[发明专利]一种塑料基材无铬金属化方法

说明书

本发明公开了一种塑料基材无铬金属化方法，该方法对经过预处理的塑料基材采用物理气相沉积金属化，并依次进行物理气相沉积等离子体清洗，镀结合层和面层，然后对经过上述处理的塑料基材直接进行接镀层电镀，最后进行常规的电镀处理工艺处理。本发明采用上述物理气相沉积金属化工序取代了传统的电镀的粗化、还原、敏化、活化和化学镍等工序，使得塑料表面处理流程简化，大量减少了废水的排放，整个金属化工艺过程中不使用六价铬，无六价铬的排放。

技术领域

本发明属于塑料表面处理技术领域，尤其涉及到一种塑料基材无铬金属化方法。

背景技术

塑料具有较高的抗冲击强度、加工成型性好、耐腐蚀及质量轻等特性，对塑料进行金属化处理，使其既保持了塑料原有特性，又具有金属的导电导磁性、装饰性及可焊接等性能，并使塑料表面机械强度提高，延长其使用寿命，降低成本。

现有技术在对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂等塑料表面通过镀覆来实施金属化处理时，为了提高塑料表面与镀膜之间的附着性，通常的做法是在相应的金属沉积操作之前将塑料表面粗糙化，以能够使金属沉积层获得足够的粘附力。为了达到这个目的，典型的方法是用含六价铬离子的酸洗溶液刻蚀处理塑料表面，如以铬-硫酸为基础的溶液包含六价铬氧化物与硫酸，其重量比为1:1。当将塑料表面浸没于这种铬酸洗液中，塑料表面中的聚丁二烯成分就会氧化分解并在表面上留下洞穴，这就会成为粘附金属沉积层的相应锚定结构，而粘附力就是通过这种锚定效应产生。

铬酸、重铬酸及其盐类对人的黏膜及皮肤有刺激和灼烧作用，并会导致接触性皮炎。这些化合物以蒸汽或粉尘方式进入人体，均会引起肠胃疾患、白血球下降和类似哮喘的肺部病变。此外，已有发现认为，六价铬可诱发肺癌。

现有常规的塑料镀覆工艺中的六价铬一般会排放到电镀废水中，废水中的铬对人体和环境会产生很大的危害。此外，传统塑料电镀生成过程中产生的废水量也是很大的，一条全自动的产量为2万m²/每月的电镀线，每月排出的废水为2000吨。如此多的废水不仅造成水资源的浪费，而且严重的污染人类的生态环境。

基于传统塑料镀覆工艺中铬酸与硫酸的混合液作为刻蚀剂的上述缺陷，目前急需一种新的塑料金属化工艺，以减少废水的排放以及六价铬的使用及排放量。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的是提供一种无铬的塑料基材金属化工艺，该工艺流程简单，适合多种塑料基材的表面处理，不仅无六价铬的排放，而且废水的排放量也大幅度减少。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种塑料基材无铬金属化方法，包括以下步骤：

1）对塑料基材进行预处理；

2）对经过所述步骤1）预处理的塑料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（PVD）等离子体清洗，镀结合层和面层；其中，

所述物理气相沉积（PVD）等离子体清洗的工艺条件为：偏压300～500V，占空比50%～80%，氩气流速200～500SCCM，炉内真空压力0.1～0.3Pa，时间7～15min；

所述镀结合层的工艺条件为采用中频电源或直流电源溅射，采用中频电源其电流为200～500A，电压为300～600V，沉积时间为3～10min，偏压70～150V，占空比50%～60%，氩气流速50～150SCCM；采用直流电源溅射其电源电流为2~10A，沉积时间为3～10min，偏压70~150V，占空比50%～60%，氩气流速50～150SCCM；