塑料制品表面前处理工艺.doc

1、塑料制品表面前处理工艺塑料制品的表面处理主要包括涂层被覆处理和镀层被覆处理。一般塑料的结晶度较大，极性较小或无极性，表面能低，这会影响涂层被覆的附着力。由于塑料是一种不导电的绝缘体，因此不能按一股电镀工艺规范直接在塑料表面进行镀层被覆，所以在表面处理之前，应进行必要的前处理，以提高涂层被覆的结合力和为镀层被覆提供具有良好结合力的导电底层。 1涂层被覆的前处理 前处理包括塑料表面的除油处理，即清洗表面的油污和脱模剂，以及塑料表面的活化处理，目的是提高涂层被覆的附着力。 (1)塑料制品的除油。与金属制品表面除油类似，塑料制品除油可用有机溶剂清洗或用含表面活性剂的碱性水溶液除油。有机溶剂除油适用于从

2、塑料表面清洗石蜡、蜂蜡、脂肪和其他有机性污垢，所用的有机溶剂应对塑料不溶解、不溶胀、不龟裂，其本身沸点低，易挥发，无毒且不燃。 碱性水溶液适用于耐碱塑料的除油。该溶液中含有苛性钠、碱性盐以及各种表面活性物质。最常用的表面活性物质为 OP 系列，即烷基苯酚聚氧乙烯醚，它不会形成泡沫，也不残留在塑料表面上。(2)塑料制品表面的活化。这种活化是为了提高塑料的表面能，也即在塑料表面生成一些极性基或加以粗化，以使涂料更易润湿和吸附于制件表面。表面活化处理的方法很多，如化学品氧化法、火焰氧化法、溶剂蒸气浸蚀法和电晕放电氧化法等。其中最广泛使用的是化学晶氧化处理法，此法常用的是铬酸处理液，其典型配方为重铬酸

3、钾 4.5%，水 8.0，浓硫酸(96以上)87.5% 。 有的塑料制品，如聚苯乙烯及 ABS 塑料等，未进行化学品氧化处理时也可直接进行涂层被覆。为了获得高质量的涂层被覆，也有用化学品氧化处理的，如 ABS 塑料在脱脂后，可采用较稀的铬酸处理液浸蚀，其典型的处理配方为铬酸 420gL，硫酸（比重 1.83）200ml/L。典型的处理工艺为 6570/5min10min，水洗净，干燥。 用铬酸处理液浸蚀的优点是无论塑料制品的形状多复杂，都能处理均匀，其缺点是操作有危险，并有污染问题。2镀层被覆的前处理镀层被覆前处理的目的是提高镀层与塑料表面的附着力和使塑料表面形成导电的金属底层。前处理的工序主

4、要包括有：机械粗化、化学除油、化学粗化、敏化处理、活化处理、还原处理和化学镀。其中前三项是为了提高镀层的附着力，后四项是为了形成导电的金属底层。(1)机械粗化和化学粗化。机械粗化和化学粗化处理是分别用机械的方法和化学的方法使塑料表面变粗，以增加镀层与基体的接触面积。一般认为，机械粗化所能达到的结合力仅为化学粗化的 10左右。 (2)化学除油。塑料表面镀层被覆前处理除油的方法与涂层被覆前处理除油方法相同。 (3)敏化。敏化是使具有一定吸附能力的塑料表面上吸附一些易氧化的物质，如二氯化锡、三氯化钛等。这些被吸附的易氧化物质，在活化处理时被氧化，而活化剂被还原成催化晶核，留在制品表面上。敏化的作用是

5、为后续的化学镀覆金属层打基础。 (4)活化。活化是借助于用催化活性金属化合物的溶液，对经过敏化的表面进行处理。其实质是将吸附有还原剂的制品浸入含有贵金属盐的氧化剂的水溶液中，于是贵金属离子作为氧化剂就被 S2+n 还原，还原了的贵金属呈胶体状微粒沉积在制品表面上，它具有较强的催化活性。当将此种表面浸入化学镀溶液中时，这些微粒就成为催化中心，使化学镀覆的反应速度加快。 (5)还原处理。经活化处理和用清水洗净后的制品在进行化学镀之前，用一定浓度的化学镀时用的还原剂溶液将制品浸渍，以便将未洗净的活化剂还原除净，这称为还原处理。化学镀铜时，用甲醛溶液还原处理，化学镀镍时用次磷酸钠溶液还原处理。 (6)

6、化学镀。化学镀的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜，给塑料制品电镀金属层创造条件，因此化学镀 是塑料电镀的关键性步骤。04/07 ABS 塑料电镀问题及解决方法近年来，塑料电镀已被广泛应用在塑料零件的装饰性电镀上。ABS 塑料是塑料电镀中应用最广的一种。ABS 塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S) 的三元共聚物。对电镀级 ABS 塑料来说，丁二烯的含量对电镀影响很大，一般应控制在 18%23%。丁二烯含量高，流动性好，易成型，与镀层附着力好。由于ABS 是非导体，所以电镀前必须附上导电层。形成导电层要经过粗化、中和、敏化、活化、化学镀等几个步骤，比金属电镀复杂，在生产中容易出现

7、问题。我们从 ABS 塑料电镀的工艺出发，分析原因并找出了解决的办法。 1.问题及解决方法 1.1 镀件易漂浮，与挂具接触的地方易被烧焦因为塑料的比重小，所以在溶液中易浮起。灯罩外形就象一个小盘一样，内表面凹进去，边上有两个小孔，开始只用一根铜丝卡着两个小孔进行电镀。由于电镀中气体的放出，灯罩易与铜丝脱离，加之铜丝也轻，不足以使灯罩浸入溶液里。后来在铜丝上附上重物，解决了漂浮问题。铜丝与灯罩的接触点被烧焦，并露出塑料，是因导电不良引起的。为了解决工件漂浮与导电问题，我们设计了专门的夹具。夹具有一定的重量，上灯罩后不再浮起，再用两个较宽的导电片卡在灯罩的孔上，使各处电流均匀，接触点就不会烧焦了。

8、 1.2 灯罩化学镀铜时出现气泡，电镀后气泡变大，并可以揭起塑料电镀的工艺流程为:除油水洗粗化水洗敏化自来水洗去离子水洗活化水洗化学镀铜水洗电镀水洗干燥。由以上可知，化学镀铜前的任何步骤出现问题都会导致鼓泡。引起结合力不好的原因有很多，经常易出现问题的是除油过程和粗化过程。除油不彻底，会引起掉皮、脱落。灯罩采用的是化学除油(塑料件不适宜用有机溶剂除油)，操作时，温度升高到 6570，不断地抖动工件，直到水洗后不挂水珠为止。粗化是 ABS 塑料电镀中很重要的过程。粗化不足，结合力下降;粗化过度，又会使孔变大变形，结合力也会降低。由于敏化液中二价锡极不稳定，所以敏化液易失效，如不调整，会导致活化失

9、败。活化不足，会使化学镀层沉积不全;而活化过度，使活性金属在表面还原过多而形成不连续膜层，也会使结合力下降。 我们从除油开始,严格按除油液配方和操作条件,又检查粗化工序的时间、温度,新配制了敏化液和活化液,结果化学镀铜后仍出现气泡。几次反复试验,结果一样,最后断定鼓泡不是由除油、粗化、敏化、活化引起的。此时怀疑是否料的成分及成型工艺有问题,因为 ABS 塑料的成分及成型工艺与电镀有直接的关系。ABS 颗粒易吸水,要求压注前水份含量低于 0.1%,必须在 80热风干燥箱中烘干 24h,周围环境也必须干燥。ABS 零件镀亮镍后表面无光泽 ,而且有黑斑,加光亮剂后,问题仍未消除,分析槽液,各成分含量

10、均在范围之内。槽液放置一夜后,把上清液全部倒到备用槽,发现镀槽底部有黄褐色泥状沉淀物。经分析是由于镀镍溶液温度偏高,光亮剂分解所致,电镀时,空气搅拌装置把槽底的泥渣翻起来,同镍离子一起沉积到镀层上,造成毛刺和黑斑。后来还发现,由于镀镍、镀铬同用一套导电棒,导电棒上带有镀铬时留下的铬酐,镀镍时,易将铬带入镍槽中;又由于挂具没有绝缘,镀镍溶液中带入了铜杂质,这些都是引起发黑的原因。铜杂质可用0.5A/dm2 电流密度电解除去。去除六价铬,先用硫酸调节镀液 pH 至 3 左右,然后加入亚硫酸钠0.2 0.4g/L,搅拌,使六价铬还原为三价铬 ,然后用低电流密度除去三价铬。最后用活性炭处理过滤除去有机

11、杂质。槽液经处理后,镀镍后再没有出现黑斑。套铬时,灯罩的凹部采用象形阳极,最后镀出的灯罩光亮、细致,符合产品要求。 2 结论 1)塑料件的成分及成型工艺不能忽视,这往往是电镀工作者不易觉察的问题。 2)电镀时要设计专用的挂具。 3) 注意槽液的维护,使各成分保持在工艺规范内。塑料中不能混入其它成分。我们通过调查发现注塑厂将大量成型的 ABS 塑料件堆放在潮湿的库房地面上 ,而且注塑前的原料未经烘干。在我们的指导下,将要注塑的原料在 80下烘干 24h,经检验符合电镀要求后再进行注塑。改进后的灯罩电镀后鼓泡问题再没有出现。 04/07 浅析塑料薄膜印刷中的表印及里印工艺塑料包括塑料薄膜和塑料制品

12、。塑料薄膜印刷包括制版、吹塑、电晕处理、印刷、复合、分切、热封、制袋等过程；塑料制品印刷包括制版、火焰处理、印刷等。塑料印刷不是一种工艺方法，而是以承印物来划分的印刷种类。塑料印刷的特点塑料印刷的承印物是塑料薄膜和塑料制品，其分子结构中含有极性物质，化学稳定性好，能耐大多数酸、碱的腐蚀。在常温下不溶于一般的溶剂，而且在生产过程中加进抗氧剂。由于塑料承印物与油墨的亲和力差，印刷后油墨也不易干燥。同时，塑料承印物不具备纸张表面的多孔性，不能吸收油墨连结料，因此，塑料承印物印前必须经过处理，使其能够和油墨很好地亲和，在印刷时能很好地吸附油墨，印刷后墨层不与承印物脱离。塑料印刷用油墨不同于纸张油墨，二

13、者不能混用。塑料印刷用油墨的特点为了适应塑料承印物对油墨的要求，塑料印刷用油墨主要由合成要树脂、有机溶剂及色料组成，经充分分散研磨后具有良好的胶体状流体性质，塑料印刷用油墨为挥发性油墨，具有印刷适性好、附着牢度强、干燥快等特点。塑料薄膜印刷用的油墨的关键是油墨与塑料薄膜的粘结力问题，而这与连结料的选择有很大关系。塑料薄膜用油墨的连结料的选择有以下几种方法：1、使用与承印物相同的树脂，或与承印物材料能互相溶解的树脂。承印物上墨后，由于溶剂的作用，在油墨与承印物接触的界面上会互相溶解而粘附在一起；2 、采用能与承印物发生化学反应的油墨连结料；3、采用能够形成类似于承印物表面膜层的连结料；4 、采用

14、与承印物极性基本相同的连结料。 因此，用于塑料印刷的油墨因承印物材料类别不同而不同。一般选择能与所印塑料互溶的连结料，如聚烯烃类塑料薄膜油墨就采用乙烯共聚物作为连结料。塑料薄膜一般采用轮转凹版印刷，油墨则为溶剂型油墨。这类油墨可以适应高速印刷的需要，但其挥发的有机溶剂也相当多，对环境污染也相当严重。塑料薄膜也可采用丝网印刷，其油墨用合成聚在水介质中的分散体作为连结料，虽然避免了溶剂污染的问题，但印刷质量不太好。此外，塑料薄膜还可用柔性版印刷。油墨各成分的性能及作用印刷油墨是由色料、连结料、填料等成分均匀混合而成的浆状胶体。作为一种粘性流体的油墨，由于其品种的不同性能也有所差异，即有稠稀之分；粘

15、性强弱之别，干燥速度也不同等情况。所以，正确了解和认识油墨的组成成分在油墨中的作用，对于准确调整油墨特性，提高产品印刷质量具有十分重要的意义。1 、色料在油墨中的作用。色料包括颜料和染料。印刷油墨中使用的有色材料通常都是颜料，也有用一些染料，它们都是颗粒极细的有色物质。颜料不溶于水，也不溶于连结料，在溶液中大部分成悬浮状态；而染料在连结料中一般是可溶的。油墨的相对密度、透明度、耐热性、耐光性和对化学药品的耐抗性等都与颜料有关。它的颜色决定着油墨的色相；它的用量大小决定着油墨的浓度；它的使用在一定程度上影响油墨的干燥性，氧化聚合干燥为主的油墨表现得尤为突出。2 、连结料在油墨中的作用。连结料是一

16、种具有一定粘度、粘性的流体。它的作用是多方面的。作为颜料的载体起到把粉末状的颜料等固体颗粒混合连结起来，并使相粘连的颜料最终能够附着在印品上。连结料的质量好坏将直接影响其光泽度、耐磨性及粘度流动性。3 、助剂的作用。助剂的使用将更加有效地适用于印刷。常用助剂有冲淡剂、添加剂、去粘剂、防粘剂、调墨没等。所以印刷油墨之所以印刷适性好，附着分散性强，都与助剂是分不开的。表印与里印所谓表印是指在塑料薄膜上印刷后，经制袋等后工序，印刷的图文在成品的表面上的工艺。表印塑料薄膜要求油墨附着力好，并具有相当的耐磨性、耐晒性、耐冻性、耐温性。近年来已有部分油墨商家已开发出专用耐高温蒸煮的表印醇溶性油墨，如叶氏油

17、墨（上海）公司成功开发出 GYP-L型系列表印耐高温油墨，其耐磨性和耐晒性、附着性和色彩光泽等方面都非常优异。表面印刷范围多以聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃薄膜为承印物。聚烯烃薄膜分处理过和未处理过两类，油墨也分处理专用、未处理专用及两者通用三种类型。未处理专用油墨是以环化橡胶为主要连结料的油墨，其光泽度、耐热性、溶断封缄性良好，主要适用于面点之类的包装。由于存在印刷速度慢、残留溶剂、耐油性不好等缺点，目前有减少使用的倾向。而处理专用油墨以聚酰胺树脂和硝化棉为主要连结料，其耐热性、耐油性、耐药品性都很好。聚烯烃以外的塑料表面印刷油墨有以丙烯酸树脂为主要连结料的苯乙烯用油墨，还有以盐醋酸系树脂为主要连结

18、料的氯乙烯油墨，但均要求高光泽和稳定的印刷效果。里印是指运用反像图文的印版，将油墨转印到透明承印材料的内侧，从而在承印物的正面表现正像图文的印刷方法。其优点是色彩鲜艳，不褪色，不掉色，防潮耐磨。里印油墨在印刷后，油墨上涂有固化剂（AC 剂）或贴合剂，可以和密封薄膜或铝箔贴合。随着复合包装材料的发展，许多种油墨已进入市场，目前具有代表性的油墨主要是以烷树脂为连结料的高性能通用油墨和对复合包装薄膜用量最大的聚丙烯油墨，这些油墨高速印刷适性好，并且有良好的层次再现性和层压加工适性。表印印刷时常按反顺序印刷，如白墨放在第一位，而黑墨则在最后一单元印刷。里印则恰恰相反，即将普通两面印刷套色的顺序颠倒过来

19、，如普通表面印刷的底色先印，而里印的底色则最后印刷，当然特殊印件则应视其情况特殊处理。里印与表印添加溶剂的区别溶剂的作用是稀释油墨的粘度，使其油墨流平性、分散性更加优异，并调节挥发速度使其更能适用于印刷。稀释剂是由车间的温度、湿度和开车速度决定的。添加稀释剂常常采用混合溶剂，混合溶剂较单一溶剂好，不论是表印或里印，添加的溶剂内绝不能含水超标（不能大于 2%），否则将影响印刷适性，油墨出现增稠返粗、沉淀分解等不良现象。在氯化聚炳烯油墨中苯类与酯类是油墨的真溶剂，用量的比例不受限制。异丙醇是一种假溶剂，加入异丙醇是为降低油墨的表面张力，防止静电，提高油墨转移性。但添加时不能单独加，一般混合加入，量宜控制在 515%。在聚酰胺油墨中苯类、醇类是真溶剂，而醋酸乙胺是假溶剂，在一起加的时候，醋酸乙脂的量不宜超过 20%，否则油墨层易发白，1.3 灯罩电镀后表面出现黑斑,无光泽灯罩化学镀铜后,转入电镀工序,我们采用的工艺流程是:镀镍镀铜镀亮镍镀铬。镀铜溶液比较稳定,主要问题是铜阳极在电镀中易产生铜粉(Cu2O),铜粉进入镀液会引起镀层粗糙。我们用耐蚀性阳极布包住阳极再放入阳极套中,电镀后经常打开清洗,因此,镀铜后表面光亮、细致、没出现任何问题。