[發明專利]一種塑料基材電鍍的方法

有效

• 申請號: 201110343258.8
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102337571A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 余水;柯學標;喬永亮;李明仁
• 申請（專利權）人: 廈門建霖工業有限公司
• 主分類號: C25D5/56
• 分類號: C25D5/56;C25D3/38
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發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保電鍍的方法。

背景技術

常規的塑料電鍍工藝中都包括高濃度的鉻酸粗化和六價鉻電鍍鉻，而六價鉻通常會排放到電鍍廢水中，廢水中的鉻對人體和環境危害比較大！常見的鉻化合物有六價的鉻酐、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、鉻酸鉀、鉻酸鈉等；三價的三氧化二鉻(鉻綠、Cr2O3)；二價的氧化亞鉻。鉻的化合物中以六價鉻毒性最強，三價鉻次之。據研究表明，鉻是哺乳動物生命與健康所需的微量元素。缺乏鉻可引起動脈粥樣硬化。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，又可抑制土壤內有機物質的硝化作用。鉻酸、重鉻酸及其鹽類對人的粘模及皮膚有刺激和灼燒作用、并導致傷、接觸性皮炎。這些化合物以蒸氣或粉塵方式進入人體，均會引中鼻中隔穿孔、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”，當空氣中鉻酸酐的濃度達0.15～0.31mg/m³時就可使鼻中隔穿孔。三價鉻還是一種蛋白凝聚劑。有人認為，六價鉻可誘發肺癌。此外，六價鉻，特別是鉻酸對下水系統金屬管道有強文化館作用，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(六價鉻)，并沒用做回收處理，對環境污染大。

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；對該基體表面進行前處理，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鉻電鍍-第一鉻層，在該基體的第一鉻層表面用六價鉻電鍍-第二鉻層。

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

電鍍生產過程中產生大量的廢水和浪費大量的能耗，一條全自動的產量為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水資源，而且嚴重的污染著人類的自然生態環境，因此迫切需要進行改進或者取代現有的電鍍工藝。現有的塑料電鍍的常規工藝流程為：除油除蠟，粗化，敏化，活化，還原、化學鎳、電鍍焦銅、電鍍酸銅、電鍍鎳最后電鍍鉻，產生大量的廢水和重金屬污染物。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的塑膠電鍍工藝存在的缺點與不足，提供一種可以實現塑膠材料的表面金屬化，簡化電鍍工藝流程，大幅度減少廢水排放量，減少對環境和人類的污染，適合多種塑膠表面要求的塑料基材電鍍的方法。

本發明包括以下步驟：

1)對塑料基材進行預處理；

2)對經過步驟1)處理的塑膠基材進行物理氣相沉積(PVD)金屬化，并依次進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電層；

3)對經過步驟2)處理的塑膠基材直接進行電鍍銅，或電鍍銅和電鍍鎳；

4)對經過步驟3)處理的塑膠基材的電鍍銅層表面進行拉絲處理或者對經過步驟2)處理的塑膠基材的電鍍銅電鍍鎳層上進行拉絲處理；

5)對經過步驟4)處理的塑膠基材轉掛入PVD爐進行等離子體處理后，進行鉻層的沉積，或者對經過步驟4)處理的塑膠基材干式除塵除靜電后進行有機涂層保護處理。

在步驟1)中，所述預處理，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，碳氫真空清洗等方法中的至少一種。

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，爐內真空壓力0.1～0.3Pa，活化時間5～10min，以達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，沉積時間為5～15min，偏壓20～100V，占空比50％～80％，氬氣流速60～200SCCM。