CN106637148A - 一种高分子复合材料表面前处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子复合材料表面处理的方法类，涉及一种高分子复合材料表面前处理方法。前处理步骤包括，先对高分子复合材料构件表面进行抛光处理，再将其除蜡、除油，然后进行活化处理，再进行敏化处理和解胶处理，最后进行化学镀处理。本发明处理得到的材料表面金属镍镀层与基体结合力良好，不需要经过粗化处理，废水处理工艺简单，废水排放少，综合效益好。

Description

一种高分子复合材料表面前处理方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料表面处理的方法类，涉及一种高分子复合材料表面前处理方法。
背景技术
随着科技的迅猛发展，高分子复合材料所表现出的优异性能使其应用愈加广泛。由于在不同的应用领域中，对高分子复合材料进行电镀表面处理可拓展其应用范围。但是，在现今广泛应用的高分子复合材料中，可进行电镀表面处理的材料种类极少，其进行电镀处理还未有成熟的技术。而且采用电镀的方法处理，基本是采用含六价铬盐的酸溶液进行处理，但六价铬对环境及人体危害极大，且六价铬的废水处理工艺复杂，且有大量的废渣擦产生，综合效益差。
常规的表面处理方法可采用涂装的方法，但是涂装获得的涂层为有机涂层，其性能较电镀获得的金属层有较大的差别。
中国专利CN103866299A公开了一种环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺。前处理工艺中，先对环氧树脂基复合材料表面进行预金属化处理；再将环氧树脂基复合材料构件表面用砂纸进行打磨，置于除油液中除油；用去离子水清洗数次，置于粗化液中进行粗化处理，并用去离子水清洗后置于活化液中进行活化处理；该法需要在需要金属化的表面铺敷一层厚度为0.05-0.1mm，金属粉含量为30%-50%的环氧树脂胶膜；材料除油后需进行粗化处理；此方法材料成型工艺复杂，且需要进行粗化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高分子复合材料表面前处理方法。该方法过程不需要经过粗化处理，且得到的化学镍镀层与基体结合力良好，整个工艺简单，废水处理简单，废水排放少，综合效益好。
为实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种高分子复合材料表面前处理方法，其先对高分子复合材料构件表面进行抛光处理，再将其除蜡、除油，然后进行活化处理，再进行敏化处理，解胶处理，最后进行化学镀处理。
具体步骤如下：
1）抛光处理：采用抛光膏与抛光机对高分子复合材料构件表面进行抛光；
2）除蜡：将构件置于除蜡液中，处理10min-30min，保持除蜡液的温度为30-60℃；
3）除油：去离子水清洗后将构件置于常规除油液中，处理10min-30min，保持除油液的温度为30-60℃；
4）活化：去离子水清洗后将构件置于活化液中，活化液的温度20-30℃，活化时间10-20min；
5）敏化：将构件用去离子水清洗，置于敏化液中进行敏化处理，敏化液温度20-25℃，时间3-5min；
6）解胶：将构件用去离子水清洗，置于解胶液中进行解胶处理，解胶温度30-55℃，时间3-5min；
7）化学镀处理：镀镍溶液温度控制在30-50℃，pH值8.5-9.5，处理时间7-20min。
所述的高分子复合材料含有金属化合物，其质量分数为30%-70%，金属化合物的粒径不大于5微米。
所述的高分子复合材料中金属化合物为氧化锌、碳酸钙、氧化铁或铁氧体中的一种或几种混合物。
所述的活化液为体积分数15%-30%的盐酸溶液。
本发明与现有技术比较具有以下优点：
（1）本发明前处理方法不包含粗化工艺，废水处理简单，对环境友好；
（2）本发明中高分子复合材料构件对高分子材料无选择性，可处理多种高分子复合材料；
（3）对于含有金属化合物的高分子复合材料构件利用本发明工艺处理后，可以直接进行化学电镀，得到的金属镀层均匀性好，与基体之间的结合力良好。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
将含质量分数40%碳酸钙的以尼龙6为树脂主体的高分子复合材料注塑成75mm×75mm×1.5mm的平面板试件，其中碳酸钙粒径为5微米；试件采用白抛光膏进行抛光，将抛光后的试件置于20ml/L的三孚SF-6205除蜡水中进行除蜡，处理温度55℃，液流搅拌，时间10min；去离子水清洗5次后，将试件在含三孚SF-6301A 40 g/L的除油液中，温度50℃，液流搅拌，时间为10min；将除油后的试件用去离子水清洗5次后，置于体积分数15%的盐酸溶液中，活化处理温度25℃，压缩空气搅拌，时间20min；去离子水清洗5次后，置于敏化液中，敏化液含乐思UDIQUE 878 18ml/L，盐酸230ml/L，氯化钠60g/L，温度22℃，阴极移动搅拌，处理时间4min；去离子水清洗5次后，将构件置于解胶液中，解胶液含硫酸50g/L，温度52℃, 压缩空气搅拌，处理时间3min；去离子水清洗5次后，将试件置于化学镍镀液中进行处理，化学镍镀液含乐思UDIQUE891 40ml/L， UDIQUE892 35ml/L，UDIQUE893 65ml/L，镀液以氨水调节pH至8.7，搅拌方式为阴极移动加液流搅拌，处理温度45℃，处理时间20min；去离子水清洗，烘干。按照ASTM D 3359-09进行“X”割测试，镀层未出现翘皮、脱落，结合力良好。
实施例2
将含质量分数50%铁氧体的以PE为树脂主体的高分子复合材料注塑成75mm×75mm×1.5mm的平面板试件，其中铁氧体粒径为2微米；试件采用白抛光膏进行抛光，将抛光后的试件置于20ml/L的三孚SF-6205除蜡水中进行除蜡，处理温度35℃，液流搅拌，时间30min；去离子水清洗5次后，将试件在含三孚SF-6301A 40 g/L的除油液中，温度55℃，液流搅拌，时间为10min；将除油后的试件用去离子水清洗5次后，置于体积分数25%的盐酸溶液中，活化处理温度22℃，压缩空气搅拌，时间12min；去离子水清洗5次后，置于敏化液中，敏化液含乐思UDIQUE 878 18ml/L，盐酸230ml/L，氯化钠60g/L，温度24℃，阴极移动搅拌，处理时间5min；去离子水清洗5次后，将构件置于解胶液中，解胶液含硫酸50g/L，温度35℃, 压缩空气搅拌，处理时间5min；去离子水清洗5次后，将试件置于化学镍镀液中进行处理，化学镍镀液含乐思UDIQUE891 40ml/L， UDIQUE892 35ml/L，UDIQUE893 65ml/L，镀液以氨水调节pH至9.5，搅拌方式为阴极移动加液流搅拌，处理温度30℃，处理时间10min；去离子水清洗，烘干。电镀镍0.5-1微米加厚导电层，电镀酸性镀铜12-15微米，电镀双层镍镀层厚度10-15微米，电镀铬层0.1-0.25微米。将电镀后的试件按照ASTM B604-91（2003）标准进行SC2冷热循环测试，试件无气泡、镀层离层现象。
实施例3
将含质量分数40%氧化锌和20%氧化铁的以PE为树脂主体的高分子复合材料注塑成75mm×75mm×1.5mm的平面板试件，其中氧化锌粒径为2微米，铁氧体粒径为5微米；试件采用白抛光膏进行抛光，将抛光后的试件置于20ml/L的三孚SF-6205除蜡水中进行除蜡，处理温度50℃，液流搅拌，时间20min；去离子水清洗5次后，将试件在含三孚SF-6301A 40 g/L的除油液中，温度50℃，液流搅拌，时间为20min；将除油后的试件用去离子水清洗5次后，置于体积分数30%的盐酸溶液中，活化处理温度25℃，压缩空气搅拌，时间10min；去离子水清洗5次后，置于敏化液中，敏化液含乐思UDIQUE 878 18ml/L，盐酸230ml/L，氯化钠60g/L，温度25℃，阴极移动搅拌，处理时间4min；去离子水清洗5次后，将构件置于解胶液中，解胶液含硫酸50g/L，温度52℃, 压缩空气搅拌，处理时间3min；去离子水清洗5次后，将试件置于化学镍镀液中进行处理，化学镍镀液含乐思UDIQUE891 40ml/L，UDIQUE892 35ml/L，UDIQUE893 65ml/L，镀液以氨水调节pH至9.0，搅拌方式为阴极移动加液流搅拌，处理温度40℃，处理时间12min；去离子水清洗，烘干。按照ASTM D 3359-09进行“X”割测试，镀层未出现翘皮、脱落，结合力良好。
传统的电镀粗化废液处理方法是采用化学还原法是在酸性（pH值2.5~3.0）条件下，将废水中的六价铬还原成低毒的三价铬，再调整pH值至7~9，使其以氢氧化铬形态沉淀去除。而本申请采用的活化工艺为10%-20%体积分数的盐酸，其废水处理主要采用酸碱中和方法，处理工艺较传统粗化处理方法简单，综合效益好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种高分子复合材料表面前处理方法，其特征在于：先对高分子复合材料构件表面进行抛光处理，再将其除蜡、除油，然后进行活化处理，再进行敏化处理，解胶处理，最后进行化学镀处理。
2.根据权利要求1所述的一种高分子复合材料表面前处理方法，其特征在于：高分子复合材料构件含有金属化合物，其质量分数为30%-70%，所述金属化合物的粒径不大于5微米。
3.根据权利要求2所述的一种高分子复合材料表面前处理方法，其特征在于：金属化合物为氧化锌、碳酸钙、氧化铁、铁氧体中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高分子复合材料表面前处理方法，其特征在于：活化液为体积分数15%-30%的盐酸溶液。
5.根据权利要求1所述的一种高分子复合材料表面前处理方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）抛光处理：采用抛光膏与抛光机对高分子复合材料构件表面进行抛光；
（2）除蜡：将构件置于除蜡液中，处理10min-30min，保持除蜡液的温度为30-60℃；
（3）除油：去离子水清洗后将构件用置于除油液中，处理10min-30min，保持除油液的温度为30-60℃；
（4）活化：去离子水清洗后将构件置于活化液中，活化液的温度20-30℃，活化时间10-20min；
（5）敏化：将构件用去离子水清洗，置于敏化液中进行敏化处理，敏化液温度20-25℃，时间3-5min；
（6）解胶：将构件用去离子水清洗，置于解胶液中进行解胶处理，解胶温度30-55℃，时间3-5min；
（7）化学镀处理：镀镍溶液温度控制在30-50℃，pH值8.5-9.5，处理时间7-20min。
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