PC/ABS合金塑料電鍍工藝改進(jìn)

吳水茍

（佛山南海平洲高美工貿(mào)有限公司，廣東 佛山 528251）

PC/ABS合金塑料電鍍工藝改進(jìn)

吳水茍

（佛山南海平洲高美工貿(mào)有限公司，廣東 佛山 528251）

對衛(wèi)浴產(chǎn)品用PC/ABS塑料件的電鍍工藝進(jìn)行了改進(jìn)：以酰胺類膨脹劑替代苯酚類膨脹劑進(jìn)行預(yù)粗化，以改善鍍層的完整性和外觀；在催化前采用氨基甲酸鹽類高分子有機(jī)物進(jìn)行表面調(diào)整，以減少氯化鈀催化劑的用量，提高表面沉鈀的質(zhì)量，縮短電鍍時(shí)間。改進(jìn)后的流程主要包括：預(yù)粗化，除油，親水，粗化，回收，中和，表調(diào)，預(yù)浸，催化，加速，化學(xué)沉鎳，活化，預(yù)鍍銅，鍍酸銅，鍍半光鎳，鍍光鎳，鍍鉻，烘干，包裝。以改進(jìn)后的工藝對德國拜耳Bayblend?ABS+PC 2953和臺灣奇美Wonderloy?PC/ABS PC-365塑料件進(jìn)行批量電鍍，鍍層百格結(jié)合力測試全部合格，外觀合格率達(dá)90%，每小時(shí)產(chǎn)值提高了約1 200元。

聚碳酸酯；丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚物；塑料電鍍；粗化；表面調(diào)整

Author’s address:Foshan Nanhai Pingzhou Gaomei Industrial Trade Ltd., Foshan 528251, China

1 前言

PC/ABS合金是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚物(ABS)混合而成的熱可塑性塑膠，結(jié)合了2種材料的優(yōu)異特性，既具有ABS的成型性，又具有PC的機(jī)械性、沖擊強(qiáng)度、耐溫等性質(zhì)，被廣泛使用在汽車零部件、電子、衛(wèi)浴等產(chǎn)品上。隨著市場競爭日趨激烈，人們對 PC/ABS塑料電鍍件的質(zhì)量要求越來越高，普通的塑料電鍍工藝難以滿足生產(chǎn)需求。筆者在某廠垂直式環(huán)型自動(dòng)電鍍線上電鍍衛(wèi)浴產(chǎn)品配件(PC/ABS塑料件)，其電鍍工藝流程為：

上掛─預(yù)粗化(膨脹)─上機(jī)─除油─清洗─親水─粗化─回收─清洗─中和─清洗─預(yù)浸─催化─清洗─加速─清洗─化學(xué)沉鎳─清洗─轉(zhuǎn)機(jī)─活化─清洗─預(yù)鍍銅─清洗─活化─鍍酸銅─清洗─微蝕─清洗─半光鎳─光鎳─清洗─鍍鉻─清洗─轉(zhuǎn)機(jī)烘干─QC包裝。

其中預(yù)粗化工藝采用苯酚類膨脹劑(體積分?jǐn)?shù)為60%)，有異味，溫度40 °C，時(shí)間2 min；粗化工藝采用含400 g/L CrO3的390 g/L H2SO4溶液，溫度68 °C，時(shí)間 10 min。催化工藝采用質(zhì)量濃度為 50 mg/L的PdCl2溶液，溫度25 °C，時(shí)間2 min。電鍍時(shí)間為每臂走機(jī)90 s。然而，電鍍后產(chǎn)品表面砂點(diǎn)、麻點(diǎn)較多，少量工件有不規(guī)則的點(diǎn)狀和塊狀漏鍍，外觀合格率在50%左右。此外，鍍層與基材表面的結(jié)合力也不理想，穩(wěn)定性差。因此，電鍍方法和工藝配方必須進(jìn)行改進(jìn)才能滿足電鍍質(zhì)量要求和生產(chǎn)需求。

經(jīng)研究分析，設(shè)想將預(yù)粗化所用的苯酚類膨脹劑改為無異味的酰胺類膨脹劑，改善粗化后鍍件的表面狀態(tài)，并解決催化鈀濃度高、電鍍時(shí)間長、鍍層與塑料結(jié)合力不穩(wěn)定以及外觀差等問題。選用拜耳Bayblend?ABS+PC 2953和奇美Wonderloy?PC/ABS PC-365塑料工件分別作電鍍工藝試驗(yàn)，然后進(jìn)行由小到大的批量試驗(yàn)，直至量產(chǎn)。

2 工藝分析與試驗(yàn)

2. 1 預(yù)粗化工藝試驗(yàn)情況

分別采用2種預(yù)粗化膨脹劑對2種塑膠件進(jìn)行浸泡，考察電鍍后表面鍍層的完整性。不同膨脹劑的操作條件及試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 不同預(yù)粗化處理后PC/ABS塑料件鍍層的表面狀況Table 1 Surface status of nickel coatings on PC/ABS plastics after pre-roughening by different methods

從表1可以看出試驗(yàn)6的效果最好。于是將鍍層表面完整的試驗(yàn)件做百格結(jié)合力測試，結(jié)果全部合格。因此，以試驗(yàn)6的操作條件作為預(yù)粗化最佳工藝條件。

2. 2 催化工藝的探索與試驗(yàn)

在膨脹和粗化后，PC/ABS塑料中的丁二烯顆粒因氧化而被腐蝕，聚碳酸酯也受到一定程度的腐蝕，從而導(dǎo)致塑件表面清洗困難及表面不規(guī)則，影響沉鈀前表面質(zhì)量，使鈀的吸附效果變差，通常要通過提高氯化鈀的濃度和延長鍍銅時(shí)間才能使鍍層完整覆蓋。為此，粗化后有必要對塑料件表面進(jìn)行調(diào)整處理。采用高分子有機(jī)物(氨基甲酸鹽類)調(diào)整粗化后塑件表面質(zhì)量，通過清除表面異物來改變表面狀態(tài)，提高鈀的吸附能力。采用上述最佳預(yù)粗化工藝，在粗化條件不變的條件下，改變催化劑氯化鈀的含量，并用表調(diào)劑進(jìn)行處理，試驗(yàn)條件及結(jié)果如表2所示。

從表 2可以看出，增加表調(diào)工序可以降低催化劑中氯化鈀的濃度，并能改善鍍層表面品質(zhì)，縮短電鍍時(shí)間(原每臂走機(jī)90 s，現(xiàn)為70 s)。

2. 3 新工藝流程及操作要求

工藝流程：上掛─預(yù)粗化─除油─清洗─親水─粗化─回收─清洗─中和─清洗─表調(diào)─清洗─預(yù)浸─催化─清洗─加速─清洗─化學(xué)沉鎳─清洗─轉(zhuǎn)機(jī)─活化─清洗─預(yù)鍍銅─清洗─活化─鍍酸銅─清洗─微蝕─清洗─半光鎳─光鎳─清洗─鍍鉻─清洗─轉(zhuǎn)機(jī)烘干─下掛─QC包裝。由于預(yù)粗化槽在自動(dòng)電鍍線外，為操作方便，上掛預(yù)粗化后上機(jī)轉(zhuǎn)自動(dòng)線電鍍。

表2 催化及表調(diào)工藝條件對鍍層表面質(zhì)量的影響Table 2 Effects of process conditions of catalyzing and surface conditioning on coating quality

工藝要求如下：

(1) 預(yù)粗化：膨脹劑60%(體積分?jǐn)?shù))，溫度45 °C，時(shí)間70 ～ 90 s。浸漬時(shí)采用過濾機(jī)循環(huán)過濾，使溶液流動(dòng)。

(2) 粗化工藝：CrO3400 g/L，H2SO4390 g/L，溫度68 °C，時(shí)間10 min。

(3) 表調(diào)：表調(diào)劑 45%(體積分?jǐn)?shù))，室溫，時(shí)間90 s。

(4) 催化：氯化鈀20 ～ 25 mg/L，溫度22 ～ 25 °C，時(shí)間90 s。

(5) 加速：解膠鹽40 g/L，溫度45 °C，時(shí)間60 ～90 s。

(6) 化學(xué)鎳：化學(xué)沉鎳中次磷酸鈉含量不應(yīng)過高，建議為10 ～ 12 g/L，否則反應(yīng)過快會影響鍍層表面質(zhì)量。

2. 4 試驗(yàn)驗(yàn)證

衛(wèi)浴產(chǎn)品配件先后以2 000件德囯拜耳Bayblend?ABS+PC 2953和2 000件臺灣奇美Wonderloy?PC/ABS PC-365逐次按量電鍍生產(chǎn)，效果良好。電鍍產(chǎn)品經(jīng)IPQC全檢，合格率90%以上，塑材與鍍層結(jié)合力測試100%合格。

3 PC/ABS塑料電鍍工藝改進(jìn)前后的對比

3. 1 技術(shù)指標(biāo)

原電鍍工藝小批量生產(chǎn)與改進(jìn)工藝 2次批量生產(chǎn)后的數(shù)據(jù)對比見表3。從表3可以看出，改進(jìn)工藝優(yōu)于原工藝。應(yīng)用證明，新工藝不僅可行，而且方便車間操作，有利于電鍍自動(dòng)線連續(xù)生產(chǎn)，縮短了電鍍時(shí)間，提高了產(chǎn)量，穩(wěn)定了電鍍品質(zhì)。

表3 工藝改進(jìn)前后技術(shù)指標(biāo)的對比Table 3 Comparison of technical indexes between original and improved processes

3. 2 經(jīng)濟(jì)效益

(1) 提高工效：原每小時(shí)電鍍40掛，現(xiàn)增加到52掛，每掛按人民幣100元計(jì)，每小時(shí)提高總產(chǎn)值1 200元。

(2) 降低返鍍率：不良率由原40%左右降到10%，減少了返鍍工時(shí)，降低了廢品率。

(3) 節(jié)約貴金屬氯化鈀：原工藝的催化液中含氯化鈀50 mg/L，改進(jìn)后為20 mg/L。鍍缸按1 000 L計(jì)，每缸省30 g，按鈀價(jià)112元/g計(jì)，節(jié)省3 360元。

Improvement on electroplating process for PC/ABS alloy plastic //

WU Shui-gou

A process for electroplating of PC/ABS plastic articles used for sanitary wares was improved by: (1) pre-roughening with amide-type swelling agent instead of phenol-type swelling agent to improve coating integrity and appearance; and (2) surface conditioning with carbamatetype high-molecular organic compound prior to catalysis to reduce the amount of PdCl2catalyzer, improve the quality of Pd deposit, and shorten the plating time. The improved process flow mainly includes pre-roughening, degreasing, hydrophilizing, roughening, reclaiming, neutralizing, surface conditioning; pre-dipping, catalyzing, accelerating, electroless nickel plating, activating, copper pre-plating, acid copper plating, semi-bright nickel plating, bright nickel plating, chromium plating, drying, and packaging. The results of batch plating with Bayer Bayblend?ABS+PC 2953 and Chi Mei Wonderloy?PC/ABS PC-365 plastics by the improved process showed that all products pass the cross-cut adhesion test and 90% of them have qualified appearance. The output value is raised by about 1 200 RMB per hour.

polycarbonate; acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer; plastic plating; roughening; surface conditioning

TQ153.1; TQ153.3

A

1004 – 227X (2012) 01 – 0020 – 03

2011–07–01

2011–08–05

吳水茍（1954–），男，江西吉水人，大專，電鍍工程師，技術(shù)經(jīng)理，從事電鍍30多年。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) wu200866@126.com。

[ 編輯：溫靖邦 ]