塑料电镀工艺

1、塑料电镀工艺一、塑料电镀制品的应用塑料电镀工艺在本世纪 60- 年代已实现工业化，目前工程塑料的电镀技术已日趋完善， 而耐热性、耐药品性好， 机械强度优异的超工程塑料的电镀工艺正在研制之中。 用品质优良、 价格较低的塑料制品代替金属材料不仅可以降低生产成本， 而且也大大降低产品重量。 塑料 制品电镀不仅可提高其装饰效果而且也能更好发挥塑料本来的特性， 因此在要求电性能好的 电子电器领域，塑料电镀制品越来越受欢迎。最初塑料电镀制品主要用于汽车工业， 如做车轮护罩， 汽车门把手等， 目前已大量用在 办公设备及通信设备上， 如做个人电脑机壳的电磁屏蔽罩等。 随着研究的深入， 塑料电镀制 品的应用将会

2、日益广泛。二、塑料电镀工艺原理 塑料湿法电镀工艺基本流程为： 除油一 ( 预处理 )一浸蚀一中和一 ( 表面清洗 )一添加催化剂一活化一非电解电镀一电镀。 各个步骤的作用和原理如下。(1) 除油 由于塑料制品表面常沾有指纹、油污等有机物，以及靠静电作用而附着的灰 尘等无机物，这些污垢都应加以去除。常用于除油的碱性试剂有硅酸盐和磷酸盐两类+其中硅酸盐会在表面形成硅酸盐薄膜，对后续浸蚀处理有影响，所以通常使用磷酸盐除油剂。(2) 预浸蚀 由于工程塑料及超工程塑料耐化学药品性能好， 一般难以被化学药品浸蚀， 因此在浸蚀之前要进行预浸蚀。 预浸蚀常使用有机溶剂， 利用有机溶剂使塑料表面产生膨润。 经过

3、预浸蚀处理可提高浸蚀加工效果。有的塑料较易被化学药品浸蚀，则可省略预浸蚀步 骤。(3) 浸蚀 浸蚀是采用强氧化剂或强酸、强碱对塑料进行化学处理，使塑料表面有选择 性的溶解， 产生凹凸不平的固定点， 结果使电镀产生良好的外观并保证镀层附着性好。 如 ABS塑料(苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)采用铬酸和硫酸的混合液做浸蚀剂，在强氧化性的铬酸作用下， 塑料中的丁二烯氧化形成羰基等极性基并在塑料表面产生固定点。 这些固定点 是发生电镀的有利位置 i 又如工程塑料和超工程塑料经预浸蚀处理后， 再在铬酸作用下， 膨 润的表面层就会局部产生氧化的固定点。 而有无机物或玻璃纤维做填充剂的工程塑料； 在强 氧化

4、剂的浸蚀作用下， 填充剂溶解脱落而在塑料表面形成固定点。 含有酯类结构的塑料在强 酸、强碱浸蚀下也会解离而形成活化的固定点。(4) 中和 经浸蚀处理后必须去除塑料表面残留的浸蚀剂，如用盐酸做浸蚀剂，需用氢 氧化钠等碱中和。 如用铬酸做浸蚀赳， 表面上有残留的铬酸， 会使后续的非电解电镀产生的 镀层无法在塑料表面形成， 导致镀层附着下降， 外观不好， 此时通常使用有还原性的盐酸或 有机酸去除之。(5) 表面清理 对工程塑料和超工程塑料需要这一步骤，目的为在后续的添加催化剂处 理步骤中提高表面对催化剂 ( 金属钯 ) 的吸附性。 page(6) 添加催化剂及活化处理 为使非电解电镀得到良好的效果，

5、在塑料表面要吸附催化剂金属钯。具体作法为把塑料浸渍在含有氯化钯和二氯化锡的溶液(催化剂C)中浸渍。再在碱液或酸液中进行活化处理 (多采用在硫酸或盐酸溶液中活化处理 )以促进金属钯的生成。 其 反应式为：HClPdCl2+SnCl2=Pd+SnCl42SO4（7）非电解电镀 非电解电镀 （ 又称化学电镀 ） 是不依靠外界电流作用，而依靠化学试剂 的氧化还原反应在物体表面沉积一层金属的方法。 如化学镀银即是利用甲醛或还原性糖与银 氨络合物发生氧化还原反应在金属、玻璃十塑料等的表面沉积一层银的方法。化学镀镍即是把被镀件浸入硫酸镍、次磷酸二氢钠（NaHPO）、柠檬酸（螯合剂）组成的混合溶液中在一定pH

6、 值和温度下；溶液中镍离子被次磷酸二氢钠还原为金属并沉积在表面上。在这个反应中 钯起催化剂的作用。具体反应为：2+-Pd-+Ni 2+H2PO-2+H2OPd>Ni+H2PO- 3+2H+同时伴有副反应 H 2PO-2+H2O >H2PO3+H2H2PO -2+H >H2O+OH- +P化学镀铜，即把被镀件浸入硫酸铜， 酒石酸钾钠 （螯合剂）和甲醛组成的混合溶液中， 在 碱性条件下，溶液中的铜离子被甲醛还原成金属铜而沉积在表面上。其反应式为：2+ -Cu2+2HCHO+20-H>Cu+H2+2HCOOH2+ - -并伴有副反应： 2Cu 2+HCHO+50-H >

7、Cu2O+HCO-O+3H2OCu2O+2HCHO+20-H>2Cu+H2+2HCO-O+H2O为使电镀层获得满意效果， 在完成第一次化学镀层之后需继续多次进行化学镀层以提高 镀层厚度。或利用化学镀层的导电性用常规电镀方法继续进行电镀处理。三、塑料电镀的具体工艺举例目前已可对通用塑料、 工程塑料、 超工程塑料等多种塑料进行电镀处理。 如国外已有对 表 32-14 化学镀镍的电谭液组成（pH = 89.5 : 3045C）成分NiSO4 6f0柠檬酸 亚磷酸二氢钠 添加剂含量 g/L 20 30 10 30 10 25(1.0 3.0 ) X 10.3page表 3215 化学镀铜的电镀液

8、组成(pH = 11.5 13, 1530C)成分CuSO4 5H2O酒石酸钾钠 甲醛 添加剂含量 g/L 6 12 20 50 512 0.5 2.0表 32-16 化学镀铜和化学镀镍性能对比对比因素 化学镀制 化学镀镍 对比因素 化学镀制 化学镀镍电镀液稳定性电镀温度电镀时间产生麻点操作产生伤痕 极不稳定常温（2025C）8 10mi n多容易 稳定高温（ 60 65）或较高温（ 30 45）高温 3 7min, 较高温 8 12min少难 电镀析出电镀层密合性耐热冲击电镀层导电性电镀液成本 一次完成方式 优优优低难差差极差差高易通用塑料中的聚酰胺 （尼龙 ） ，改性聚苯醚，聚碳酸酯，聚对

9、苯二甲酸丁二酯，聚甲醛，聚苯 醚- 聚酰胺合金树脂；对超工程塑料中的聚醚酰亚胺树脂，聚亚苯基硫醚，液晶聚酯树脂 等品种进行电镀处理工艺的报道。下面仅举两例加以说明。1 通用工程塑料的电镀工艺 （ 聚碳酸酯树脂为例 ） 聚碳酸酯树脂是通用工程塑料中唯一透明的非晶性树脂， 其尺寸稳定性， 耐冲击性均好。 其电镀工艺为：33去油t溶剂处理（PC-724 , 40C, 5min）宀酸浸（H2SQ, 600cm/dm, 65C, 7min）宀浸蚀q-q（CrO3+H2SQ, 400g/L , 70C, 3mi n） t中和（HCl 50cm / dm, 25C, 2mi n） t表面清理 （清 理剂 S

10、P, 150cm3/dm3，40C, 4min） t添加催化剂 （催化剂 C, 50cm/dn3，25C, 4min） t促 3333进剂（HCl 150cm /dm, H2SQ100cm/dm, 40C, 2min）t化学电镀 （配方见表 32 14 或表 3215） t酸活化t电镀。其电镀工艺机理为在去油清洗之后采用有机溶剂使塑料表面膨润，局部产生微细裂纹， 然后用酸浸蚀， 使微细裂缝扩大， 接着采用铬酸硫酸溶液进一步浸蚀处理使微缝部分溶解， 产生提高电镀密合性的固定效果。 聚碳酸酯电镀制品可作汽车门把手， 办公、 通讯设备中的 电磁干扰屏蔽罩等。2 超工程塑料的电镀工艺 以液晶聚酯树脂为

11、例）液晶聚酯是耐热性、 耐化学药品性和电气特性优异的树脂， 尤其是电子设备领域中十分 重视的对焊料的耐热性在各种工程塑料中居首位。液晶聚酯是对羟基苯甲酸与其他化合物的共聚物， 根据分子中基本结构的不同分为； 三 种类型。其中 I 型为对羟基苯甲酸、 联苯酚和对苯二甲酸的共聚物，其耐热性最好，负荷软 化温度（DTUL）可达300C，承受焊料的耐热性能最好。I 型液晶聚酯的电镀工艺如下：除油（埃斯克林 A-220 50g/L , 50C, 5min）宀预浸蚀（NaOH 285g/L, 70C, 30min） 浸蚀：（36%, HCl 265cm5/L, 40C, 10min）宀水洗宀碱性中和 （NaOH30g/L , 40C, 10min） 一表面清理（清理剂-SP 150g / L, 40C, 4mi n）宀催化剂处理（催化剂C, 50cm5/ L, 25C, 3mi n）宀促进剂（H2SO+100cnn/ L, 40C, 5mi n）宀非电解质电镀（配方见表3216）宀酸活化 t