專利名稱:一種汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電鍍技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法。
背景技術(shù):
電鍍黑鉻是鍍鉻體系中一種特殊的鍍種,黑鉻在具有強(qiáng)氧化性的鉻酸中,經(jīng)強(qiáng)烈的電子得失而獲得彌散于三氧化二鉻水化物中的金屬鉻。金屬鉻形成嵌件式的鍍層,該鍍層呈樹枝狀結(jié)構(gòu),結(jié)晶疏松,對入射光波全部吸收,致使鍍層呈黑色。由于黑鉻層的穩(wěn)定性高,被廣泛地應(yīng)用于汽車零部件、光學(xué)儀器、照相器材、武器裝備等應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)中在塑膠表面有鍍飾六價鉻和鍍飾三價鉻,但是電鍍六價鉻鍍層分布不均勻,結(jié)合力查、對環(huán)保和人體健康危害較大?,F(xiàn)有技術(shù)中的汽車裝飾條用塑膠表面采用鍍?nèi)齼r鉻的工藝,如中國專利申請(公開號為CN102242384A):涉及一種塑膠表面電鍍?nèi)齼r鉻 工藝,該工藝包括清除表面油脂、表面微觀粗化處理、還原處理、膠體鈀活化、解膠處理、鍍化學(xué)鎳、鍍瓦特鎳、鍍亮銅、鍍亮鎳、鍍?nèi)齼r鉻等步驟。雖然該工藝通過在鍍?nèi)齼r鉻之前對塑膠表面進(jìn)行多次處理從而達(dá)到鍍層穩(wěn)定、均勻的效果。但是在鍍?nèi)齼r鉻之前,塑膠表面處理不到位,造成鍍層深鍍能力差、鍍層易發(fā)脆、使用壽命短。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于,針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足,提出一種電鍍性能較好、鍍層穩(wěn)定、綠色環(huán)保的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是,提出一種汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,該方法包括步驟A、將汽車裝飾條用塑膠在氫氧化鈉NaOH、碳酸鈉Na2CO3和硅酸鈉Na2SiO3混合溶液中清洗去除油脂,去除油脂后浸入鉻酸酐CrO3和硫酸H2SO4混合液中進(jìn)行表面粗化處理,然后放入鹽酸溶液中進(jìn)行表面中和,中和后采用膠體鈀溶液進(jìn)行表面活化處理,接著在硫酸H2SO4溶液中進(jìn)行表面加速處理;B、將上述表面處理后的塑膠在含有硫酸鎳Ni2SO4、次亞磷酸鈉Na2PO3和檸檬酸鈉C6H5Na3O7的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)沉鎳,然后在含有含水硫酸鎳Ni2S04-7H20、含水氯化鎳NiCl2-6H20、硼酸H3BO3混合溶液中進(jìn)行鍍打底鎳;C、將上述處理后的塑膠放入硫酸銅CuSO4和硫酸H2SO4混合溶液中,進(jìn)行鍍酸銅處理,接著依次進(jìn)行鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳,鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳鍍液的主要成分一樣,均為含水硫酸鎳Ni2S04-7H20、含水氯化鎳NiCl2-6H20和硼酸H3BO3混合溶液;D、最后在三價鉻基硫酸鉻Cr2 (SO4) 3,穩(wěn)定劑H2SiF4,潤濕劑CH3 (CH2) nSO3Na,硼酸H3BO3混合溶液中鍍?nèi)齼r黑鉻。作為優(yōu)選,步驟A中所述的去油脂混合溶液中各成分濃度氫氧化鈉NaOH的濃度為2(T35g/L,碳酸鈉Na2CO3的濃度為2(T38g/L,硅酸鈉Na2SiO3的濃度為55 93g/L。
表面去油脂步驟能清楚汽車裝飾條用塑膠表面的油污和其他雜質(zhì),促使表面粗化均勻,提高鍍層結(jié)合力。作為優(yōu)選,步驟A中所述的表面粗化處理混合液中各組分的濃度鉻酸酐CrO3的濃度為12(T280g/L,硫酸H2SO4的濃度為21(T340g/L ;進(jìn)一步優(yōu)選,鉻酸酐CrO3的濃度為150 230g/L,硫酸 H2SO4 的濃度為 210 270g/L。鉻酸酐CrO3是鍍液中的主鹽,通過氧化-還原反應(yīng)及電子得失的機(jī)理在汽車裝飾條用塑膠表面沉積出金屬鉻以及生產(chǎn)三氧化二鉻水化物等,使得鍍層發(fā)黑。鉻酸酐CrO3對鍍液的深鍍能力有較大影響,若鉻酸酐CrO3含量高,則深鍍能力強(qiáng),結(jié)晶細(xì)致,但是若鉻酸酐CrO3含量過高,則會使得鍍層的硬度下降。另外,鉻酸酐CrO3和硫酸H2SO4作為腐蝕劑能在腐蝕汽車裝飾條用塑膠表面以在汽車裝飾條用塑膠表面形成微觀粗糙表面,以確?;瘜W(xué)鍍時所需要的“鎖扣效應(yīng)”,以此提 高汽車裝飾條用塑膠表面與鍍層的結(jié)合力。然而硫酸根會降低鍍層的顏色性能,使得鍍層發(fā)黃,為了能同時達(dá)到腐蝕汽車裝飾條用塑膠表面和降低有害影響,需要精確配置硫酸的含量。作為優(yōu)選,步驟A中所述的表面中和處理的鹽酸溶液濃度為18飛8g/L。表面中和處理主要是去除表面粗化處理過程中產(chǎn)生的六價鉻,防止六價鉻污染后續(xù)工藝。作為優(yōu)選,步驟A中所述的表面活化處理的膠體鈀溶液中各組分的濃度氯化鈀PdCl2的濃度為I. Γ1. 9g/L,氯化亞錫SnCl2的濃度為I. 2 4. 5g/L ;進(jìn)一步優(yōu)選,氯化鈀PdCl2的濃度為I. 4 1· 7g/L,氯化亞錫SnCl2的濃度為3. I 4. 5g/L。膠體鈀溶液中,氯化鈀覆蓋于汽車裝飾條用塑膠表面,為后續(xù)的化學(xué)鎳提供催化中心,而氯化亞錫的錫離子則能以化合態(tài)的基團(tuán)沉積在鈀離子周圍,避免鈀離子在水中或空氣中氧化和脫落,能增加膠體鈀溶液的使用周期。作為優(yōu)選,步驟A中所述的表面加速處理的硫酸H2SO4溶液濃度為25 82g/L。表面加速處理是指利用硫酸去除膠體鈀溶液中包覆于鈀周圍的氯化亞錫,將金屬鈀顆粒暴露出來,使得后續(xù)化學(xué)沉鎳工藝更為順暢。作為優(yōu)選,步驟B中所述的化學(xué)沉鎳混合溶液中各組分濃度硫酸鎳Ni2SO4的濃度為15 28g/L,次亞磷酸鈉Na2PO3的濃度為23 32g/L,檸檬酸鈉C6H5Na3O7的濃度為ll 24g/L ;進(jìn)一步優(yōu)選,硫酸鎳Ni2SO4的濃度為22 28g/L,次亞磷酸鈉Na2PO3的濃度為23 27g/L,檸檬酸鈉C6H5Na3O7的濃度為ll 24g/L?;瘜W(xué)沉鎳是指在汽車裝飾條用塑膠表面具有催化活性的金屬鈀上沉積一層薄的導(dǎo)電層,便于后續(xù)電鍍各種金屬。化學(xué)沉鎳過程中,硫酸鎳提供鎳元素;次亞磷酸鈉為強(qiáng)還原劑,其將硫酸鎳中的鎳離子(Ni2+)還原成金屬鎳;檸檬酸鈉為緩沖劑,其使得次亞磷酸鈉還原鎳離子的反應(yīng)更為平緩。本發(fā)明中,采用檸檬酸鈉作為緩沖劑,取代了現(xiàn)有的硼酸,檸檬酸鈉對環(huán)境更友好且成本更低,并且通過本發(fā)明的試驗(yàn),檸檬酸鈉的緩沖能量還強(qiáng)于硼酸,這主要是因?yàn)闄幟仕徕c中存在自由的檸檬酸,能提供氫離子和氫氧離子。作為優(yōu)選,步驟B中所述的鍍打底鎳的混合溶液中各組分濃度含水硫酸鎳Ni2S04-7H20的濃度為87 120g/L,含水氯化鎳NiCl2_6H20的濃度為5 84g/L,硼酸H3BO3的濃度為6r79g/L ;進(jìn)一步優(yōu)選,含水硫酸鎳Ni2S04-7H20的濃度為9ril0g/L,含水氯化鎳NiCl2-6H20的濃度為51 84g/L,硼酸H3BO3的濃度為68 72g/L。在化學(xué)沉鎳中,已經(jīng)通過氧化還原反應(yīng)使得汽車裝飾條用塑膠表面覆蓋了一層較薄的導(dǎo)電的鎳層;而在鍍打底鎳中,則采用電化學(xué)的方法在化學(xué)鎳上鍍上一層鎳,進(jìn)一步加強(qiáng)鍍層的導(dǎo)電性。本步驟中,含水硫酸鎳Ni2S04-7H20、含水氯化鎳NiCl2-6H20提供電化學(xué)反應(yīng)所需鎳離子。作為優(yōu)選,步驟C中所述的鍍酸銅的混合溶液中各組分濃度硫酸銅CuSO4的濃度為85 116g/L,硫酸H2SO4的濃度為65 85g/L。進(jìn)一步優(yōu)選,硫酸銅CuSO4的濃度為110 116g/L,硫酸H2SO4的濃度為65 80g/L。
鍍酸銅的目的是利用硫酸銅的特性以提高汽車裝飾條用塑膠表面的光亮度和平整性,并且還能提高鍍層整體的韌性。這是因?yàn)殂~鍍層相比鎳鍍層和其他金屬鍍層,其延展性更好,因此鍍上酸銅層后,整體鍍層的韌性和整平性得到提高。步驟C中所述的依次鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳的工藝步驟中,鍍液的主要成分一樣,各組分的濃度為含水硫酸鎳Ni2S04-7H20的濃度為150 240g/L,含水氯化鎳Nicl2-6H20的濃度為55 85g/L,硼酸H3BO3的濃度為I 3g/L ;其中鍍半光鎳步驟中鍍液還添加有丁炔二醇添加劑,鍍?nèi)怄囍绣円哼€添加有鄰磺酰苯甲酰亞胺鈉添加劑,鍍微孔鎳中鍍液還添加有2-磺酸基鈉苯甲醛添加劑。鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳中鍍液成分一樣,添加劑不同,從而使得形成的鍍層結(jié)構(gòu)不一樣,使得各步驟均起到不同的作用。具體地,鍍半光鎳是指在汽車裝飾條用塑膠表面鍍一層半光亮的鎳層,半光鎳鍍層為柱狀結(jié)構(gòu),可以提高鍍層的抗蝕性;而且這層電鍍鎳具有好良的整平性和低孔隙率。鍍?nèi)怄囀侵冈谄囇b飾條用塑膠表面鍍一層全光亮的鎳層,全光鎳鍍層為層狀結(jié)構(gòu),可以提高鍍層的光亮度。鍍微孔鎳是指在汽車裝飾條用塑膠表面鍍一層均勻的含有無數(shù)個不導(dǎo)電微粒的鍍層,可以分散腐蝕電流,降低腐蝕電流密度,進(jìn)一步提高鍍層抗腐蝕性。另外,在鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳步驟中,穩(wěn)定劑均采用了硼酸而非在化學(xué)沉鎳和鍍打底鎳步驟中的檸檬酸鈉。這是因?yàn)樵阱儼牍怄?、全光鎳和微孔鎳步驟時更關(guān)注鍍層的深鍍能力以及鍍層的致密性,在化學(xué)沉鎳和鍍打底鎳步驟中,鎳鍍層主要起輔助作用。在鍍液中,硼酸不僅能起到穩(wěn)定劑鍍液的作用,而且能提高鍍液的覆蓋能力和深鍍能力,提高鍍層致密性。因此硼酸的選取需要綜合考量環(huán)境因素與其對鍍層的改良因素。作為優(yōu)選,步驟D中所述的鍍?nèi)齼r黑鉻混合溶液中的各組分濃度三價鉻基硫酸鉻Cr2 (SO4) 3的濃度為85 165g/L,穩(wěn)定劑H2SiF4的濃度為25 55ml/L,潤濕劑CH3(CH2)11SO3Na的濃度為5 65ml/L,硼酸H3BO3的濃度為15 35g/L。進(jìn)一步優(yōu)選,三價鉻基硫酸鉻Cr2(SO4)3的濃度為12(Tl50g/L,穩(wěn)定劑H2SiF4的濃度為25 50ml/L,潤濕劑CH3(CH2)11SO3Na 的濃度為 27 65ml/L,硼酸 H3BO3 的濃度為 15 35g/L。在鍍?nèi)齼r黑鉻步驟中,穩(wěn)定劑H2SiF4用于與三價鉻形成穩(wěn)定的化合物,其濃度若過高會影響走位,若過低則易在鍍層表面出現(xiàn)黑色條紋或者引起色澤不均勻;潤濕劑CH3(CH2)11SO3Na能降低液相與固相的表面張力、提高走位;硼酸作為緩沖劑使用,還能兼顧穩(wěn)定劑作用。三價鉻基硫酸鉻Cr2 (SO4) 3提供三價鉻離子,不同于現(xiàn)有的六價鉻離子,三價鉻離子具有無毒、環(huán)保的特性。
本發(fā)明通過汽車裝飾條用塑膠工件表面用超聲波除脂、粗化、中和、膠體鈀活化和加速等工藝處理,為后續(xù)電鍍銅、鎳及最終的三價黑鉻打下基礎(chǔ)工藝穩(wěn)定,配方合理。另外,本發(fā)明在配方選取時盡量選用對環(huán)境影響小的鍍液,使得電鍍工藝更為環(huán)保。進(jìn)一步地,本發(fā)明在最終電鍍?nèi)齼r黑鉻之前還有鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳的步驟,使得最終形成的鍍層更加穩(wěn)定,色澤光滑、均勻,使用壽命更長。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述,但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。本發(fā)明的汽車裝飾條用塑膠包括各類ABS、PC、PP、PVC、PET等材料制成的汽車裝飾條用塑膠工件。在上述汽車裝飾條用塑膠工件上電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法包括如下步驟(I)表面去油脂在氫氧化鈉NaOH、碳酸鈉Na2CO3和Na2SiO3混合溶液中清洗處理。本步驟中,混合溶液中各組分在不同實(shí)施例中的濃度配比見表一表一
權(quán)利要求
1.一種汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,該方法包括步驟 A、將汽車裝飾條用塑膠在氫氧化鈉NaOH、碳酸鈉Na2CO3和硅酸鈉Na2SiO3混合溶液中清洗去除油脂,去除油脂后浸入鉻酸酐CrO3和硫酸H2SO4混合液中進(jìn)行表面粗化處理,然后放入鹽酸溶液中進(jìn)行表面中和,中和后采用膠體鈀溶液進(jìn)行表面活化處理,接著在硫酸H2SO4溶液中進(jìn)行表面加速處理; B、將上述表面處理后的塑膠在含有硫酸鎳Ni2SO4、次亞磷酸鈉Na2PO3和檸檬酸鈉C6H5Na3O7的混合溶液中進(jìn)行化學(xué)沉鎳,然后在含有含水硫酸鎳Ni2S04-7H20、含水氯化鎳NiCl2-6H20、硼酸H3BO3混合溶液中進(jìn)行鍍打底鎳; C、將上述處理后的塑膠放入硫酸銅CuSO4和硫酸H2SO4混合溶液中,進(jìn)行鍍酸銅處理,接著依次進(jìn)行鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳,鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳鍍液的主要成分一樣,均為含水硫酸鎳Ni2S04-7H20、含水氯化鎳NiCl2-6H20和硼酸H3BO3混合溶液; D、最后在三價鉻基硫酸鉻Cr2(SO4) 3,穩(wěn)定劑H2SiF4,潤濕劑CH3 (CH2) nSO3Na,硼酸H3BO3混合溶液中鍍?nèi)齼r黑鉻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟A中所述的去油脂混合溶液中各組分及其濃度為氫氧化鈉NaOH的濃度為2(T35g/L,碳酸鈉Na2CO3的濃度為2(T38g/L,硅酸鈉Na2SiO3的濃度為55、3g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟A中所述的表面粗化處理混合液中各組分及其濃度為鉻酸酐CrO3的濃度為120 280g/L,硫酸 H2SO4 的濃度為 210 340g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟A中所述的表面活化處理的膠體鈀溶液中各組分及其濃度為氯化鈀PdCl2的濃度為I. I I. 9g/L,氯化亞錫SnCl2的濃度為I. 2 4. 5g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟B中所述的化學(xué)沉鎳混合溶液中各組分及其濃度為硫酸鎳Ni2SO4的濃度為15 28g/L,次亞磷酸鈉Na2PO3的濃度為23 32g/L,檸檬酸鈉C6H5Na3O7的濃度為if 24g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟B中所述的鍍打底鎳的混合溶液中各組分及其濃度為含水硫酸鎳Ni2S04-7H20的濃度為87 120g/L,含水氯化鎳NiCl2-6H20的濃度為5 84g/L,硼酸H3BO3的濃度為64 79g/L0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟C中所述的鍍酸銅的混合溶液中各組分及其濃度為硫酸銅CuSO4的濃度為85 116g/L,硫酸H2SO4的濃度為65 85g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或7所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟C中所述的鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳的工藝中混合溶液中各組分及其濃度為為含水硫酸鎳15(T240g/L,含水氯化鎳55 85g/L,硼酸1 3g/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟C中所述的依次鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳的工藝步驟中,鍍液的各組分及其濃度為含水硫酸鎳Ni2S04-7H20的濃度為15(T240g/L,含水氯化鎳Nicl2-6H20的濃度為55 85g/L,硼酸H3BO3的濃度為f 3g/L ;其中鍍半光鎳步驟中鍍液還添加有丁炔二醇添加劑,鍍?nèi)怄囍绣円哼€添加有鄰磺酰苯甲酰亞胺鈉添加劑,鍍微孔鎳中鍍液還添加有2-磺酸基鈉苯甲醛添加劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法,其特征在于步驟D中所述的鍍?nèi)齼r黑鉻混合溶液中的各組分及其濃度為三價鉻基硫酸鉻Cr2 (SO4)3的濃度為85 165g/L,穩(wěn)定劑H2SiF4的濃度為25 55ml/L,潤濕劑CH3(CH2)11SO3Na的濃度為5 65ml/L,硼酸H3BO3的濃度為15 35g/L。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法。該汽車裝飾條用塑膠表面電鍍?nèi)齼r黑鉻的方法包括步驟表面粗化處理,表面中和處理,表面活化處理,表面加速處理,化學(xué)沉鎳,鍍打底鎳,鍍酸銅,依次鍍半光鎳、全光鎳和微孔鎳以及鍍?nèi)齼r黑鉻。本發(fā)明通過塑膠工件表面用超聲波除脂、粗化、中和、膠體鈀活化和加速等工藝處理,為后續(xù)電鍍銅、鎳及最終的三價黑鉻打下基礎(chǔ)工藝穩(wěn)定,配方合理。另外,本發(fā)明在配方選取時盡量選用對環(huán)境影響小的鍍液,使得電鍍工藝更為環(huán)保。
文檔編號C25D3/06GK102936742SQ201210440818
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者江民初 申請人:嘉興敏惠汽車零部件有限公司