[发明专利]一种塑料基材电镀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料表面处理方法，尤其是涉及一种塑料基材环保电镀的方法。

背景技术

常规的塑料电镀工艺中都包括高浓度的铬酸粗化和六价铬电镀铬，而六价铬通常会排放到电镀废水中，废水中的铬对人体和环境危害比较大！常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。铬的化合物中以六价铬毒性最强，三价铬次之。据研究表明，铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需500～700μg铬，而在一般伙食中每天仅能提供50～100μg。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用，微量铬可提高植物收获量；但浓度稍高，又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体，均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物，可引起愈合极慢的“铬疮”，当空气中铬酸酐的浓度达0.15～0.31mg/m³时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋白凝聚剂。有人认为，六价铬可诱发肺癌。此外，六价铬，特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用，浓度为0.31mg/L的重铬酸钠即可腐蚀管道。含3.4-17.3mg/L的三价铬废水灌田，就能使所有植物中毒。

中国专利CN100552093C公布了塑料电镀专用活化剂及电镀工艺，该工艺流程中粗化，电镀铬采用大量的铬酸(六价铬)，并没用做回收处理，对环境污染大。

中国专利CN101555614B公布了塑料表面电镀方法，其提供了一塑料基体；对该基体表面进行前处理，玉该基体表面形成一镀铜层，于该基体的镀铜层表面用山价铬电镀-第一铬层，在该基体的第一铬层表面用六价铬电镀-第二铬层。

中国专利CN20041001836.7采用真空溅镀方式对非金属材料表面溅镀一层薄的基础金属镀膜来进行金属化处理。

电镀生产过程中产生大量的废水和浪费大量的能耗，一条全自动的产量为2万m²/每月的电镀线，每月排除的废水为2500吨。这么多的废水不仅浪费水资源，而且严重的污染着人类的自然生态环境，因此迫切需要进行改进或者取代现有的电镀工艺。现有的塑料电镀的常规工艺流程为：除油除蜡，粗化，敏化，活化，还原、化学镍、电镀焦铜、电镀酸铜、电镀镍最后电镀铬，产生大量的废水和重金属污染物。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的塑胶电镀工艺存在的缺点与不足，提供一种可以实现塑胶材料的表面金属化，简化电镀工艺流程，大幅度减少废水排放量，减少对环境和人类的污染，适合多种塑胶表面要求的塑料基材电镀的方法。

本发明包括以下步骤：

1)对塑料基材进行预处理；

2)对经过步骤1)处理的塑胶基材进行物理气相沉积(PVD)金属化，并依次进行物理气相沉积等离子体改性，镀金属底层、金属过渡层和金属导电层；

3)对经过步骤2)处理的塑胶基材直接进行电镀铜，或电镀铜和电镀镍；

4)对经过步骤3)处理的塑胶基材的电镀铜层表面进行拉丝处理或者对经过步骤2)处理的塑胶基材的电镀铜电镀镍层上进行拉丝处理；

5)对经过步骤4)处理的塑胶基材转挂入PVD炉进行等离子体处理后，进行铬层的沉积，或者对经过步骤4)处理的塑胶基材干式除尘除静电后进行有机涂层保护处理。

在步骤1)中，所述预处理，可采用干式清洁法除油除污，所述采用干式清洁法除油除污的具体方法可采用等离子火焰处理，干冰除油处理，静电处理，碳氢真空清洗等方法中的至少一种。

在步骤2)中，所述物理气相沉积等离子体改性的工艺条件可为离子源电流0.3～0.5A，偏压80～150V，占空比50％～80％，氩气流速10～100SCCM，氧气流速10～150SCCM，炉内真空压力0.1～0.3Pa，活化时间5～10min，以达到清洁及化活化基体表面之目的；所述镀金属底层、金属过渡层和金属导电层的工艺条件可为采用大功率中频脉冲或者大功率直流电源，电源电流为100～400A，电压为500～800V，沉积时间为5～15min，偏压20～100V，占空比50％～80％，氩气流速60～200SCCM。