1.本发明涉及c23c28/00领域，具体为一种丁二烯基塑料表面金属化工艺及其应用。
背景技术：2.随着汽车工业、电气工业和家用电器、饰品业的快速发展，现有技术采用电镀将塑料制品进行表面金属化，得到集塑料、金属的特性为一体的金属化塑料制品，不但外观具有金属光泽和美观度，而且制品的物理、机械性能都有很大程度的提高，并赋予导电、导磁、焊接等新特性，拓展塑料制品的应用。
3.然而，现有塑料表面金属化工艺存在前处理不足、镀层稳定性差、综合性能有待提高、使用寿命较短的缺陷，中国专利cn105200669b公开了一种电镀用塑料制件电镀前处理方法，目的在于代替粗化步骤，通过将高分子溶液或熔体采用静电纺丝形成纳米纤维沉积在塑料表面，使处理后的塑料不需要粗化便可进行后续电镀工艺，但是该方法相对来说增加了工艺复杂度和工艺成本，不利于实际大规模生产应用。中国专利cn107287632a公开了一种无镍环保电镀工艺，采用等离子体对塑料进行处理后，在敏化、活化后的塑料表面镀铜、铜锡合金和铬，虽然避免了镍、钯的引入，但是塑料与镀层之间结合力有待提升，长时间使用后，镀层不可避免的出现起泡、开裂问题，影响塑料的美观性和综合性能。
4.因此，本发明提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，工艺可操作性强，金属化效果好，使最终提供的金属化丁二烯基塑料产品具有优异的综合性能和使用寿命，可满足精密电子设备中对于金属化塑料产品的实际使用需求，具有很高的推广使用价值。
技术实现要素：5.为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，至少包括预处理、钯活化处理、酸处理、金属化处理、后处理步骤。
6.作为一种优选的技术方案，所述丁二烯基塑料表面金属化工艺，具体包括以下步骤；
7.(1)将丁二烯基塑料基材进行预处理；
8.(2)将预处理后的丁二烯基塑料基材浸入钯活化液中进行钯活化处理，之后用清水清洗；
9.(3)将步骤(2)清洗后的丁二烯基塑料基材浸入一定浓度的盐酸中进行酸处理；
10.(4)将酸处理后的丁二烯基塑料基材进行金属化处理；
11.(5)对金属化处理后的丁二烯基塑料基材进行后处理。
12.作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中丁二烯基塑料基材为abs塑料基材；
13.作为一种优选的技术方案，所述步骤(1)中预处理具体为：在60-65℃下，采用粗化液对丁二烯基塑料基材进行粗化处理15-20min后，置于混合酸水溶液中，控制温度为28-35℃，处理4-6min；
14.优选的，按照水量计，所述粗化液至少包括铬酐180-250g/l、硫酸280-320g/l、磷
酸150-220g/l；
15.优选的，所述混合酸水溶液中盐酸的浓度为120-180g/l，草酸的浓度为80-120g/l；
16.基于本发明体系，通过对塑料基材的预处理以提高塑料基材表面粗糙度，便于后续镀层与基体间形成有效的物理和化学结合，发明人在探究过程中发现，采用包括铬酐180-250g/l、硫酸280-320g/l、磷酸150-220g/l的粗化液，在60-65℃下对塑料基材进行粗化处理15-20min，abs塑料基材中的丁二烯结构被氧化形成活性结合位点，有效提高塑料基材的表面结合能力，保证后续金属化工艺中金属镀层的稳定性和均匀程度，避免镀层出现起泡、开裂问题。后续通过采用包含盐酸120-180g/l、草酸80-120g/l的混合酸水溶液进行中和，降低了铬酸的危害。
17.作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中钯活化处理温度为30-35℃，处理时间为2-4min。
18.作为一种优选的技术方案，所述步骤(2)中钯活化液至少包括钯盐、盐酸、氯化亚锡；优选的，所述步骤(2)中钯活化液包括硫酸四氨钯18-25mg/l，盐酸250-300ml/l，氯化亚锡3-5g/l；
19.作为一种优选的技术方案，所述步骤(3)中盐酸的浓度为82-95ml/l，所述酸处理温度为40-50℃，所述酸处理时间为2-4min；
20.将预处理后的塑料基材浸入钯活化液中进行钯活化处理，钯活化处理配合后续盐酸处理保证后续镀层与塑料基材之间的稳定结合，发明人在探究过程中发现，采用18-25mg/l的硫酸四氨钯，配合盐酸250-300ml/l，氯化亚锡3-5g/l在30-35℃下处理2-4min，赋予塑料基材以良好的导电表面，同时避免氯化亚锡过度氧化造成后续酸处理工艺难度提高，保证后续镀层的性能。
21.作为一种优选的技术方案，所述步骤(4)中金属化处理按顺序至少包括一次镀铜处理、二次镀铜处理、钴合金化处理、镀铬处理；优选的，所述一次镀铜处理后的丁二烯基塑料塑料片材利用激光雕刻形成图案后进行二次镀铜处理。
22.作为一种优选的技术方案，所述一次镀铜处理具体为：将酸处理后的塑料基材置于含有铜电镀液的电镀槽中，在温度为48-52℃的条件下，镀铜4-6min。优选的，所述铜电镀液至少包括甲醛60-70ml/l、62-70g/l硫酸铜、8-12g/l乳酸钠。
23.作为一种优选的技术方案，所述二次镀铜处理具体为：将丁二烯基塑料塑料片材利用激光雕刻形成图案后置于含有铜电镀液的电镀槽中进行二次镀铜处理；优选的，所述二次镀铜处理温度为30-40℃，电镀时间为6-10min；优选的，所述铜电镀液至少包括硫酸铜200-250g/l、硫酸70-90g/l。
24.作为一种优选的技术方案，所述钴合金化处理具体为：将二次镀铜处理后的丁二烯基塑料基材置于含有钴合金电镀液的电镀槽中进行钴合金化处理，控制温度为60-65℃，钴合金化处理8-12min。优选的，所述钴合金电镀液至少包括硫酸钴250-300g/l、亚磷酸钾60-90g/l、乳酸20-40g/l。
25.作为一种优选的技术方案，所述镀铬处理具体为：将钴合金化处理后的丁二烯基塑料基材置于含有铬电镀液的电镀槽中进行镀铬处理，控制温度为40-50℃，镀铬处理10-15min。
26.优选的，所述铬电镀液至少包括三氯化铬50-60g/l、盐酸40-50g/l。
27.基于本发明体系，设计两次镀铜处理，控制铜镀层与钯活化处理后的塑料基材均匀稳定结合，之后进行钴合金化处理和镀铬处理，保证镀层之间及其与塑料基材之间的良好结合，镀层稳定性较高，有助于镀层寿命的延长，使提供的金属化塑料基材具有较高的金属光泽和美观度的同时，具有优异的综合性能，满足精密电子设备领域的实际应用要求。
28.作为一种优选的技术方案，所述步骤(5)中后处理具体为：将金属化处理后的丁二烯基塑料基材置于40-45℃的烘箱中处理10-20min。
29.本发明另一方面提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺的应用，应用于丁二烯基塑料基材金属化处理。
30.有益效果
31.1、本发明提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，工艺可操作性强，金属化效果好，使最终提供的金属化丁二烯基塑料产品具有优异的综合性能和使用寿命，可满足精密电子设备中对于金属化塑料产品的实际使用需求，具有很高的推广使用价值。
32.2、通过采用包括铬酐180-250g/l、硫酸280-320g/l、磷酸150-220g/l的粗化液，在60-65℃下对塑料基材进行粗化处理15-20min，abs塑料基材中的丁二烯结构被氧化形成活性结合位点，有效提高塑料基材的表面结合能力，保证后续金属化工艺中金属镀层的稳定性和均匀程度，避免镀层出现起泡、开裂问题。
33.3、本发明采用18-25mg/l的硫酸四氨钯，配合盐酸250-300ml/l，氯化亚锡3-5g/l在30-35℃下处理2-4min，赋予塑料基材以良好的导电表面，同时避免氯化亚锡过度氧化造成后续酸处理工艺难度提高，保证后续镀层的性能。
34.4、基于本发明体系，设计两次镀铜处理，控制铜镀层与钯活化处理后的塑料基材均匀稳定结合，之后进行钴合金化处理和镀铬处理，保证镀层之间及其与塑料基材之间的良好结合，镀层稳定性较高，有助于镀层寿命的延长，使提供的金属化塑料基材具有较高的金属光泽和美观度的同时，具有优异的综合性能，满足精密电子设备领域的实际应用要求。
35.5、本发明提供的丁二烯基塑料表面金属化工艺为塑料金属化领域提供了一种低成本、高效率的简单处理方法，具有很高的市场推广价值。
具体实施方式
36.实施例1
37.本发明的实施例1一方面提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，具体包括以下步骤；
38.(1)将丁二烯基塑料基材进行预处理；
39.(2)将预处理后的丁二烯基塑料基材浸入钯活化液中进行钯活化处理，之后用清水清洗；
40.(3)将步骤(2)清洗后的丁二烯基塑料基材浸入一定浓度的盐酸中进行酸处理；
41.(4)将酸处理后的丁二烯基塑料基材进行金属化处理；
42.(5)对金属化处理后的丁二烯基塑料基材进行后处理。
43.所述步骤(1)中丁二烯基塑料基材为abs塑料基材；
44.所述步骤(1)中预处理具体为：在62℃下，采用粗化液对丁二烯基塑料基材进行粗
化处理18min后，置于混合酸水溶液中，控制温度为30℃，处理5min；
45.按照水量计，所述粗化液包括铬酐200g/l、硫酸300g/l、磷酸180g/l；
46.所述混合酸水溶液中盐酸的浓度为150g/l，草酸的浓度为100g/l；
47.所述步骤(2)中钯活化处理温度为32℃，处理时间为3min。
48.所述步骤(2)中钯活化液包括硫酸四氨钯22mg/l，盐酸280ml/l，氯化亚锡4g/l；
49.所述步骤(3)中盐酸的浓度为90ml/l，所述酸处理温度为45℃，所述酸处理时间为3min；
50.所述步骤(4)中金属化处理按顺序包括一次镀铜处理、二次镀铜处理、钴合金化处理、镀铬处理；所述一次镀铜处理后的丁二烯基塑料塑料片材利用激光雕刻形成图案后进行二次镀铜处理。
51.所述一次镀铜处理具体为：将酸处理后的塑料基材置于含有铜电镀液的电镀槽中，在温度为50℃的条件下，镀铜5min。所述铜电镀液包括甲醛65ml/l、68g/l硫酸铜、10g/l乳酸钠。
52.所述二次镀铜处理具体为：将丁二烯基塑料塑料片材利用激光雕刻形成图案后置于含有铜电镀液的电镀槽中进行二次镀铜处理；所述二次镀铜处理温度为35℃，电镀时间为8min；所述铜电镀液包括硫酸铜220g/l、硫酸80g/l。
53.所述钴合金化处理具体为：将二次镀铜处理后的丁二烯基塑料基材置于含有钴合金电镀液的电镀槽中进行钴合金化处理，控制温度为62℃，钴合金化处理10min。所述钴合金电镀液包括硫酸钴280g/l、亚磷酸钾80g/l、乳酸30g/l。
54.所述镀铬处理具体为：将钴合金化处理后的丁二烯基塑料基材置于含有铬电镀液的电镀槽中进行镀铬处理，控制温度为45℃，镀铬处理12min。所述铬电镀液包括三氯化铬55g/l、盐酸45g/l。
55.所述步骤(5)中后处理具体为：将金属化处理后的丁二烯基塑料基材置于42℃的烘箱中处理15min。
56.本发明的实施例1另一方面提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺的应用，应用于丁二烯基塑料基材金属化处理。
57.实施例2
58.本发明的实施例2一方面提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，具体包括以下步骤；
59.(1)将丁二烯基塑料基材进行预处理；
60.(2)将预处理后的丁二烯基塑料基材浸入钯活化液中进行钯活化处理，之后用清水清洗；
61.(3)将步骤(2)清洗后的丁二烯基塑料基材浸入一定浓度的盐酸中进行酸处理；
62.(4)将酸处理后的丁二烯基塑料基材进行金属化处理；
63.(5)对金属化处理后的丁二烯基塑料基材进行后处理。
64.所述步骤(1)中丁二烯基塑料基材为abs塑料基材；
65.所述步骤(1)中预处理具体为：在65℃下，采用粗化液对丁二烯基塑料基材进行粗化处理15min后，置于混合酸水溶液中，控制温度为35℃，处理4min；
66.按照水量计，所述粗化液包括铬酐200g/l、硫酸300g/l、磷酸180g/l；
67.所述混合酸水溶液中盐酸的浓度为150g/l，草酸的浓度为100g/l；
68.所述步骤(2)中钯活化处理温度为35℃，处理时间为2min。
69.所述步骤(2)中钯活化液包括硫酸四氨钯22mg/l，盐酸280ml/l，氯化亚锡4g/l；
70.所述步骤(3)中盐酸的浓度为90ml/l，所述酸处理温度为45℃，所述酸处理时间为3min；
71.所述步骤(4)中金属化处理按顺序包括一次镀铜处理、二次镀铜处理、钴合金化处理、镀铬处理；所述一次镀铜处理后的丁二烯基塑料塑料片材利用激光雕刻形成图案后进行二次镀铜处理。
72.所述一次镀铜处理具体为：将酸处理后的塑料基材置于含有铜电镀液的电镀槽中，在温度为52℃的条件下，镀铜4min。所述铜电镀液包括甲醛65ml/l、68g/l硫酸铜、10g/l乳酸钠。
73.所述二次镀铜处理具体为：将丁二烯基塑料塑料片材利用激光雕刻形成图案后置于含有铜电镀液的电镀槽中进行二次镀铜处理；所述二次镀铜处理温度为30-40℃，电镀时间为6-10min；所述铜电镀液包括硫酸铜220g/l、硫酸80g/l。
74.所述钴合金化处理具体为：将二次镀铜处理后的丁二烯基塑料基材置于含有钴合金电镀液的电镀槽中进行钴合金化处理，控制温度为65℃，钴合金化处理8min。所述钴合金电镀液包括硫酸钴280g/l、亚磷酸钾80g/l、乳酸30g/l。
75.所述镀铬处理具体为：将钴合金化处理后的丁二烯基塑料基材置于含有铬电镀液的电镀槽中进行镀铬处理，控制温度为50℃，镀铬处理10min。所述铬电镀液包括三氯化铬55g/l、盐酸45g/l。
76.所述步骤(5)中后处理具体为：将金属化处理后的丁二烯基塑料基材置于45℃的烘箱中处理12min。
77.本发明的实施例2另一方面提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺的应用，应用于丁二烯基塑料基材金属化处理。
78.实施例3
79.本发明的实施例3一方面提供了一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，具体包括以下步骤；
80.(1)将丁二烯基塑料基材进行预处理；
81.(2)将预处理后的丁二烯基塑料基材浸入钯活化液中进行钯活化处理，之后用清水清洗；
82.(3)将步骤(2)清洗后的丁二烯基塑料基材浸入一定浓度的盐酸中进行酸处理；
83.(4)将酸处理后的丁二烯基塑料基材进行金属化处理；
84.(5)对金属化处理后的丁二烯基塑料基材进行后处理。
85.所述步骤(1)中丁二烯基塑料基材为abs塑料基材；
86.所述步骤(1)中预处理具体为：在60℃下，采用粗化液对丁二烯基塑料基材进行粗化处理20min后，置于混合酸水溶液中，控制温度为28℃，处理6min；
87.按照水量计，所述粗化液包括铬酐200g/l、硫酸300g/l、磷酸180g/l；
88.所述混合酸水溶液中盐酸的浓度为150g/l，草酸的浓度为100g/l；
89.所述步骤(2)中钯活化处理温度为30℃，处理时间为4min。
8h的记为“合格”，否则记为“不合格”。
108.2、耐磨性能测试：将金属化塑料夹在耐磨测试仪的治具上，在测试仪力臂上放175g的法码，将测试台校验水平，打开测试仪进行90周循环的检测，若试验后镀层不脱落、未露出底材质地，则记为“合格”，否则记为“不合格”，设置10个平行样品，记录合格的数量。
109.3、耐盐雾性能测试：用ph值为7且浓度为5wt％的nacl溶液，试验槽温度为35℃，测试时间为72h，试验后用清水清洗，并在55℃烘干；使用3m610胶纸测试镀层附着力，其中，外观无异常且附着力在3b以上记为“合格”，否则记为“不合格”。
110.4、高温储存测试：在80℃下放置48h，后在常温下至少静置2h，再观察外观，其中，外观无异常记为“合格”，外观异常记为“不合格”；设置10个平行样品，记录合格的数量。
111.5、耐手汗测试：按氨水1.07wt％、氯化钠0.48wt％、水98.45wt％配置溶液，将无纺布浸泡上述溶液后贴在贴在样品表面并密封好，在常温环境下放置24小时，试验后将产品表面的溶液擦干，观察外观，若外观无异常，则记为“合格”，否则记为“不合格”，设置10个平行样品，记录合格的数量。
112.参见表1，表1为采用实施例及对比例金属化工艺处理得到的金属化塑料的性能测试数据。
113.
技术特征：1.一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，至少包括预处理、钯活化处理、酸处理、金属化处理、后处理步骤。2.根据权利要求1所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将丁二烯基塑料基材进行预处理；(2)将预处理后的丁二烯基塑料基材浸入钯活化液中进行钯活化处理，之后用清水清洗；(3)将步骤(2)清洗后的丁二烯基塑料基材浸入一定浓度的盐酸中进行酸处理；(4)将酸处理后的丁二烯基塑料基材进行金属化处理；(5)对金属化处理后的丁二烯基塑料基材进行后处理。3.根据权利要求2所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，所述步骤(1)中预处理具体为：在60-65℃下，采用粗化液对丁二烯基塑料基材进行粗化处理15-20min后，置于混合酸水溶液中，控制温度为28-35℃，处理4-6min。4.根据权利要求3所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，按照水量计，所述粗化液至少包括铬酐180-250g/l、硫酸280-320g/l、磷酸150-220g/l。5.根据权利要求2所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，所述步骤(2)中钯活化处理温度为30-35℃，处理时间为2-4min。6.根据权利要求2所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，所述步骤(2)中钯活化液至少包括钯盐、盐酸、氯化亚锡。7.根据权利要求2所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，所述步骤(4)中金属化处理按顺序至少包括一次镀铜处理、二次镀铜处理、钴合金化处理、镀铬处理。8.根据权利要求7所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，所述一次镀铜处理具体为：将酸处理后的塑料基材置于含有铜电镀液的电镀槽中，在温度为48-52℃的条件下，镀铜4-6min。9.根据权利要求8所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺，其特征在于，所述铜电镀液至少包括甲醛60-70ml/l、62-70g/l硫酸铜、8-12g/l乳酸钠。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种丁二烯基塑料表面金属化工艺的应用，其特征在于，应用于丁二烯基塑料基材金属化处理。
技术总结本发明涉及C23C28/00领域，具体为一种丁二烯基塑料表面金属化工艺及其应用。本发明设计预处理、钯活化处理、酸处理、金属化处理、后处理工艺对丁二烯基塑料进行表面金属化处理，金属化效果好，工艺可操作性强，使最终提供的金属化丁二烯基塑料产品具有优异的综合性能和使用寿命，可满足精密电子设备中对于金属化塑料产品的实际使用需求，为塑料金属化领域提供了一种低成本、高效率的简单处理方法，具有很高的市场推广价值。很高的市场推广价值。
技术研发人员：王小锋
受保护的技术使用者：深圳市生利科技有限公司
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2022/11/1
