碳酸酯工程塑料以及聚碳酸酯為主要成分的零部件表面的處理方法。

背景技術(shù)

聚碳酸酯板由于其表面平整，且表面能較低，因此鍍覆后的金屬鍍層與其表面的粘結(jié)性很低，極大地影響了其應(yīng)用性，可通過(guò)對(duì)其表面處理解決上述問(wèn)題。目前，對(duì)聚碳酸酯表面處理大多采用等離子體法和濕法化學(xué)微蝕。等離子體法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和儀器設(shè)備要求較高，這會(huì)大大增加企業(yè)的成本，使其應(yīng)用受到了限制，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；濕法化學(xué)微蝕操作簡(jiǎn)便、對(duì)設(shè)備要求低、易于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，并且微蝕的選擇性好，基于以上優(yōu)點(diǎn)發(fā)明人所在的研究小組在專利號(hào)為200810017601.8和200810017601.8的中國(guó)專利中公開(kāi)了MnO₂/H₂SO₄微蝕體系對(duì)ABS工程塑料(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物)和聚碳酸酯工程塑料零部件進(jìn)行微蝕處理的技術(shù)，并且在專利號(hào)為201010213536.3的中國(guó)專利中公開(kāi)了MnO₂-H₃PO₄-H₂SO₄微蝕體系對(duì)ABS工程塑料零部件進(jìn)行微蝕處理的技術(shù)。MnO₂/H₂SO₄微蝕體系和MnO₂-H₃PO₄-H₂SO₄微蝕體系都是無(wú)鉻濕法微蝕，能明顯提高鍍層與基板間的粘結(jié)強(qiáng)度，且環(huán)境污染小，但MnO₂/H₂SO₄微蝕體系由于高價(jià)錳離子濃度較低使得微蝕時(shí)間較長(zhǎng)，不利于工業(yè)應(yīng)用，而MnO₂-H₃PO₄-H₂SO₄微蝕體系雖然能有效提高高價(jià)錳離子濃度，但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用該微蝕體系的微蝕液組成和酸度以及膨潤(rùn)條件，不適合對(duì)聚碳酸酯工程塑料進(jìn)行表面處理。

此外，聚合物表面與鍍層之間的粘結(jié)性取決于兩部分：一部分是表面粗糙度，它是影響物理粘結(jié)性的主要原因，它和物理吸附構(gòu)成了粘結(jié)性的物理部分；另一部分是聚合物表面與沉積金屬層之間的偶極相互作用，這是粘結(jié)性的化學(xué)部分。這兩個(gè)方面必須優(yōu)化，才能使聚合物與沉積金屬層間的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最大。使用濕法化學(xué)微蝕存在表面粗糙度和表面親水性的相互制約問(wèn)題，即表面處理過(guò)程表面粗糙度達(dá)到最佳值時(shí)而表面親水性未達(dá)到最佳，反之亦然，所以在濕法化學(xué)微蝕后選擇的是兩者的權(quán)衡值，而不能最大的優(yōu)化兩者以提高界面的粘結(jié)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于提供一種簡(jiǎn)單易行、環(huán)境友好、表面粗化度高且親水性好、金屬鍍層與聚碳酸酯板基板間的粘結(jié)力強(qiáng)的聚碳酸酯工程塑料化學(xué)鍍前表面粗化方法。

解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案由下述步驟組成：

1、膨潤(rùn)處理

將聚碳酸酯板浸入膨潤(rùn)液中，攪拌，25～60℃膨潤(rùn)3～10分鐘。

上述的膨潤(rùn)液由下述體積百分比的原料混合制成：

2、微蝕處理

用常規(guī)方法配制H₃PO₄-H₂SO₄水溶液，使H₃PO₄-H₂SO₄水溶液中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69.4％～72.1％、磷酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％～19.8％，向H₃PO₄-H₂SO₄水溶液中加入MnO₂，每升H₃PO₄-H₂SO₄水溶液中加入80gMnO₂，配制成微蝕液；將膨潤(rùn)后的聚碳酸酯板浸入微蝕液中，攪拌，60～80℃微蝕處理5～20分鐘。

3、中和反應(yīng)

將微蝕處理后的聚碳酸酯板浸入中和液中，65℃中和反應(yīng)5分鐘，用蒸餾水沖洗聚碳酸酯板。

上述的中和液中草酸的濃度為56g/L，硫酸的濃度為100mL/L，其余為蒸餾水。

4、紫外輻射

將中和反應(yīng)后的聚碳酸酯板放入紫外燈耐候試驗(yàn)箱中，用波長(zhǎng)為254nm或312nm或365nm的紫外線照射5～30分鐘。