專利名稱：塑料電鍍專用活化劑及電鍍工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種塑料直接電鍍專用的活化劑以及采用這種活化劑的電鍍工藝。
背景技術：
塑料具有輕質、可塑性好、表面細致、光滑等特點。塑料可以根據需要制成不種形狀，再經過電鍍可以起到裝飾、防護等作用。電鍍后的塑料制品和普通塑料相比，具有金屬質感以及更強的裝飾性，而和金屬電鍍加工件相比，塑料電鍍產品具有輕質、易加工、表面光澤性和整平性好等優點，因而在汽車、摩托車、五金、日用品等行業有著廣泛的用途，而且未來的應用領域會越來越廣，并其電鍍質量的要求也會越來越高。
傳統的塑料電鍍前處理工藝是，經過鉻酸、硫酸溶液粗化后，在含貴金屬(一般為銀鹽、鈀鹽)的溶液中活化，解膠后通過化學鍍銅或化學鍍鎳在塑料表面形成導電層，再進行電鍍。常規的硝酸銀活化液，銀鹽濃度高但活性低，銀鹽見光易分解故壽命低，活化液須經常更換，使用效果較差；而后發展起來的膠體鈀活化液，以氯化鈀、氯化亞錫、鹽酸等為主要原料復配而成，相比銀鹽活化液而言，它具有活性強、使用壽命長等優點，但因傳統膠體鈀活化液中鈀含量往往須在200-300mg/L以上，且絕大部分鈀為非有效活性成分，不僅配制成本高，而且平時生產過程中攜帶損失大，消耗量大，因此也存在很大的弊病。
近幾年塑料直接電鍍已成為塑料電鍍的發展新方向。塑料直接電鍍又根據其前處理方法的不同分為膠體鈀型，有機導電聚合物型，炭墨型等等。其中膠體鈀型相對成熟，其導電性能好，表面均勻細致，較適用于裝飾性的大面積塑料電鍍。膠體鈀型塑料直接電鍍工藝與傳統的化學鎳、化學銅工藝相比，省去了解膠工序，無需化學鍍，還可以省去預鍍工序。這樣既縮短了前處理工序，又減低了廢水的排放；既減少了電鍍投入成本，而且更有益于環保。膠體鈀型塑料直接電鍍業已成為國際塑料電鍍研究的熱門，如專利U.S.Pat.4683036，4919768，5007990，5543182和5908543以及International P 4810333，Wo 8908375等等都提供了一些思路。
專利U.S.P 5908543主要對直接電鍍中的活化劑做了一些描述，它的活化劑在傳統的膠體鈀合成工藝上，加入了二價銅化合物如氯化銅，使Pd2+，Sn2+，Cu2+金屬離子在酸性溶液中反應生成含Pd，Sn2+，Sn4+，Cu+的酸性膠體液。塑料通過粗化后，經過上述膠體液處理，再浸到堿液里。在堿液中，錫被解膠了，而一價銅分解成金屬銅和二價銅，金屬銅和膠體液中的鈀吸附在塑料表面形成導電膜。但我們知道，銅離子特別是二價銅在膠體鈀中是有害雜質，會破壞膠體，增加活化的自然消耗，銅離子含量達到一定程度會使膠體鈀全部分解沉淀。在酸性溶液中一價銅是不穩定的，容易歧化成二價銅和金屬銅。
發明內容
本發明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種新型的塑料電鍍專用活化劑及電鍍工藝。本發明的目的是通過如下技術方案來完成的塑料電鍍專用活化劑主要由亞銅鹽、二價鈀化合物、錫、含量35％的鹽酸組成，它們在工作液中相應用量為亞銅鹽0.05-10g/l、二價鈀化合物中鈀的含量為0.05-2g/l、錫用量為2.5-200g/l、含量35％的鹽酸用量為50-800ml/l。
所述的亞銅鹽0.1-5g/l、二價鈀化合物中鈀的含量為0.1-1g/l、錫用量為5-50g/l、含量35％的鹽酸用量為100-500ml/l；且其中一價銅化合物可采用鹵素亞銅中氯化亞銅、溴化亞銅、碘化亞銅、硫酸亞銅、硫化亞銅、硫氰酸亞銅的至少一種，或氧化亞銅中無機亞銅化合物，或各類有機羧酸亞銅中乙酸亞銅、草酸亞銅、雷索辛酸亞銅、水楊酸亞銅至少一種或甲磺酸亞銅；二價鈀化合物采用氯化鈀、硫酸鈀、醋酸鈀中的至少一種鈀鹽；錫采用氯化亞錫；酸采用鹽酸，酸根為氯離子。
所述的亞銅鹽0.4g/l、二價鈀化合物中鈀的含量為0.2g/l、錫用量為15g/l、含量35％的鹽酸用量為300ml/l。
一種采用如上所述的塑料電鍍專用活化劑的電鍍工藝，它至少包括除油—清洗—粗化—清洗—活化—清洗—電鍍，所述的塑料通過粗化后，經上述活化液活化處理，塑料活化處理的溫度一般在10-70℃，時間為0.5-10min。
本發明所述的活化液活化處理后，再經銅置換溶液處理，后續的銅置換溶液中含有二價銅，氫氧根離子和銅離子絡合劑，處理溫度一般為30-70℃，時間0.5-10min；再清洗，吹干，用萬用表測試表面導電性能，電阻一般在1000-1KΩ/dm。
本發明所述的塑料經前述處理后，后續的電鍍工藝可采用酸性鍍銅，瓦特液鍍鎳。
本發明是一種新型的塑料電鍍前處理活化工藝塑料經過粗化后，在一種采用一價銅化合物，鈀鹽，氯化亞錫，鹽酸等制成的活化液中進行活化處理，再經過一種含銅離子的堿性溶液處理后，無需任何其它處理就可直接進行電鍍。它的特點是無需解膠，無須常規的化學鍍，活化液活性強，工藝簡單，穩定性好，相對環保等。
具體實施例方式
下面將結合附圖
對本發明作詳細的介紹本發明是直接在傳統的膠體鈀合成工藝中加入一價銅化合物如氯化亞銅，使Pd2+，Sn2+和Cu+通過反應形成含Pd，Sn2+，Sn4+的無離子銅的酸性膠體活化液。塑料通過粗化后，經過上述活化液處理，再浸到堿液或含銅離子的堿液(銅置換溶液)里，二價錫被解膠或被堿液里的銅置換，可在塑料表面形成導電性能良好的膜層，可以用于后續的直接電鍍。在我們發明的活化液里，銅以金屬銅的形式存在，并和Pd，Sn2+，部分Sn4+、H+以及酸根如氯離子等組成膠體。這樣消除了銅離子對膠體的不利影響，有利于活化液的穩定。
在本發明里，一價銅化合物可采用鹵素亞銅如氯化亞銅，溴化亞銅，碘化亞銅；硫酸亞銅；硫化亞銅；硫氰酸亞銅；氧化亞銅等無機亞銅化合物，各類有機羧酸亞銅如乙酸亞銅，草酸亞銅，雷索辛酸亞銅，水楊酸亞銅和有機磺酸亞銅如甲磺酸亞銅等。亞銅鹽在工作液中相應用量為0.05-10g/l。發明里的二價鈀化合物可采用氯化鈀、硫酸鈀、醋酸鈀等各類鈀鹽，鈀的含量為0.05-2g/l。錫一般采用氯化亞錫，錫的用量為2.5-200g/l，酸可采用鹽酸，酸根為氯離子，鹽酸(含量35％)的用量為50-800ml/l。氯離子來自于鹽酸和氯化亞錫，也可在這基礎上再采用氯化鈉、氯化鉀、氯化銨等氯化物。除鹽酸、氯化亞錫外的氯化物用量為0-300g/l。塑料活化處理的溫度一般在10-70℃，時間為0.5-10min。
后續的銅置換溶液中含有二價銅，氫氧根離子和銅離子絡合劑，處理溫度一般為30-70℃，時間0.5-10min。
塑料通過粗化后，經本發明的活化液活化處理，再經銅置換溶液處理，清洗，吹干，用萬用表測試表面導電性能，電阻一般在1000-1KΩ/dm。
塑料經前處理后，后續的電鍍工藝可采用酸性鍍銅，瓦特液鍍鎳等。
應用實例例一.ABS塑料在含400g/l鉻酸、400g/l硫酸的溶液中，在65℃下粗化8分鐘，清洗干凈，浸入含鈀0.2g/l，銅0.4g/l，二價錫15g/l，鹽酸(35％)300ml/l的活化液里，30℃左右處理3分鐘，清洗干凈，再浸入含二價銅0.2g/l，氫氧根15g/l的銅置換溶液中，50℃處理2分鐘。清洗、吹干后，用萬用表測表面導電性能，電阻為10KΩ/dm。
電鍍采用酸性鍍銅工藝CuSO4200g/lH2SO470g/l
Cl-80mg/l添加劑 若干溫度 20-28℃電鍍3分鐘后，塑料完全上鍍。電鍍10min后，鍍件表面銅層光亮平滑，鍍層完整，無表觀缺陷。塑料經鍍銅20分鐘，鍍亮鎳8分鐘，鍍鉻3分鐘后，按國標測試結合力，合格。
例二.ABS塑料在含400g/l鉻酸、400g/l硫酸的溶液中，在65℃下粗化8分鐘，清洗干凈，浸入含鈀0.2g/l，銅0.6g/l，二價錫15g/l，鹽酸(35％)300ml/l的活化液里，30℃處理3分鐘，清洗干凈，再浸入含二價銅0.2g/l，氫氧根15g/l的銅置換溶液中，50℃處理2分鐘。清洗，吹干后，用萬用表測表面導電性能，電阻為8KΩ/dm。
例三.ABS塑料在含400g/l鉻酸、400g/l硫酸的溶液中，在65℃下粗化8分鐘，清洗干凈，浸入含鈀0.1g/l，銅0.4g/l，二價錫15g/l，鹽酸(35％)300ml/l的活化液里，30℃處理3分鐘，清洗干凈，再浸入含二價銅0.2g/l，氫氧根15g/l的銅置換溶液中，50℃處理2分鐘。清洗，吹干后，用萬用表測表面導電性能，電阻為20KΩ/dm。
例四.含10％PC的ABS塑料，用50％的二甲基甲酰胺溶液在30℃下浸泡6分鐘，清洗干凈，在含400g/l鉻酸、400g/l硫酸的溶液中，在65℃下粗化8分鐘，清洗干凈，浸入含鈀0.2g/l，含銅0.4g/l，二價錫15g/l，鹽酸(35％)300ml/l的活化液里，30℃處理3分鐘，清洗干凈，再浸入含二價銅0.2g/l，氫氧根15g/l的銅置換溶液中，50℃處理2分鐘。清洗，吹干，用萬用表測表面導電性能，電阻為10KΩ/dm。采用例一方法電鍍，鍍層完整、光亮，無表觀缺陷，按國標測試結合力，合格。
例五.ABS塑料在含400g/l鉻酸、400g/l硫酸的溶液中，在65℃下粗化8分鐘，清洗干凈，浸入含鈀0.2g/l，銅0.4g/l，二價錫15g/l，鹽酸(35％)300ml/l的活化液里，30℃處理3分鐘，清洗干凈，再浸入含二價銅0.1g/l，氫氧根15g/l的銅置換溶液中，50℃處理2分鐘。清洗，吹干后，用萬用表測表面導電性能，電阻為10KΩ/dm。
本發明以上實施例中所涉及的活化劑，其中亞銅鹽、二價鈀化合物、錫、含量35％的鹽酸四種化合物的配比，可以在權利要求書中或本說明書中記載的比例范圍內按實際需要進行數值替換，這是本領域普通技術人員所掌握的常規技術，或者通過簡單的實驗可以獲得。
權利要求
1.一種塑料電鍍專用活化劑，其特征是它主要由亞銅鹽、二價鈀化合物、錫、含量35％的鹽酸組成，它們在工作液中相應用量為亞銅鹽0.05-10g/l、二價鈀化合物中鈀的含量為0.05-2g/l、錫用量為2.5-200g/l、含量35％的鹽酸用量為50-800ml/l。
2.根據權利要求1所述的塑料電鍍專用活化劑，其特征在于所述亞銅鹽0.1-5g/l、二價鈀化合物中鈀的含量為0.1-1g/l、錫用量為5-50g/l、含量35％的鹽酸用量為100-500ml/l；且其中一價銅化合物可采用鹵素亞銅中氯化亞銅、溴化亞銅、碘化亞銅、硫酸亞銅、硫化亞銅、硫氰酸亞銅的至少一種，或氧化亞銅中無機亞銅化合物，或各類有機羧酸亞銅中乙酸亞銅、草酸亞銅、雷索辛酸亞銅、水楊酸亞銅至少一種或甲磺酸亞銅；二價鈀化合物采用氯化鈀、硫酸鈀、醋酸鈀中的至少一種鈀鹽；錫采用氯化亞錫；酸采用鹽酸，酸根為氯離子。
3.根據權利要求2所述的塑料電鍍專用活化劑，其特征在于所述的亞銅鹽0.4g/l、二價鈀化合物中鈀的含量為0.2g/l、錫用量為15g/l、含量35％的鹽酸用量為300ml/l。
4.一種采用如權利要求1或2或3所述的塑料電鍍專用活化劑的電鍍工藝，其特征在于它至少包括除油-清洗-粗化-清洗-活化-清洗-電鍍，所述的塑料通過粗化后，經上述活化液活化處理，塑料活化處理的溫度一般在10-70℃，時間為0.5-10min。
5.根據權利要求4所述采用塑料電鍍專用活化劑的電鍍工藝，其特征在所述的活化液活化處理后，再經銅置換溶液處理，后續的銅置換溶液中含有二價銅，氫氧根離子和銅離子絡合劑，處理溫度一般為30-70℃，時間0.5-10min；再清洗，吹干，用萬用表測試表面導電性能，電阻一般在1000-1KΩ/dm。
6.根據權利要求4或5所述采用塑料電鍍專用活化劑的電鍍工藝，其特征在所述的塑料經前述處理后，后續的電鍍工藝可采用酸性鍍銅，瓦特液鍍鎳。
全文摘要
一種塑料電鍍專用活化劑及電鍍工藝，該活化劑主要由亞銅鹽、二價鈀化合物、錫、含量35％的鹽酸組成，它們在工作液中相應用量為亞銅鹽0.05－10g/l、二價鈀化合物中鈀的含量為0.05－2g/l、錫用量為2.5－200g/l、含量35％的鹽酸用量為50－800ml/l；所述的電鍍工藝，它至少包括除油－清洗－粗化－清洗－活化－清洗－電鍍，所述的塑料通過粗化后，經上述活化液活化處理，塑料活化處理的溫度一般在10－70℃，時間為0.5－10min；本發明所述的塑料經過粗化后，在活化液中進行活化處理，再經過一種含銅離子的堿性溶液處理后，無需任何其它處理就可直接進行電鍍；它的特點是無需解膠，無須常規的化學鍍，活化液活性強，工藝簡單，穩定性好，相對環保等。
文檔編號C25D5/56GK1936097SQ20061005328
公開日2007年3月28日 申請日期2006年8月31日 優先權日2006年8月31日
發明者郭偉榮, 曾鑫 申請人:杭州東方表面技術有限公司