專利名稱：一種粗化液及其制備方法、一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粗化液及其制備方法、一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法，特別是涉及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物電鍍的粗化液。
背景技術(shù)：
ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)，全名為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，其名稱代號(hào)ABS是這三種單體英文名第一個(gè)字母組合，在共聚體中A和S成分構(gòu)成骨架，B成分是以極細(xì)的球狀分散在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，這種結(jié)構(gòu)使得ABS成為一種無定形高分子材料，無毒無味，且具有很好的電鍍性能，是極好的非金屬電鍍材料。ABS經(jīng)化學(xué)鍍鎳后， 既保持了制件質(zhì)量輕，又賦予了其金屬的導(dǎo)電性，耐磨性、裝飾性等功能。自20世紀(jì)60年代人們成功實(shí)現(xiàn)ABS塑料電鍍以來，塑料電鍍基本上采用的工藝方法為除油-粗化-活化-化學(xué)沉鎳(或銅)_電鍍。該工藝過程中，粗化是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，粗化的好壞直接影響到鍍層的結(jié)合力、光亮度及鍍層的完整性，粗化是實(shí)現(xiàn)活化液在ABS表面吸附的前提和獲得良好結(jié)合力的必要條件。通過粗化，可使鍍件表面具備親水性和形成適當(dāng)?shù)拇植诙龋?或使表面形成微孔狀，保證膠體鈀的吸附和鍍層的良好附著力。對于ABS塑料常見的粗化方法之一化學(xué)粗化，是用化學(xué)浸蝕劑，使塑料表面粗糙，增加表面積和生成某些極性基團(tuán)，是表面憎水性變成親水性，而且化學(xué)粗化的精度比較高，對零件的尺寸影響不大。目前廣泛應(yīng)用的粗化方法均含有六價(jià)鉻，例如鉻酐和硫酸的混合溶液，或鉻酐、硫酸、磷酸的混合液，或重鉻酸鉀、硫酸、磷酸的混合溶液。這些配方活化效果良好，但含有六價(jià)鉻，對環(huán)境和操作人員均有危害；后來人們開始提出無鉻配方方向的研究，最先提出的可代替含鉻配方的是高錳酸鉀和硫酸或高錳酸鉀和氫氧化鈉的溶液，但是高錳酸鉀和氫氧化鈉的溶液作為粗化液使用，對ABS塑料來說，具有以下的缺點(diǎn)1.高錳酸鉀+氫氧化鈉溶液粗化ABS對溫度要求較高，往往大于70攝氏度(。C )， 同時(shí)粗化時(shí)間較長，一般為10-30分鐘。2.高錳酸鉀溶液粗化ABS效果不太理想，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致膠體鈀活化不理想，常有基材漏鍍，鍍層易起泡，結(jié)合力不良的缺陷。3.高錳酸鉀粗化后，會(huì)在ABS表面留下褐色的二氧化錳沉淀。需要進(jìn)一步處理除去，若除不干凈則會(huì)對后面的處理造成很大影響。4.高錳酸鉀粗化液的壽命較短，往往底部很快就會(huì)有大量二氧化錳等沉淀物，使用幾次效果就很差了，在工業(yè)上利用價(jià)值不大。5.高錳酸鉀的排放物會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了一種更環(huán)保合適的粗化液及其制備方法，解決了上述問題
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中粗化液存在對環(huán)境和操作人員危害的問題，本發(fā)明的目的是提供一種ABS粗化液，該粗化液不含六價(jià)鉻和高錳酸鉀，降低了粗化工藝對環(huán)境和操作人員的危害。本發(fā)明提供了一種ABS粗化液，其中，所述粗化液為含有高鐵酸鉀，間硝基苯磺酸鈉，氫氧化鈉的水溶液。本發(fā)明還提供一種粗化液的制備方法，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶后再加入高鐵酸鉀溶解。本發(fā)明還提供一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面依次進(jìn)行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學(xué)鍍鎳、電鍍， 所述粗化為將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物放入粗化液中進(jìn)行化學(xué)粗化，所述的粗化液為本發(fā)明提供的粗化液。本發(fā)明提供的ABS粗化液在ABS塑膠電鍍工藝中，具有良好的粗化效果，不含鉻和高錳酸鉀，減少了對環(huán)境的污染，提高了工業(yè)利用價(jià)值，降低了對操作人員身體的傷害，同時(shí)降低了廢液處理成本。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種ABS粗化液，其中，所述粗化液為含有高鐵酸鉀，間硝基苯磺酸鈉，氫氧化鈉的水溶液。所述的粗化液中的高鐵酸鉀的含量為50_300g/L、間硝基苯磺酸鈉的含量為 10-100g/L、氫氧化鈉的含量為l-10g/L。根據(jù)本發(fā)明提供的粗化溶液，高鐵酸鉀是主氧化劑，對ABS塑料表面組分丁二烯具有強(qiáng)大的破壞作用，具有高于六價(jià)鉻和高錳酸鉀的氧化性，起到高強(qiáng)度氧化劑的作用，保證粗化的效果；間硝基苯磺酸鈉作為一般性強(qiáng)氧化劑，與高鐵酸鉀起化學(xué)協(xié)同作用，保證粗化的表面凹坑有大有小，細(xì)致緊密，提高鍍層的結(jié)合力。所述的粗化液還含丙酮，所述的粗化液中的丙酮的含量為l-10g/L。所述粗化液還含十二烷基苯磺酸鈉，所述的粗化液中的十二烷基苯磺酸鈉的含量為 0.5-lg/L。所述粗化液還含硅酸鈉，所述的粗化液中的硅酸鈉的含量為10_50g/L。根據(jù)本發(fā)明提供的粗化液，硅酸鈉起高鐵酸鉀穩(wěn)定劑的作用，避免高鐵酸鉀水解失效，以提高壽命，同時(shí)硅酸鈉有一定的絮凝作用，把溶解出來的部分塑料絮凝在底部除去，進(jìn)一步提高粗化液的壽命；十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑使用，降低粗化液在基材上的表面張力，提高粗化的效果，保證粗化的均勻一致性；氫氧化鈉用于調(diào)節(jié)粗化液PH值； 丙酮對ABS表面有一定的溶脹作用，提高粗化的效果。本發(fā)明還提供一種粗化液的制備方法，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶后再加入高鐵酸鉀溶解。本發(fā)明還提供一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面依次進(jìn)行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學(xué)鍍鎳、電鍍， 所述粗化為將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物放入粗化液中進(jìn)行化學(xué)粗化，所述的粗化液為上述的粗化液。
所述化學(xué)粗化為將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物放入溫度為40-60°C的粗化液浸泡5-15分鐘。具體地，將需要化學(xué)鍍鎳的ABS塑膠件通過除油除蠟等工序清潔干凈后，浸入溫度為40-60°C的本發(fā)明所述粗化液5-15分鐘，將ABS粗化，粗化后，普通酸洗后可通過本領(lǐng)域公開的各種鈀活化方法使ABS活化，然后采用本領(lǐng)域公開的化學(xué)鍍鎳方法進(jìn)行ABS化學(xué)鍍鎳、電鍍。根據(jù)本發(fā)明提供的ABS粗化溶液，可以適用于各種電鍍級ABS，所述的電鍍級的 ABS為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的電鍍級ABS，即ABS中B的含量大于10%。例如牌號(hào)為 CR250(LG甬興)、710H(錦湖日麗)、711(錦湖日麗)、726(臺(tái)灣奇美)727(臺(tái)灣奇美)、 3001M(日本 UMG)等。本配方優(yōu)特點(diǎn)配置方法簡單，低溫環(huán)保，壽命較高，對ABS塑料具有很強(qiáng)的粗化能力，是代替六價(jià)鉻溶液和高錳酸鉀溶液的有效粗化液。下面采用具體實(shí)施例的方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1采用的樣品是CR250注塑ABS試樣。1、除蠟、除油采用市售或本領(lǐng)域公開除蠟液和除油液除蠟、除油，用大量自來水沖洗干凈后， 再用純水清洗。例如可以使用安美特化學(xué)有限公司生產(chǎn)的萬用除蠟水BCR和熱浸除油粉 U-154 (DR)。2、粗化將75g間硝基苯磺酸鈉、IOg氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將 200g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL 配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入50°C的該粗化液中7分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。3、酸洗將上述粗化后的試樣用清水洗干凈，再用5%硫酸洗凈即可。4、活化將上述粗化后的試樣采用本領(lǐng)域公開的活化方法活化。例如將上述步驟3得到的試樣在室溫的塑料電鍍PL(安美特化學(xué)有限公司)活化液中浸泡3分鐘。用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗干凈后浸入塑料AK加速劑解膠。然后用自來水將樣品沖洗干凈， 再用純水清洗。5、化學(xué)鍍鎳將上述活化處理后的樣品采用本領(lǐng)域公開的堿性化學(xué)鎳溶液化學(xué)鍍鎳。例如將上述處理的試樣浸入45°C的Noviganth NI HC(安美特化學(xué)有限公司)鍍鎳溶液中15min 中后，用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗，烘干或吹干即可。最終得到附著有淺灰色厚度為0. 9微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣Al。實(shí)施例2采用的樣品同實(shí)施例1。
所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本實(shí)施例所采用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶于 500mL純凈水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B 液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入50°C 的該粗化液中7分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣A2。實(shí)施例3采用的樣品同實(shí)施例1。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。
本實(shí)施例所采用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入50°C的該粗化液中7分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣A3。實(shí)施例4采用的樣品同實(shí)施例1。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本實(shí)施例所采用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、50g 硅酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。 將上述清洗干凈的試樣浸入50°C的該粗化液中7分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣A4。實(shí)施例5采用的樣品同實(shí)施例1。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本實(shí)施例所采用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、50g 硅酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。 將上述清洗干凈的試樣浸入60°C的該粗化液中5分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣A5。實(shí)施例6采用的樣品同實(shí)施例1。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本實(shí)施例所采用的粗化液是將55g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、IOg 硅酸鈉、IOg丙酮、Ig氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將170g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入40°C的該粗化液中15分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 01微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣A6。實(shí)施例7采用的樣品同實(shí)施例1。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本實(shí)施例所采用的粗化液是將IOOg間硝基苯磺酸鈉、0. 5g十二烷基苯磺酸鈉、 IOg硅酸鈉、5g丙酮、5g氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將300g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入40°C的該粗化液中8分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 12微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣A7。實(shí)施例8采用的樣品同實(shí)施例1。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本實(shí)施例所采用的粗化液是將IOg間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、25g 硅酸鈉、IOg丙酮、Ig氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將170g高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液。將上述清洗干凈的試樣浸入50°C的該粗化液中15 分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 02微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣A8。對比例1采用的樣品與實(shí)施例2的相同。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本對比例所采用的粗化液是將400g的重鉻酸鉀、400g的98%濃硫酸、乙醇Ig 加純水至IL經(jīng)攪拌配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入68°C的該粗化液中10分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 11微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣Si。對比例2采用的樣品與實(shí)施例1的相同。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本對比例所采用的粗化液是將400g的高錳酸鉀、50g氫氧化鈉加純水至IL經(jīng)攪拌配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入70°C的該粗化液中20分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 01微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣S2。對比例3采用的樣品與實(shí)施例1的相同。所采用的除油除蠟、酸化、活化，化學(xué)鍍鎳方法同實(shí)施例1，不同的是粗化方法。本對比例所采用的粗化液是將50g間硝基苯磺酸鈉、0. 5g十二烷基苯磺酸鈉、 25g硅酸鈉、Ig丙酮、2g氫氧化鈉溶于500mL純凈水溶液中，配置成A液；將IOOg高鐵酸鉀溶于300mL純凈水中溶解后配制成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗干凈的試樣浸入30°C的該粗化液中10分鐘。然后用自來水將樣品沖洗干凈，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 10微米的化學(xué)鍍鎳層的ABS試樣S3。性能測試1、附著力采用冷熱沖擊實(shí)驗(yàn)對附著力進(jìn)行測試。冷熱沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)為慶聲科技股份有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為KSKB-415TBS。檢測方法為(1)試樣在高溫80士2°C保持3小時(shí)，常溫保持0. 5小時(shí)，低溫_40士2°C保持2小時(shí)，常溫保持0.5小時(shí)。(2)以上為一個(gè)周期，重復(fù)5個(gè)循環(huán)，完成后常溫放置2小時(shí)肉眼觀察檢查。2、活化后表面鈀吸附量以X射線光電子能譜儀(VG，Thermo VG ESCA LAB 250)測試。測試方法為本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的活化后表面鈀吸附量，GB19500-2004。3、從試片浸漬于化學(xué)鍍銅液起到試片表面產(chǎn)生氣泡所需時(shí)間為引發(fā)時(shí)間；從試片浸漬于鍍液起到試片完全鍍覆銅所需時(shí)間為完全鍍覆時(shí)間。將實(shí)施例1-8和對比例1-3中所得到的附著有化學(xué)鍍鎳的ABS試樣按照上述方法進(jìn)行性能測試，所得結(jié)果列于表1中。
權(quán)利要求
1.一種粗化液，所述粗化液為含有高鐵酸鉀，間硝基苯磺酸鈉，氫氧化鈉的水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗化液，其特征在于，所述粗化液中，高鐵酸鉀的含量為 50-300g/L、間硝基苯磺酸鈉的含量為10-100g/L、氫氧化鈉的含量為l-10g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗化液，其特征在于，所述粗化液還含丙酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粗化液，其特征在于，所述粗化液中，丙酮的含量為l-10g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粗化液，其特征在于，所述粗化液還含十二烷基苯磺酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粗化液，其特征在于，所述粗化液中，十二烷基苯磺酸鈉的含量為 0. 5-lg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粗化液，其特征在于，所述粗化液還含硅酸鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粗化液，其特征在于，所述粗化液中，硅酸鈉的含量為 10-50g/L。
9.一種權(quán)利要求1所述的粗化液的制備方法，其特征在于，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶后再加入高鐵酸鉀溶解。
10.一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面依次進(jìn)行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學(xué)鍍鎳、電鍍，所述粗化為將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物放入粗化液中進(jìn)行化學(xué)粗化，所述的粗化液為權(quán)利要求 1-8任一項(xiàng)所述的粗化液。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法，所述化學(xué)粗化為將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物放入溫度為40-60°C的粗化液浸泡5-15 分鐘。
全文摘要
一種粗化液，所述粗化液為含有高鐵酸鉀，間硝基苯磺酸鈉，氫氧化鈉的水溶液。本發(fā)明還提供一種粗化液的制備方法，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶后再加入高鐵酸鉀溶解。本發(fā)明還提供一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面依次進(jìn)行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學(xué)鍍鎳、電鍍，所述粗化為將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物放入粗化液中進(jìn)行化學(xué)粗化，所述的粗化液為上述的粗化液。本發(fā)明提供的粗化液在ABS塑膠電鍍工藝中，具有良好的粗化效果，減少了對環(huán)境的污染，提高了工業(yè)利用價(jià)值，同時(shí)降低了廢液處理成本。
文檔編號(hào)C23C18/32GK102534577SQ201010586468
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者林宏業(yè), 連俊蘭, 韋家亮 申請人:比亞迪股份有限公司