最新塑料制品的表面直接电镀方法

塑料制品的表面直接电镀方法传统的塑料电镀工艺包括表面除油、粗化、活化、化学镀和电镀等工序，其中常见的化学镀是化学镀镍和化学镀铜，它们存在以下问题11化学镀铜液中含有致癌物甲醛，污染环境2化学镀液中共存金属离子和还原剂，即使添加稳定剂，也难免出现降低镀液稳定性的问题3化学镀有时难以适用于表面粗化困难的材料4化学镀铜过程中由于氢气的产生易出现针孔，电镀铜与接界处化学镀铜层物理性能差，可靠性低，于是提出不需要化学镀步骤的直接电镀工艺。非金属上的直接电镀工艺是RADOVSKY和RONKESE2在1963年发明的，直到20世纪80年代才实现工业化。直接电镀工艺根据采用的导电性物质的不同，大致可以分为三种1导电性高分子聚合物体系2PD/SN体系353碳粒子悬浮液体系。1导电性高分子聚合物体系导电聚合物直接金属化工艺是以高分子导电材料为基础的直接电镀。经常使用的具有导电性的聚合物主要是多炔、聚吡咯、聚硫代苯或聚苯胺，其中聚吡咯有其商业应用价值。1。1聚吡咯的制备聚吡咯胶体的制备方法61使组成为吡咯、聚2乙烯基吡啶和以FECL3为氧化剂的混合物水溶液充分反应，生成胶体产物。2利用超速离心分离，收集聚吡咯胶粒。3使聚吡咯胶粒重新分散成聚吡咯悬浮液，这种胶粒粒径为130200NM。另一方法7是在塑料表面直接形成一层聚吡咯膜，这层膜具有一定的导电性，可以直接进行电镀。主要过程如下1塑料表面经打磨、钻孔、碱性除油。2粗化高锰酸钾、浓硫酸、OP。3氧化氢氧化钾、高锰酸钾、OP。4中和水合肼、EDTA。5催化吡咯、异丙醇、对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸、NAF、FECL3、OP、明胶。6电镀。1。2聚吡咯的形成原理及催化液中各组分的作用要获得导电性好的聚合物膜，首先应选择适宜的单体及相关的氧化剂、掺杂剂等。适宜的有机单体有吡咯、呋喃、苯胺或噻吩及其衍生物，其中以吡咯及其衍生物最佳。吡咯溶液在空气中相当稳定，但遇光会氧化聚合成聚吡咯黑色不溶性沉淀，应避免光直接照射。加入适当的表面活化剂，可以增加它的稳定性。聚合物膜的导电性随吡咯单体的增加而提高。在弱酸性溶液中，吡咯单体在氧化剂及掺杂剂的作用下发生聚合反应生成聚吡咯8MNO2是在粗化、氧化过程产生的，粗化过程的反应如下催化液中的酸性化合物对于有机单体发生聚合反应是至关重要的。适宜的酸有对甲苯磺酸、苯磺酸、磷酸、盐酸等，其中对甲苯磺酸最好。另外还应含有磺酸盐类，如对甲苯磺酸钠，以获得聚合物膜中的掺杂阴离子。催化液中加入醇类有机溶液或溶解促进剂能改善催化液的稳定性，加入明胶则可显着改善聚吡咯对基体的涂覆性。明胶的溶解度常温下较小，需要用少量水加热溶解后再配吡咯溶液。1。3聚吡咯的导电机理大部分的高分子材料都是非导体，但有些聚合物由于其本身结构特殊或进行掺杂而具有导电性能，例如聚吡咯、聚吡啶、聚乙炔等都具有导电性。这些导电聚合物具有一些共性，即都是共轭聚合物。共轭聚合物都具有电子分子轨道，分子内的长程相互作用使之形成能带，禁带宽度EG随着共轭体系长度聚合度的增加而减少。当聚吡咯的聚合度达到某一数值时就可以导电。2PD/SN体系2。1PDS活化工艺PDS活化工艺9使得电镀的速度增加100倍以上，适合工业化生产。直接电镀不仅适用于ABS丙烯睛丁二烯苯乙烯和ABS/PC聚碳酸酯，还用于其它许多新型的工程塑料，这些工程塑料适合金属化是因为它们强度高和耐高温不变形的特点。2。1。1PDS活化步骤PDS活化工艺的步骤10如下1活化将粗化后的基体浸入胶体钯活化液PDCL210G/L，SNCL2500G/L，HCL300ML/L中活化。PD2的质量浓度是常规活化液中的100倍，基体在饱和溶液中更容易吸附大量的PD2。2解胶水洗后在4G/L的NAOH溶液中解胶5MIN。3加速水洗后浸入NA2S溶液中2MIN，然后就可以直接进行电镀。2。1。2PDS活化机理已经提出的PDS活化机理有多种。WENG和LANDAU11提出逐步生成机理，这种机理恰当地解释了非导体表面被PD或其它导电材料以团簇形式覆盖时直接电镀过程，但不能解释为什么浸入硫化物之后电镀速度的增加。SHIPLEY公司12认为浸入硫化物溶液后形成的PDS层提高了导电性，使得非金属表面可镀。BADON等13使用X射线吸收光谱技术确定经过硫化处理的表面为PDS，提出连续传导的逐步生成模型。然而，导电聚合物膜的导电性比PDS高100倍以上，但它的导电速度比PDS膜慢。C。H。YANG等9通过光电子能谱ESCA分析提出“桥接”模型，他们认为，PDS活化层在直接电镀中提供一“桥接”作用，即S原子不仅连接着PD与CU，而且可使电子通过。这种活化方法不仅可以直接使用电镀铜，而且使得铜层覆盖整个表面，进而增加铜层的厚度。2。2FUTURON工艺FUTURON工艺14是ATOTECH公司于1996年推出来的，该工艺适用于ABS或ABS混合材料上的电镀，不需要化学镀而直接进行金属化。2。2。1FUTURON工艺流程除油粗化六价铬还原预浸FUTURON活化CULINK铜置换锡电镀FUTURON活化液中钯的质量浓度为250300MG/L，活化后在塑料表面沉积PBSN复合层，随后在铜置换溶液中将锡置换为铜，使塑料表面具有导电性。水洗后，工件可直接进行电镀。2。2。2FUTURON工艺原理ABS中橡胶相丁二烯呈球状均匀地嵌入在丙烯腈苯乙烯的树脂相中。在化学粗化时，橡胶相被氧化溶解，使得连续的树脂相表面留下大量微小的孔穴，产生COOH、SO3H或CONH2等活性基团。这些活性基团和空穴使镀层被锚合在塑料表面，以获得良好的结合力。FUTURON活化液中含有PD/SN胶体复合物，这种胶体粒子带负电，当活化时吸附在经粗化处理、具有极性基团的塑料表面上如图115。铜置换锡是铜的螯合物与PD/SN胶体中的SN2反应，反应的离子方程式如下CU2SN2SN4CUCU在塑料的表面沉积形成一连续的导电层图211。导电层形成之后可以直接进行电镀图315。2。2。3FUTURON工艺的优点FUTURON工艺的改进带来一系列的优点151不需要使用化学镀，操作容易，镀液稳定性提高，废品率下降，废水处理简单2工艺流程和时间缩短30，产量提高，镀层质量比传统工艺好3由于不用化学镀，可以防止挂具镀上金属，所以ABS塑料可在上挂后从粗化开始，直到镀完为止，无需更换挂具，这为塑料电镀连续自动化生产创造了条件。3碳粒子悬浮液体系3。1碳粒子悬浮液的成分及作用最初的碳粒子悬浮液是首先采用碳黑悬浮液接触印刷板基板，在通孔的孔壁表面形成碳黑层，再采用石墨悬浮液接触印刷板基板，在孔壁表面的碳黑层上形成石墨层，最后进行电镀。这种先后形成碳黑层和石墨层作为电镀用的导电性基底层的两步法工艺不但工艺复杂，而且制造成本较高，现在常用的是一步法。碳粒子悬浮液16由碳粒子、粘结剂、表面活性剂和水溶性高分子化合物等组成。碳粒子17包括石墨粒子和碳黑粒子，主要起导电作用。石墨粒子的平均粒径应小于2M，以小于1M为宜，最好小于0。7M。如果石墨粒子平均粒径大于2M，则会降低导电性，还会降低镀层金属与绝缘基材之间的附着性。碳黑粒子平均粒径小于1M，以小于0。5M为宜，最好小于0。3M。如果碳黑粒子平均粒径大于1M，则会产生局部无镀层现象或镀层空洞，降低镀层的可靠性。石墨粒子和碳黑粒子可以单独使用，也可以混合使用。悬浮液中的碳粒子的质量分数应低于6，最好为15。悬浮液中的粘结剂的作用是提高碳粒子与绝缘基材之间的粘结性能。适宜的粘结剂有无机类粘结剂和有机类粘结剂，其中以无机类粘结剂为佳，包括NA2SIO3、K2SIO3等，粘结剂质量分数约为0。055。悬浮液中的表面活性剂的作用是提高碳粒子的附着性和悬浮液的稳定性。悬浮液中的水溶性高分子化合物的作用是提高悬浮液的稳定性，适宜的水溶性高分子化合物有羧甲基纤维素、淀粉和阿拉伯树胶等，其质量分数约为0。31。0。3。2处理步骤碳粒子悬浮液接触印刷板基板的方法有喷淋、浸渍和涂布等，将印刷板基板接触2060的悬浮液中3090S，使碳粒子附着于包括孔壁在内印刷板基板表面上。然后经过酸处理和微刻蚀处理即可以进行直接电镀。4小结碳粒子悬浮液体系以及PDS工艺都是为印刷线路板开发的，普通电镀级塑料的金属化因其前处理工艺的不同还需要开发环保、简化、经济的工艺路线。FUTURON直接电镀工艺节省了步骤，但活化所需要的胶体钯活化液中钯的含量比较高，一般为150300MG/L，而普通化学镀镍所需最低钯含量为3050MG/L，如何节省钯的含量也是现今的研究热点之一。廊坊扬帆化工建材有限公司（HTTP/YANGFANHUAGONG88JDOLCOMCN）特种防火酚醛板、酚醛树脂保温板、酚醛复合保温板，公司位于河北省大城县东马村工业园以多品种经营特色和薄利多销的原则，赢得了广大客户的信任。公司生产出口各类流体密封材料及制品，主要有密封盘根，密封垫片，密封材料，几大系列产品，如盘根类产品有石墨盘根、芳纶盘根，碳纤维盘根，PTFE盘根等，垫片类产品有缠绕垫片、增强石墨垫片、PTFE垫片、石棉垫片，非石棉垫片，各种金属垫片密封材料类产品石墨板，增强石墨板，四氟板，四氟接口密封带，四氟阀杆填料，石棉板，非石棉板，陶瓷纤维纱、带、布，玻璃纤维纱、带、布，石棉线、带、布，碳纤维线、带、布等。产品广泛应用于石化、炼油、电力、钢铁、造船、海洋工程、等行业诚信为本、服务社会、以客为尊、共谋发展。公司位于我国的保温材料基地河北省大城县，交通便利，东临天津市、北靠近首都北京、西靠京九铁路，地理位置优越，运输方便，是一个以生产经营保温材料，及其附属材料为主的企业。公司主要生产销售玻璃棉保温、隔热材料，隔音、吸声材料，耐火、防火材料，防水、防潮材料，系列产品。公司以“信誉第一，诚信为本”的经营宗旨，认真、求实为顾客提供满意的服务，以一流的产品回报客户。河北省廊坊依利玻璃棉制品有限公司绝热隔音材料的专业生产企业，在几年的时间内，通过技术创新、完善企业经营管理，逐步占领保温材料的主要市场，成为国内领先的保温材料生产企业。目前公司产品产销量居全国同行业前列。产品广泛应用于城市建筑、石油、化工、冶炼、城市热网、航天航空、汽车制造、船舶制造、空调机组、电厂保温等行业。公司产品遍销全国各地，并出口美国、俄罗斯、日本及东南亚、澳大利亚等国家，公司通过不懈努力，以开创节能环保型保温绝热材料市场，打造高品质产品，以优质的服务回报社会上海雨轩物流有限公司（HTTP/YUXUANWLJDOLCOMCN）上海到浙江全境物流、上海到安阳物流专线、上海到邯郸物流专线座落在腾飞的中国经济龙头上海市。一直致力于包装设备的设计、制造与销售，是国内专业从事自动化包装机械的产品集研发、生产、销售、服务于一体的制造公司，是包装协会会员单位，公司自创建开始就坚持“以国际精品为范本、以诚信服务为根本、以质量求生存、以创新求发展”的经营理念；始终遵循“以人为本、科学管理、优质高效、安全环保、顾河北省依利保温制品有限公司（HTTP/LYN520JDOLCOMCN）玻璃棉卷毡价格、憎水岩棉板报价、A级防火岩棉板报价客至上”的管理方针；以“勇于开拓，锐意进取，求真务实，追求高效”为企业精神；树立“用户需求为已任，客户获利为初衷”的企业目标。祥正技术研发力量雄厚，严格贯彻执行ISO9001；ISO2000国际质量管理体系标准，同时还通过了国际CE认证。公司主要产品有缠绕机、缠绕包装机、打包机、封箱机、纸箱成形机、装箱机、贴标机、堆码机、及设计各种输送流水线同时生产和销售打包带、拉伸膜等各种包装材料。公司同时注重控制生产过程、为客户提供最优秀的产品和服务的同时，在国内外市场已经覆盖了完善的销售服务网络体系，售后服务及时、准确、高效。优质的产品质量和高效的售后服务为中科人赢得了良好声誉和崇高威望，产品畅销国内二十多个省市及地区，并远销欧洲、南非及东南亚等国家。不锈钢鲍尔环填料具有通量大、阻力小、分离效率高及操作弹性大等优点，在相同的降压下,处理量可较拉西环大50以上。在同样处理量时，降压可降低一半，传质效率可提高20左右。与拉西环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