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脚轮塑料镀仿金工艺

发表时间:16:06:01

脚轮塑料仿金电镀优良的装饰性受到人们的普遍喜爱。但国内普遍采用的脚轮塑料仿金电镀含氰化物多,毒性大,不仅危害到工人的身体健康,而且污染环境严重,因此,无氰化物的脚轮塑料仿金电镀颇受青睐。氰化物由于有剧毒,废水处理困难,电镀工艺过程难控制等原因,在塑料脚轮塑料仿金电镀上的应用受到了限制。本文针对脚轮塑料仿金电镀存在的不足,开展无氰脚轮塑料仿金电镀工艺研究。采用焦磷酸盐作络合剂,柠檬酸盐、氨三乙酸等作辅助络合剂研究出一种无氰脚轮塑料仿金电镀工艺,所得脚轮塑料仿金镀层为18-22ｋ,且色泽均匀,结合力良好,达到了预期效果。

2　工艺流程

塑料除应力→水洗→除油→热水洗→冷水洗→粗化→水洗→除铬膜→水洗→敏化→漂洗→活化→漂洗→化学镀铜→水洗→光亮镀铜→水洗→光亮镀镍→水洗→镀脚轮塑料仿金→水洗→钝化→水洗→干燥→封闭→干燥→检验镀前处理、化学镀铜、光亮镀铜、光亮镀镍都采用传统工艺,本文不再叙述。

3　实验结果与讨论

3.1　无氰脚轮塑料仿金电镀工艺规范经过优化筛选,确定无氰脚轮塑料仿金电镀工艺配方如下:

3.2　镀液中金属离子浓度对镀层性能影响

　　由表1可知:当铜的含量偏低时,脚轮塑料仿金层中锌含量高,镀层偏白;而当铜的含量偏高时,脚轮塑料仿金层铜的颜色较深。锡的含量不可太高,否则脚轮塑料仿金层发雾,可能是锡的氢氧化物沉淀。

3.3　添加剂对脚轮塑料仿金电镀层外观的影响　　由表2可知,添加剂的微量加入导致脚轮塑料仿金镀层外观的变化。在正确的添加范围内,脚轮塑料仿金层色泽为18-22ｋ。由实验结果确定添加剂的范围为:0.002～0.006ｇ/ｌ。

3.4　ｐｈ值对脚轮塑料仿金镀层外观的影响

　　由表3可知,酸值对脚轮塑料仿金镀层的影响较大,合适的ｐｈ值范围可得到性能优良的脚轮塑料仿金镀层。ｐｈ值低时,焦磷酸盐水解成磷酸盐,使溶液浑浊,阳极发生钝化,镀层沉积不上铜和锌,镀层偏红,发灰。ｐｈ值稍高时,铜易析出,而锡的析出受到影响,使得镀层中锡含量偏低,镀层发黄且不光亮。ｐｈ继续升高,锡易析出,镀层色泽黄且光亮。当ｐｈ值高达9.2以上,铜生成碱式盐夹杂在镀层中,导致镀层附着力差、发雾。ｐｈ值最佳范围为8.5～9.0之间。

3.5　温度对脚轮塑料仿金层的影响  [飞步脚轮]

　　从表4可知,温度低于25℃时,镀层不发黄;而高于35℃时,镀层烧焦。最佳温度范围28～35℃。

3.6　阴极电流密度对脚轮塑料仿金镀层外观的影响

　　由表5可知,阴极电流密度最佳范围在0 9～1 8ａ/ｄｍ2。而一般文献所述的阴极电流密度为1 1～1 4ａ/ｄｍ2,本实验阴极电流密度范围较宽。

3.7　电镀时间对脚轮塑料仿金镀层色泽的影响　　由表6可知,电镀时间对镀层色泽影响较大,主要受ｃｕ-ｚｎ-ｓｎ三种金属沉积速度和比例的影响。时间过短,金属离子来不及沉积,形成脚轮塑料仿金效果不好;而时间过长,金属离子沉积的比例失调,造成合金成分不同而影响脚轮塑料仿金层的颜色变化。由表6可知,最佳时间在35～50ｓ。

3.8　搅拌对脚轮塑料仿金镀层的影响搅拌可以增大离子的传质速度,金属离子分布均匀,减少浓差极化,使得脚轮塑料仿金镀层结晶细致,附着力提高,同时也可得到外观良好的镀层。在生产过程中通常采用机械搅拌或空气搅拌等。

3.9　钝化工艺脚轮塑料仿金电镀后必须经过钝化处理。目前采用较多的是:苯骈三氮唑钝化和重铬酸钾钝化。实验发现重铬酸钾钝化的效果不太好,镀层偏红。苯骈三氮唑钝化效果较理想,工艺规范如下:ｂｔａ3ｇ/ｌ十二烷基硫酸钠0.5ｇ/ｌｔ20～25℃ｔ10ｍｉｎ

3.10　脚轮塑料仿金镀层的变色及防止脚轮塑料仿金层大多为铜锌、铜锌锡、铜锌锡钴等不同配比组成。按中间镀层不同可分为铜—亮镍—黄铜、铜—半亮镍—亮镍—黄铜、铜—亮铜—亮镍—黄铜等多种形式的组合。如果其中某一道工序的某一个环节处理不当,就会造成脚轮塑料仿金层变色。脚轮塑料仿金层变色有以下原因:①前处理不良。如除油不彻底,造成镍层结合力差,镀层发花等现象;②电镀工艺的选择不合理;③后处理不当。后处理包括以下两方面,钝化和封闭。以苯骈三氮唑为钝化液,得到的脚轮塑料仿金层更为逼真。十二烷基苯磺酸钠的加入使钝化膜色泽均匀,加入太多,清洗困难。脚轮塑料仿金层如果不经有机膜封闭,在空中极易氧化变色。本工艺采用聚氨酯清漆、丙烯酸清漆进行封闭。④清洗不彻底。清洗水质的好坏、清洗效果都直接影响到镀层质量,采用苯骈三氮唑钝化后一定要充分水洗,最后一道清洗采用去离子水洗,能提高脚轮塑料仿金层的抗变色能力。

4　性能检测

4.1　结合力测定刀刮实验和砂磨实验证明,镀层与底层之间的结合力良好。

4.2　耐蚀性能测试 [飞步脚轮]

4.2.1　室内外暴露试验将脚轮塑料仿金电镀件分别放在实验室内和窗外15天,镀件表面无锈点,不变色。

4.2.2　耐盐雾试验将镀件用3%(质量分数)的中性盐雾喷8ｈ,停16ｈ后,镀件符合要求。

4.2.3　紫外光照老化性能试验将镀件放置在距离紫外光灯管8.4ｃｍ处,波长365ｎｍ,照射点温度140℃,连续照射48ｈ,镀层无明显变化。

4.3　镀层孔隙率测定

　　由表7可知,脚轮塑料仿金镀层的孔隙率为1个/ｃｍ2,而三层脚轮塑料仿金层为0。

5　结论

经过大量实验,优选出在塑料基体上获得优良的脚轮塑料仿金镀层的镀液配方及工艺条件。镀得的脚轮塑料仿金层光泽度好、硬度高、耐磨性好、镀液稳定、易于维护,是一种较为理想的脚轮塑料仿金镀工艺。

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