[發(fā)明專利]一種塑料基材電鍍的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110343258.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN102337571A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余水;柯學(xué)標(biāo);喬永亮;李明仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門建霖工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C25D5/56
• 分類號(hào): C25D5/56;C25D3/38
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種塑料表面處理方法，尤其是涉及一種塑料基材環(huán)保電鍍的方法。

背景技術(shù)

常規(guī)的塑料電鍍工藝中都包括高濃度的鉻酸粗化和六價(jià)鉻電鍍鉻，而六價(jià)鉻通常會(huì)排放到電鍍廢水中，廢水中的鉻對(duì)人體和環(huán)境危害比較大！常見的鉻化合物有六價(jià)的鉻酐、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸鉀、鉻酸鈉等；三價(jià)的三氧化二鉻(鉻綠、Cr2O3)；二價(jià)的氧化亞鉻。鉻的化合物中以六價(jià)鉻毒性最強(qiáng)，三價(jià)鉻次之。據(jù)研究表明，鉻是哺乳動(dòng)物生命與健康所需的微量元素。缺乏鉻可引起動(dòng)脈粥樣硬化。成人每天需500～700μg鉻，而在一般伙食中每天僅能提供50～100μg。紅糖全谷類糙米、未精制的油、小米、胡蘿卜、豌豆含鉻較高。鉻對(duì)植物生長有刺激作用，微量鉻可提高植物收獲量；但濃度稍高，又可抑制土壤內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的硝化作用。鉻酸、重鉻酸及其鹽類對(duì)人的粘模及皮膚有刺激和灼燒作用、并導(dǎo)致傷、接觸性皮炎。這些化合物以蒸氣或粉塵方式進(jìn)入人體，均會(huì)引中鼻中隔穿孔、腸胃疾患、白血球下降、類似哮喘的肺部病變。皮膚接觸鉻化物，可引起愈合極慢的“鉻瘡”，當(dāng)空氣中鉻酸酐的濃度達(dá)0.15～0.31mg/m³時(shí)就可使鼻中隔穿孔。三價(jià)鉻還是一種蛋白凝聚劑。有人認(rèn)為，六價(jià)鉻可誘發(fā)肺癌。此外，六價(jià)鉻，特別是鉻酸對(duì)下水系統(tǒng)金屬管道有強(qiáng)文化館作用，濃度為0.31mg/L的重鉻酸鈉即可腐蝕管道。含3.4-17.3mg/L的三價(jià)鉻廢水灌田，就能使所有植物中毒。

中國專利CN100552093C公布了塑料電鍍專用活化劑及電鍍工藝，該工藝流程中粗化，電鍍鉻采用大量的鉻酸(六價(jià)鉻)，并沒用做回收處理，對(duì)環(huán)境污染大。

中國專利CN101555614B公布了塑料表面電鍍方法，其提供了一塑料基體；對(duì)該基體表面進(jìn)行前處理，玉該基體表面形成一鍍銅層，于該基體的鍍銅層表面用山價(jià)鉻電鍍-第一鉻層，在該基體的第一鉻層表面用六價(jià)鉻電鍍-第二鉻層。

中國專利CN20041001836.7采用真空濺鍍方式對(duì)非金屬材料表面濺鍍一層薄的基礎(chǔ)金屬鍍膜來進(jìn)行金屬化處理。

電鍍生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水和浪費(fèi)大量的能耗，一條全自動(dòng)的產(chǎn)量為2萬m²/每月的電鍍線，每月排除的廢水為2500噸。這么多的廢水不僅浪費(fèi)水資源，而且嚴(yán)重的污染著人類的自然生態(tài)環(huán)境，因此迫切需要進(jìn)行改進(jìn)或者取代現(xiàn)有的電鍍工藝。現(xiàn)有的塑料電鍍的常規(guī)工藝流程為：除油除蠟，粗化，敏化，活化，還原、化學(xué)鎳、電鍍焦銅、電鍍酸銅、電鍍鎳最后電鍍鉻，產(chǎn)生大量的廢水和重金屬污染物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的塑膠電鍍工藝存在的缺點(diǎn)與不足，提供一種可以實(shí)現(xiàn)塑膠材料的表面金屬化，簡(jiǎn)化電鍍工藝流程，大幅度減少廢水排放量，減少對(duì)環(huán)境和人類的污染，適合多種塑膠表面要求的塑料基材電鍍的方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)對(duì)塑料基材進(jìn)行預(yù)處理；

2)對(duì)經(jīng)過步驟1)處理的塑膠基材進(jìn)行物理氣相沉積(PVD)金屬化，并依次進(jìn)行物理氣相沉積等離子體改性，鍍金屬底層、金屬過渡層和金屬導(dǎo)電層；

3)對(duì)經(jīng)過步驟2)處理的塑膠基材直接進(jìn)行電鍍銅，或電鍍銅和電鍍鎳；

4)對(duì)經(jīng)過步驟3)處理的塑膠基材的電鍍銅層表面進(jìn)行拉絲處理或者對(duì)經(jīng)過步驟2)處理的塑膠基材的電鍍銅電鍍鎳層上進(jìn)行拉絲處理；

5)對(duì)經(jīng)過步驟4)處理的塑膠基材轉(zhuǎn)掛入PVD爐進(jìn)行等離子體處理后，進(jìn)行鉻層的沉積，或者對(duì)經(jīng)過步驟4)處理的塑膠基材干式除塵除靜電后進(jìn)行有機(jī)涂層保護(hù)處理。

在步驟1)中，所述預(yù)處理，可采用干式清潔法除油除污，所述采用干式清潔法除油除污的具體方法可采用等離子火焰處理，干冰除油處理，靜電處理，碳?xì)湔婵涨逑吹确椒ㄖ械闹辽僖环N。

在步驟2)中，所述物理氣相沉積等離子體改性的工藝條件可為離子源電流0.3～0.5A，偏壓80～150V，占空比50％～80％，氬氣流速10～100SCCM，氧氣流速10～150SCCM，爐內(nèi)真空壓力0.1～0.3Pa，活化時(shí)間5～10min，以達(dá)到清潔及化活化基體表面之目的；所述鍍金屬底層、金屬過渡層和金屬導(dǎo)電層的工藝條件可為采用大功率中頻脈沖或者大功率直流電源，電源電流為100～400A，電壓為500～800V，沉積時(shí)間為5～15min，偏壓20～100V，占空比50％～80％，氬氣流速60～200SCCM。