本發明屬于有機復合材料表面處理的方法類,涉及一種有機復合材料表面前處理方法。
背景技術:
隨著科技的迅猛發展,高分子復合材料所表現出的優異性能使其應用愈加廣泛。由于在不同的應用領域中,對高分子復合材料進行電鍍表面處理可拓展其應用范圍。但是,在現今廣泛應用的高分子復合材料中,可進行電鍍表面處理的材料種類極少,其進行電鍍處理還未有成熟的技術。而且采用電鍍的方法處理,基本是采用含六價鉻鹽的酸溶液進行處理,但六價鉻對環境及人體危害極大,且六價鉻的廢水處理工藝復雜,且有大量的廢渣產生,綜合效益差。
常規的表面處理方法可采用涂裝的方法,但是,涂裝獲得的涂層為有機涂層,其性能較電鍍獲得的金屬層有較大的差別。
中國專利CN 103866299A公開了一種環氧樹脂基復合材料表面化學鍍的前處理工藝。前處理工藝中,先對環氧樹脂基復合材料表面進行預金屬化處理;再將環氧樹脂基復合材料構件表面用砂紙進行打磨,置于除油液中除油;用去離子水清洗數次,置于粗化液中進行粗化處理,并用去離子水清洗后置于活化液中進行活化處理。該法需要在需要金屬化的表面鋪敷一層厚度為0.05-0.1mm,金屬粉含量為30%-50%的環氧樹脂膠膜。材料除油后需進行粗化處理。此方法材料成型工藝復雜,且需要進行粗化處理。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種有機復合材料表面前處理方法。該工藝過程不需要經過粗化處理,且得到的金屬鎳鍍層與基體結合力良好,整個工藝簡單,廢水處理工藝簡單,廢水排放少,綜合效益好。
為實現本發明的目的,采用如下技術方案:
一種有機復合材料表面前處理方法,首先對有機復合材料構件表面進行拋光處理,再將其除蠟、除油,進行活化處理,然后進行敏化處理,再解膠處理,最后進行化學鍍處理。
具體步驟如下:
1)拋光處理:采用拋光膏與拋光機對有機復合材料構件表面進行拋光;
2)除蠟:將構件置于除蠟液中,處理10min-30min,保持除蠟液的溫度為30-60℃;
3)除油:去離子水清洗后將構件置于除油液中,處理10min-30min,保持除油液的溫度為30-60℃;
4)活化:去離子水清洗后將構件置于配有超聲波裝置的活化液中,活化液的溫度50-60℃,活化時間20-30min;
5)敏化:將構件用去離子水清洗,置于敏化液中進行敏化處理,敏化液溫度20-25℃,時間3-5min;
6)解膠:將構件用去離子水清洗,置于解膠液中進行解膠處理,解膠溫度30-55℃,時間3-5min;
7)化學鍍處理:鍍鎳溶液溫度30-50℃,pH值8.5-9.5,處理時間7-20min。
所述的有機復合材料中可溶性低聚物質量分數為20%-50%,可溶性低聚物粒徑不大于5微米。
所述的有機復合材料中可溶性低聚物為PVP、聚乙二醇中的一種或兩種混合物,聚乙二醇的分子量大于等于6000。
所述的活化液為去離子水。
本發明與現有技術比較具有以下優點:
(1)本發明工藝不包含粗化工藝,廢水處理簡單,節約成本;
(2)本發明工藝處理的有機復合材料表面,可以直接進行化學鍍,得到的金屬鍍層均勻性好,與基體之間的結合力良好,不會出現起泡翹層現象。
具體實施方式
為進一步公開而不是限制本發明,以下結合實例對本發明作進一步的詳細說明。
實施例1
將含質量分數20%聚乙二醇20000的以尼龍6為樹脂主體的有機復合材料注塑成75mm×75mm×1.5mm的平面板試件,其中聚乙二醇20000粒徑為5微米;試件采用白拋光膏進行拋光,將拋光后的試件置于20ml/L的三孚SF-6205除蠟水中進行除蠟,處理溫度60℃,液流攪拌,時間10min;去離子水清洗5次后,將試件在含三孚SF-6301A 40 g/L的除油液中,溫度50℃,液流攪拌,時間為15min;將除油后的試件用去離子水清洗5次后,將構件置于配有超聲波裝置的去離子水活化液中,活化處理溫度50℃,超聲波頻率40KHz,壓縮空氣攪拌,時間30min;去離子水清洗5次后,置于敏化液中,敏化液含樂思UDIQUE 878 18ml/L,鹽酸230ml/L,氯化鈉60g/L,溫度22℃,陰極移動攪拌,處理時間4min;去離子水清洗5次后,將構件置于解膠液中,解膠液含硫酸50g/L,溫度52℃,壓縮空氣攪拌,處理時間4min;去離子水清洗5次后,將試件置于化學鎳鍍液中進行處理,化學鎳鍍液含樂思UDIQUE891 40ml/L,UDIQUE892 35ml/L,UDIQUE893 65ml/L,鍍液以氨水調節pH至8.5,攪拌方式為陰極移動加液流攪拌,處理溫度50℃,處理時間7min;去離子水清洗,烘干。按照ASTM D 3359-09進行“X”割測試,鍍層未出現翹皮、脫落,結合力良好。
實施例2
將含質量分數45%PVP以PE為樹脂主體的高分子復合材料注塑成75mm×75mm×1.5mm的平面板試件,其中PVP粒徑為2微米;試件采用白拋光膏進行拋光,將拋光后的試件置于20ml/L的三孚SF-6205除蠟水中進行除蠟,處理溫度35℃,液流攪拌,時間25min;去離子水清洗5次后,將試件在含三孚SF-6301A 40 g/L的除油液中,溫度30℃,液流攪拌,時間為28min;將除油后的試件用去離子水清洗5次后,將構件置于配有超聲波裝置的去離子水活化液中,處理溫度60℃,超聲波頻率28KHz,壓縮空氣攪拌,時間20min;去離子水清洗5次后,置于敏化液中,敏化液含樂思UDIQUE 878 20ml/L,鹽酸230ml/L,氯化鈉60g/L,溫度22℃,陰極移動攪拌,處理時間4min;去離子水清洗5次后,將構件置于解膠液中,解膠液含硫酸50g/L,處理時間4min,溫度52℃,壓縮空氣攪拌。去離子水清洗5次后,將試件置于化學鎳鍍液中進行處理,化學鎳鍍液含樂思UDIQUE891 40ml/L,UDIQUE892 35ml/L,UDIQUE893 65ml/L,鍍液以氨水調節pH至9.5,攪拌方式為陰極移動加液流攪拌,處理溫度30℃,處理時間20min。去離子水清洗,烘干。電鍍鎳0.5-1微米加厚導電層,電鍍酸性鍍銅12-15微米,電鍍雙層鎳鍍層厚度10-15微米,電鍍鉻層0.1-0.25微米。將電鍍后的試件按照ASTM B604-91(2003)標準進行SC2冷熱循環測試,試件無起泡、鍍層離層現象。
實施例3
將含質量分數30%PVP和質量分數20%聚乙二醇8000的以PE為樹脂主體的高分子復合材料注塑成75mm×75mm×1.5mm的平面板試件,其中PVP粒徑為5微米,聚乙二醇8000粒徑2微米;試件采用白拋光膏進行拋光,將拋光后的試件置于20ml/L的三孚SF-6205除蠟水中進行除蠟,處理溫度45℃,液流攪拌,時間20min;去離子水清洗5次后,將試件在含三孚SF-6301A 40 g/L的除油液中,溫度50℃,液流攪拌,時間為20min;將除油后的試件用去離子水清洗5次后,將構件置于配有超聲波裝置的去離子水活化液中,活化處理溫度55℃,超聲波頻率40KHz,壓縮空氣攪拌,時間25min;去離子水清洗5次后,置于敏化液中,敏化液含樂思UDIQUE 878 20ml/L,鹽酸230ml/L,氯化鈉60g/L,溫度22℃,陰極移動攪拌,處理時間4min;去離子水清洗5次后,將構件置于解膠液中,解膠液含硫酸50g/L,溫度52℃,壓縮空氣攪拌,處理時間4min。去離子水清洗5次后,將試件置于化學鎳鍍液中進行處理,化學鎳鍍液含樂思UDIQUE891 40ml/L, UDIQUE892 35ml/L,UDIQUE893 65ml/L,鍍液以氨水調節pH至9.0,攪拌方式為陰極移動加液流攪拌,處理溫度38℃,處理時間15min。去離子水清洗,烘干。按照ASTM D 3359-09進行“X”割測試,鍍層未出現翹皮、脫落,結合力良好。
傳統的電鍍粗化廢液處理方法是采用化學還原法是在酸性(pH值2.5~3.0)條件下,將廢水中的六價鉻還原成低毒的三價鉻,再調整pH值至7~9,使其以氫氧化鉻形態沉淀去除。而本申請采用的活化工藝為去離子水,其廢水處理主要采用活性炭過濾,處理工藝較傳統粗化處理方法簡單,綜合效益好。
以上所述僅為本發明的較佳實施例,凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應屬本發明的涵蓋范圍。