一種塑料電鍍製品的製作方法

2023-10-07 07:24:39 1

專利名稱：一種塑料電鍍製品的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電鍍技術領域，尤其是一種塑料電鍍製品。
背景技術：
高分子材料由於具有密度小、重量輕、比強度高、絕緣性能好、介電損耗低、化學穩定性好、耐磨、隔音減震等優點，在國防、航空航天、建材、家電、醫療、自動化設備、汽車等諸多領域得到了越來越廣泛的應用。塑料電鍍是指在塑料製件上電沉積金屬鍍層的工藝。與金屬製件相比，塑料電鍍製品不僅可以實現很好的金屬質感，而且能減輕製品重量，在有效改善塑料外觀及裝飾性的同時，也改善了其在電、熱及耐蝕等方面的性能，提高了其表面機械強度，越來越受到用戶的青睞。目前塑料電鍍通常包括超聲波除蠟、除油、粗化、還原、催化、解膠、化學鎳、預鍍鎳、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻等工藝過程。其中最重要的前期粗化工藝主要是完全通過化學方法在塑料製品表面形成大量微小凹坑，粗化時粗化液使用量大，粗化效率低，大型塑料製品一次電鍍大約耗時4 5小時，能耗非常大，同時電鍍過程中伴隨著一系列的化學反應，會產生大量重金屬廢水、固體廢棄物、酸性氣體，嚴重汙染環境，危害人體健康。另一方面，對於一些用於手機、筆記本電腦、汽車等領域的塑料電鍍製品，其在注塑成型過程中常常存在縮水、翹曲等問題，且產品體積越大縮水、翹曲等問題越嚴重，而傳統注塑成型技術與工藝難以很好地解決這些問題。
發明內容鑑於此，本實用新型有必要提供一種塑料電鍍製品，其能夠克服現有技術的缺陷，改善注塑產品的縮水、翹曲變形，並節省電鍍成本，降低電鍍能耗與汙染，提高電鍍製品質量。本發明的目的是這樣實現的:一種塑料電鍍製品，其包括有:由內至外分布的實心芯層、微孔發泡層及金屬鍍層。優選的是 ，所述微孔發泡層的厚度為100-200 μ m。優選的是，所述微孔發泡層包含有多個微孔，所述微孔的直徑為I 一 10 μ m。優選的是，所述金屬鍍層的厚度為30 — 50 μ mo本實用新型塑料電鍍製品與現有技術相比，具有如下有益效果:本實用新型的塑料電鍍製品設有微孔發泡層中已存在大量微孔，可大大減少電鍍粗化時間，因而能減少粗化過程和後續還原過程中藥液的用量，縮短電鍍時間，降低電鍍能耗、汙染以及綜合電鍍成本。成型獲得微孔發泡層和實心芯層二層結構的塑料製品，其表層發泡成型工藝以及大量微孔的存在不僅能有效改善或解決上述縮水、翹曲等問題，而且能節省原材料，降低成本。本實用新型所獲得的具有微孔發泡層和實心芯層二層結構的塑料製品，表層經過粗化以及後續電鍍工藝階段時，可形成具有倒扣結構的金屬鍍層，從而獲得鍍層與塑料附著力強的具有金屬鍍層、微孔發泡層和實心芯層三層結構的高性能塑料電鍍製品。

圖1為本實用新型塑料電鍍製品製備方法的注射成型原理示意圖；圖2為採用本實用新型塑料電鍍製品製備方法製備的注塑製品橫截面結構示意圖；圖3為圖2的局部放大圖；圖4為採用本實用新型塑料電鍍製品製備方法製備的塑料電鍍製品橫截面結構示意圖；圖5為圖4的局部放大圖。
具體實施方式
一種塑料電鍍製品製備方法，其包括有:( I)塑料粒子通過料鬥進入注塑機料筒；(2)注塑機利用螺杆轉動和料筒加熱塑化塑料粒子，同時向注塑機料筒通入超臨界流體，形成聚合物熔體/超臨界流體均相體系；超臨界流體達到設定量後停止供應，螺杆繼續塑化，得到未吸收超臨界流體的聚合物熔體；(3)螺杆前移，聚合物熔體/超臨界流體均相體系率先注入模具，形成產品的表層微孔發泡層，後續注入模具的未吸收超臨界流體的聚合物熔體形成產品芯層，最終製得表層微孔發泡，實心芯層的塑料製品；(4)將表層微孔發泡，實心芯層的塑料製品通過電鍍工藝進行電鍍，最終製得表層微孔發泡，實心芯層的塑料電鍍製品。首先，塑料粒子從料鬥進入注塑機料筒，在螺杆的剪切和料筒加熱的作用下逐漸被塑化成聚合物熔體，同時向注塑機料筒中通入超臨界流體，超臨界流體的注入流量、時間和壓力根據製品體積大小以及製品表面微孔尺寸和密度設定。聚合物熔體與超臨界流體在注塑機螺杆的剪切作用下被混合均勻，並在螺杆前端形成聚合物熔體/超臨界流體均相體系。超臨界流體注入一定量後停止注入，此時螺杆繼續後退進行塑化儲料動作，當儲料量達到設定之後螺杆停止轉動。隨後執行注射動作，此時率先注入成型模具的聚合物熔體/超臨界流體均相體系，在快速洩壓條件下形成產品的表層微孔發泡層，後續注入模具的未吸收超臨界流體的聚合物熔體形成產品芯層，最終製得表層微孔發泡，實心芯層的塑料製品。因為此時產品表面已經形成大量微孔，所以它可以大大簡化傳統電鍍工藝中粗化和還原兩個過程。隨後通過超聲波除蠟、除油、粗化、中和還原、催化、解膠、化學鎳、預鍍鎳、鍍銅、鍍鎳和鍍鉻等電鍍工藝進行電鍍，獲得塑料電鍍製品。在步驟(I)中，所述塑料粒子為電鍍級熱塑性或熱固性材料，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯、聚碸、聚碳酸酯、尼龍、聚苯乙烯、玻璃纖維增強酚醛樹脂材料以及高分子複合材料或高分子合金等。在步驟(2)中，超臨界流體為CO2或N2或者其他的超臨界流體；有序定量控制超臨界流體注入流量、壓力和時間，在注塑機螺杆計量室最前端形成聚合物熔體/超臨界流體均相體系，其後為未吸收超臨界流體的聚合物熔體。在步驟(3)中，注塑機螺杆快速前移使聚合物熔體/超臨界流體均相體系率先進入模具，而當注塑機的螺杆繼續前移時，未吸收超臨界流體的聚合物熔體後進入模具。在步驟(4)中，塑料製品表層微孔經過粗化處理後會形成倒扣狀的凹坑，電鍍後形成具有倒扣結構的金屬鍍層；製得的塑料電鍍製品包括有金屬鍍層、微孔發泡層和實心芯層。如圖1所示，所述注塑機包括有料筒1，料筒I的上部設有料鬥9，料筒I內設有螺杆3，並通過設置於料筒I外周的加熱器2給料筒進行加熱，模具5固定於料筒I的前端並與料筒I配合，在所述螺杆3的均化段接入超臨界流體，通過供氣單元8提供超臨界流體，並利用計量單元7控制超臨界流體注入時間。首先，將充分乾燥的塑料粒子(本實施例為電鍍級ABS)通過料鬥9進入注塑機料筒1，通過加熱器控制料筒I溫度為190-250°c，並設定模具5前模的溫度為70_75°C，後模的溫度為25°C。通過螺杆3塑化ABS，並在塑化過程中，利用供氣單元8提供超臨界CO2流體，超臨界CO2流體流量為0.3 0.5kg/h,通過計量單元7控制超臨界CO2注入時間為I 5s，停止注入時間為3 8s。具體超臨界流體參數設置根據成型的製品而定，比如，製品體積越大、表面微孔尺寸越小、密度越大則要適當加大超臨界流體流量，延長超臨界流體注入和停止注入的時間。進入料筒I的超臨界CO2與熔融後的ABS熔體混合，並通過螺杆3剪切作用混合均勻，在螺杆3前端形成超臨界C02/ABS熔體均相體系4。計量單元7停止超臨界CO2注入，螺杆3繼續塑化未塑 化的ABS，當儲料量達到設定之後螺杆3停止轉動。隨後執行注射動作，此時率先注入模具5的超臨界C02/ABS熔體均相體系4在快速洩壓條件下形成產品的表層微孔發泡層並均勻分布在模具型腔表面，後續注入模具的未吸收超臨界CO2的ABS熔體6形成產品實心芯層，充模完成後，迅速冷卻使產品保壓定型，得到厚度為100 -200 μ m且含有I 一 10 μ m直徑大小微孔發泡層10、實心芯層11的塑料製品，如圖2及圖3所示。最後通過超聲波除蠟、除油、粗化、還原、催化、解膠、化學鎳、預鍍鎳、鍍銅、鍍鎳和鍍鉻等工藝進行塑料製品電鍍，在塑料製件表面上電沉積30 — 50 μ m左右厚度的金屬鍍層12(如圖4及圖5所示)，最終獲得ABS塑料電鍍製品。其中藉助於注塑產品表面已經形成的大量微孔10，可以大大簡化傳統電鍍工藝中的化學粗化和還原過程，並形成具有倒扣結構的金屬鍍層12，從而大幅提高鍍層結合力，獲得高性能的ABS塑料電鍍製品。以上所述實施例僅表達了本發明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種塑料電鍍製品，其特徵在於，其包括有:由內至外分布的實心芯層、微孔發泡層及金屬鍍層。
2.根據權利要求1所述的塑料電鍍製品，其特徵在於，所述微孔發泡層的厚度為100-200 μm。
3.根據權利要求1所述的塑料電鍍製品，其特徵在於，所述微孔發泡層包含有多個微孔，所述微孔的直徑為I 一 10 μ m。
4.根據權利要求1所述的塑料電鍍製品，其特徵在於，所述金屬鍍層的厚度為30-50μ m0
專利摘要本實用新型公開了一種塑料電鍍製品，其包括有由內至外分布的實心芯層、微孔發泡層及金屬鍍層。塑料電鍍製品設有微孔發泡層中已存在大量微孔，可大大減少電鍍粗化時間，因而能減少粗化過程和後續還原過程中藥液的用量，縮短電鍍時間，降低電鍍能耗、汙染以及電鍍成本。成型獲得微孔發泡層和實心芯層二層結構的塑料製品，其表層發泡成型工藝以及大量微孔的存在不僅能有效改善或解決上述縮水、翹曲等問題，而且能節省原材料，降低成本。
文檔編號B29C45/57GK203157243SQ201320128038
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月20日 優先權日2013年3月20日
發明者楊桂萍, 彭響方, 文勁松, 王彬彬, 彭松, 凌華春 申請人:四維爾丸井(廣州)汽車零部件有限公司, 華南理工大學