一種粗化液及其製備方法、一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法
2023-06-12 11:36:46
專利名稱：一種粗化液及其製備方法、一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物表面電鍍方法
技術領域：
本發明涉及一種粗化液及其製備方法、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：
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ABS是這三種單體英文名第一個字母組合，在共聚體中A和S成分構成骨架，B成分是以極細的球狀分散在這個結構中，這種結構使得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經化學鍍鎳後， 既保持了製件質量輕，又賦予了其金屬的導電性，耐磨性、裝飾性等功能。自20世紀60年代人們成功實現ABS塑料電鍍以來，塑料電鍍基本上採用的工藝方法為除油-粗化-活化-化學沉鎳(或銅)_電鍍。該工藝過程中，粗化是很重要的一個環節，粗化的好壞直接影響到鍍層的結合力、光亮度及鍍層的完整性，粗化是實現活化液在ABS表面吸附的前提和獲得良好結合力的必要條件。通過粗化，可使鍍件表面具備親水性和形成適當的粗糙度， 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。對於ABS塑料常見的粗化方法之一化學粗化，是用化學浸蝕劑，使塑料表面粗糙，增加表面積和生成某些極性基團，是表面憎水性變成親水性，而且化學粗化的精度比較高，對零件的尺寸影響不大。目前廣泛應用的粗化方法均含有六價鉻，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，但含有六價鉻，對環境和操作人員均有危害；後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1.高錳酸鉀+氫氧化鈉溶液粗化ABS對溫度要求較高，往往大於70攝氏度(。C )， 同時粗化時間較長，一般為10-30分鐘。2.高錳酸鉀溶液粗化ABS效果不太理想，經常會導致膠體鈀活化不理想，常有基材漏鍍，鍍層易起泡，結合力不良的缺陷。3.高錳酸鉀粗化後，會在ABS表面留下褐色的二氧化錳沉澱。需要進一步處理除去，若除不乾淨則會對後面的處理造成很大影響。4.高錳酸鉀粗化液的壽命較短，往往底部很快就會有大量二氧化錳等沉澱物，使用幾次效果就很差了，在工業上利用價值不大。5.高錳酸鉀的排放物會嚴重汙染環境。本發明的發明人經過大量的實驗，發現了一種更環保合適的粗化液及其製備方法，解決了上述問題
發明內容
為解決現有技術中粗化液存在對環境和操作人員危害的問題，本發明的目的是提供一種ABS粗化液，該粗化液不含六價鉻和高錳酸鉀，降低了粗化工藝對環境和操作人員的危害。本發明提供了一種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。本發明還提供一種粗化液的製備方法，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶後再加入高鐵酸鉀溶解。本發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行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學鍍鎳、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行化學粗化，所述的粗化液為本發明提供的粗化液。本發明提供的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，減少了對環境的汙染，提高了工業利用價值，降低了對操作人員身體的傷害，同時降低了廢液處理成本。
具體實施例方式本發明提供了一種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。根據本發明提供的粗化溶液，高鐵酸鉀是主氧化劑，對ABS塑料表面組分丁二烯具有強大的破壞作用，具有高於六價鉻和高錳酸鉀的氧化性，起到高強度氧化劑的作用，保證粗化的效果；間硝基苯磺酸鈉作為一般性強氧化劑，與高鐵酸鉀起化學協同作用，保證粗化的表面凹坑有大有小，細緻緊密，提高鍍層的結合力。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。所述粗化液還含矽酸鈉，所述的粗化液中的矽酸鈉的含量為10_50g/L。根據本發明提供的粗化液，矽酸鈉起高鐵酸鉀穩定劑的作用，避免高鐵酸鉀水解失效，以提高壽命，同時矽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；氫氧化鈉用於調節粗化液PH值； 丙酮對ABS表面有一定的溶脹作用，提高粗化的效果。本發明還提供一種粗化液的製備方法，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶後再加入高鐵酸鉀溶解。本發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行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學鍍鎳、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行化學粗化，所述的粗化液為上述的粗化液。
所述化學粗化為將丙烯腈-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，將需要化學鍍鎳的ABS塑膠件通過除油除蠟等工序清潔乾淨後，浸入溫度為40-60°C的本發明所述粗化液5-15分鐘，將ABS粗化，粗化後，普通酸洗後可通過本領域公開的各種鈀活化方法使ABS活化，然後採用本領域公開的化學鍍鎳方法進行ABS化學鍍鎳、電鍍。根據本發明提供的ABS粗化溶液，可以適用於各種電鍍級ABS，所述的電鍍級的 ABS為本領域的技術人員公知的電鍍級ABS，即ABS中B的含量大於10%。例如牌號為 CR250(LG甬興)、710H(錦湖日麗)、711(錦湖日麗)、726(臺灣奇美)727(臺灣奇美)、 3001M(日本 UMG)等。本配方優特點配置方法簡單，低溫環保，壽命較高，對ABS塑料具有很強的粗化能力，是代替六價鉻溶液和高錳酸鉀溶液的有效粗化液。下面採用具體實施例的方式對本發明進行進一步詳細描述。實施例1採用的樣品是CR250注塑ABS試樣。1、除蠟、除油採用市售或本領域公開除蠟液和除油液除蠟、除油，用大量自來水衝洗乾淨後， 再用純水清洗。例如可以使用安美特化學有限公司生產的萬用除蠟水BCR和熱浸除油粉 U-154 (DR)。2、粗化將75g間硝基苯磺酸鈉、IOg氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將 200g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL 配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入50°C的該粗化液中7分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。3、酸洗將上述粗化後的試樣用清水洗乾淨，再用5%硫酸洗淨即可。4、活化將上述粗化後的試樣採用本領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(安美特化學有限公司)活化液中浸泡3分鐘。用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗乾淨後浸入塑料AK加速劑解膠。然後用自來水將樣品衝洗乾淨， 再用純水清洗。5、化學鍍鎳將上述活化處理後的樣品採用本領域公開的鹼性化學鎳溶液化學鍍鎳。例如將上述處理的試樣浸入45°C的Noviganth NI HC(安美特化學有限公司)鍍鎳溶液中15min 中後，用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗，烘乾或吹乾即可。最終得到附著有淺灰色厚度為0. 9微米的化學鍍鎳層的ABS試樣Al。實施例2採用的樣品同實施例1。
所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本實施例所採用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶於 500mL純淨水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B 液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入50°C 的該粗化液中7分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學鍍鎳層的ABS試樣A2。實施例3採用的樣品同實施例1。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。
本實施例所採用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入50°C的該粗化液中7分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學鍍鎳層的ABS試樣A3。實施例4採用的樣品同實施例1。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本實施例所採用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、50g 矽酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。 將上述清洗乾淨的試樣浸入50°C的該粗化液中7分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學鍍鎳層的ABS試樣A4。實施例5採用的樣品同實施例1。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本實施例所採用的粗化液是將75g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、50g 矽酸鈉、7g丙酮、IOg氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將200g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。 將上述清洗乾淨的試樣浸入60°C的該粗化液中5分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 1微米的化學鍍鎳層的ABS試樣A5。實施例6採用的樣品同實施例1。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本實施例所採用的粗化液是將55g間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、IOg 矽酸鈉、IOg丙酮、Ig氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將170g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入40°C的該粗化液中15分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 01微米的化學鍍鎳層的ABS試樣A6。實施例7採用的樣品同實施例1。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本實施例所採用的粗化液是將IOOg間硝基苯磺酸鈉、0. 5g十二烷基苯磺酸鈉、 IOg矽酸鈉、5g丙酮、5g氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將300g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入40°C的該粗化液中8分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 12微米的化學鍍鎳層的ABS試樣A7。實施例8採用的樣品同實施例1。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本實施例所採用的粗化液是將IOg間硝基苯磺酸鈉、Ig十二烷基苯磺酸鈉、25g 矽酸鈉、IOg丙酮、Ig氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將170g高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液。將上述清洗乾淨的試樣浸入50°C的該粗化液中15 分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 02微米的化學鍍鎳層的ABS試樣A8。對比例1採用的樣品與實施例2的相同。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本對比例所採用的粗化液是將400g的重鉻酸鉀、400g的98%濃硫酸、乙醇Ig 加純水至IL經攪拌配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入68°C的該粗化液中10分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 11微米的化學鍍鎳層的ABS試樣Si。對比例2採用的樣品與實施例1的相同。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本對比例所採用的粗化液是將400g的高錳酸鉀、50g氫氧化鈉加純水至IL經攪拌配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入70°C的該粗化液中20分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 01微米的化學鍍鎳層的ABS試樣S2。對比例3採用的樣品與實施例1的相同。所採用的除油除蠟、酸化、活化，化學鍍鎳方法同實施例1，不同的是粗化方法。本對比例所採用的粗化液是將50g間硝基苯磺酸鈉、0. 5g十二烷基苯磺酸鈉、 25g矽酸鈉、Ig丙酮、2g氫氧化鈉溶於500mL純淨水溶液中，配置成A液；將IOOg高鐵酸鉀溶於300mL純淨水中溶解後配製成B液；將B液緩慢加入A液，加純水至IL配置成粗化溶液。將上述清洗乾淨的試樣浸入30°C的該粗化液中10分鐘。然後用自來水將樣品衝洗乾淨，再用純水清洗。最終得到附著有淺灰色厚度為1. 10微米的化學鍍鎳層的ABS試樣S3。性能測試1、附著力採用冷熱衝擊實驗對附著力進行測試。冷熱衝擊實驗機為慶聲科技股份有限公司生產，型號為KSKB-415TBS。檢測方法為(1)試樣在高溫80士2°C保持3小時，常溫保持0. 5小時，低溫_40士2°C保持2小時，常溫保持0.5小時。(2)以上為一個周期，重複5個循環，完成後常溫放置2小時肉眼觀察檢查。2、活化後表面鈀吸附量以X射線光電子能譜儀(VG，Thermo VG ESCA LAB 250)測試。測試方法為本領域的技術人員公知的活化後表面鈀吸附量，GB19500-2004。3、從試片浸漬於化學鍍銅液起到試片表面產生氣泡所需時間為引發時間；從試片浸漬於鍍液起到試片完全鍍覆銅所需時間為完全鍍覆時間。將實施例1-8和對比例1-3中所得到的附著有化學鍍鎳的ABS試樣按照上述方法進行性能測試，所得結果列於表1中。
權利要求
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.根據權利要求1所述的粗化液，其特徵在於，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.根據權利要求1所述的粗化液，其特徵在於，所述粗化液還含丙酮。
4.根據權利要求3所述的粗化液，其特徵在於，所述粗化液中，丙酮的含量為l-10g/L。
5.根據權利要求4所述的粗化液，其特徵在於，所述粗化液還含十二烷基苯磺酸鈉。
6.根據權利要求5所述的粗化液，其特徵在於，所述粗化液中，十二烷基苯磺酸鈉的含量為 0. 5-lg/L。
7.根據權利要求6所述的粗化液，其特徵在於，所述粗化液還含矽酸鈉。
8.根據權利要求7所述的粗化液，其特徵在於，所述粗化液中，矽酸鈉的含量為 10-50g/L。
9.一種權利要求1所述的粗化液的製備方法，其特徵在於，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶後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行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學鍍鎳、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行化學粗化，所述的粗化液為權利要求 1-8任一項所述的粗化液。
11.根據權利要求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。本發明還提供一種粗化液的製備方法，將間硝基苯磺酸鈉、氫氧化鈉和水混溶後再加入高鐵酸鉀溶解。本發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行除油除蠟、粗化、酸洗、活化、化學鍍鎳、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行化學粗化，所述的粗化液為上述的粗化液。本發明提供的粗化液在ABS塑膠電鍍工藝中，具有良好的粗化效果，減少了對環境的汙染，提高了工業利用價值，同時降低了廢液處理成本。
文檔編號C23C18/32GK102534577SQ201010586468
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者林宏業, 連俊蘭, 韋家亮 申請人:比亞迪股份有限公司