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粗化条件对电镀PC/ABS合金的影响

作者:admin    添加时间:2013-07-01 01:15:32    浏览量:3948

摘 要 本文研究了PC/ABS粗化工艺对粗化效果和电镀剥离力的影响。研究发现:电镀过程的粗化效果,主要是温度和粗化时间的影响。控制合适的温度和粗化时间,电镀剥离力可高达9 N/cm.

关键词 PC,ABS,电镀,粗化,电镀结合力

 

Effect of etching conditions on the plating PC/ABS alloy

Liangui bai

(Shanghai kumhosunny plastic Co. Ltd. Shanghai 201107)

Abstract: The effects of etching conditions on the roughening effect and adhesion force of plating PC/ABS was investigated. 

The results indicated that the roughening effect was affected by etching temperature and time.

 The adhesion force was 9 N/cm through proper etching temperature and time.

Key word PC,ABS,plating, etching, adhesion force

 

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)共混形成的合金,既具有ABS很好的冲击和成形性,又由于PC优异的冲击和耐热性能,被广泛用于汽车零部件、电子等产品上。随着市场的发展,人们对PC/ABS塑料电镀件的质量要求越来越高。通用汽车在新的GM16681标准里提出将PC/ABS电镀件的电镀结合力由原来的4 N/cm提高到4.5 N/cm。

粗化是塑料电镀中的关键步骤,对镀层和塑料间的结合力影响很大。PC/ABS的粗化是用铬酸/浓硫酸刻蚀B组分,使材料表面呈现微观粗糙,增加镀层与塑料基体的接触面积,提供锚效应;同时使塑料表面由疏水性变为亲水性,更便于电镀液在表面的侵润;经过粗化后使塑料表面带负电荷,容易吸附Sn2+、Ag+等,使敏化、活化及化学镀能顺利进行。

影响粗化效果的因素很多,材料、温度、粗化时间、粗化液浓度、粗化液的搅拌速度等都会影响粗化的效果。本文研究了PC/ABS粗化工艺中温度和粗化时间对粗化效果和电镀结合力的影响。

 

一、实验部分

1.1主要原材料

PC : 普通级,300℃,1.2KG负荷时熔指为10 g/10min,Dow-LG公司

ABS高胶粉: kumho公司,胶含量为40%

SAN: 普通级,kumho公司

表1 实验设计方法

材料

比例

PC

50

ABS高胶粉

40

SAN

10

通过双螺杆挤出机进行挤出造粒,按表1配方制备PC/ABS配方试样。然后用注塑机注塑高光板,高光板的尺寸为长140mm,宽90mm,厚度为3mm。

电镀实验:

电镀流程:去应力,除油,水洗,粗化,水洗,还原,水洗,敏化,活化,水洗,解胶,水洗,化学镀镍,预镀铜,水洗,镀镍,镀铬,水洗,烘干。其中粗化液中硫酸浓度为400g/L,铬酸浓度为400g/L。粗化温度为64-68℃,粗化时间为8-16min。

电镀结合力测试:

将电镀件切割成宽度为10 mm的件,用剥离仪器测剥离力,测试速度为100 mm/min,得到力和距离的曲线,取平台区的平均值作为平均电镀剥离力。

不同粗化工艺的粗化件测SEM,观察粗化效果。

 

二、结果与讨论

图1 粗化温度64℃时,不同粗化时间表面形态的影响。(a)4 min, (b) 6 min, (c) 8 min, (d) 10 min, (e) 14 min, (f) 16 min。

图1(a)-(f)给出了粗化温度64℃时,不同粗化时间表面形态的影响。PC/ABS中B在粗化液中会被刻蚀。从图1(a)是粗化4 min时的表面状态,从图中 中可以看出表面凹坑是被刻蚀的橡胶B,孔的数量少,孔的深度也较浅。图1(b)粗化6 min中孔的数量和深度比粗化4 min多。随着粗化时间增加,孔的数量增加,孔的深度也增加。图1(c)、(d)、(e)、(f)显示出同样的规律。图1(e)中,孔均匀的分布在整个区域中,数量较多,并且孔与孔之间有一定的间隙。在图1(f)中,表面孔分布很多,但局部位置孔与孔之间连在一起,表面粗糙,粗化过度。

 

图2. 粗化温度64℃时,不同粗化时间电镀剥离力

图3. 粗化温度64℃时,剥离力随粗化时间的变化 

 

图2给出了64℃时,不同粗化时间后测出的电镀剥离力数据。从图中可以看出,64℃时,粗化时间为14 min时,电镀剥离力最高,在达到平台后剥离力稳定。粗化时间为4 min时,电镀剥离力最低。对剥离力-位移曲线的平台区取平均值,得到每个条件的平均剥离力。图3中给出了粗化温度64℃时,剥离力随粗化时间的变化。从图中可以看出,粗化时间为4 min时,平均剥离力是3.75 N,最低,原因是粗化不足导致电镀结合力过低(图1-a)。随着粗化时间的延长,剥离力增加。当粗化时间达到14 min时,电镀剥离力最高,达到9.3 N。此时粗化适度,孔的数目多且分布均匀,同时孔间存在一定间隙。粗化时间继续延长到16min,电镀剥离力下降,此时从1(f)中,表面孔分布很多,但局部位置孔与孔之间连在一起,表面粗糙,粗化过度是导致电镀剥离力下降的原因。

 

 

图3粗化时间10min时,不同粗化温度的影响 (a)64 ℃ (b)68 ℃ (c)70 ℃

图3(a)-(c)分别给出了粗化时间为10min时,温度6 4℃、68 ℃和70 ℃时的粗化照片。粗化温度为64 ℃时,粗化适度。当温度提高,粗化程度变得严重。68 ℃时,表面的凹坑局部连在一起,凹坑深度更深。70 ℃时,表面粗糙,出现大面积的坍塌,严重粗化过度。与图1中的粗化时间影响相比,粗化温度的提高对粗化影响更加剧烈。

 

 

图4. 粗化时间10min时,不同粗化温度的电镀结合力

表5 粗化时间10 min时,剥离力随粗化温度的变化

图4和5中给出了粗化时间10 min时,不同温度下剥离力的变化。随着粗化温度的升高,粗化过度是导致电镀剥离力下降的原因。

结论

本文研究了PC/ABS粗化工艺对电镀结合力的影响。电镀剥离力与粗化效果有关。固定粗化温度为64 ℃时,存在一个最佳粗化时间14 min,获得良好的表面粗化效果和高的电镀剥离力。粗化时间过短会导致粗化不足,粗化时间过长会导致粗化过度。固定粗化时间10 min,粗化温度越高,电镀剥离力越低。

 

参考文献

[1] 吴双成. 塑料粗化原理和实践[J], Materials Protection ,2000,30: 20-21;

[2] 吴水苟. PC/ABS合金塑料电镀工艺改进[J], 电镀与涂饰 ,2011,31: 20-22;

[3] Hermann-josef Middeke. Plating on plastics part I-history, application of metal plated plastics, kinds of plastics [J], Materials Protection , 电镀与涂饰 ,2004, 24: 35-39;

[4] 吴利英.影响塑料电镀的塑料工艺因素分析[J], 现代塑料加工应用 ,2002,14: 11-13.