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粗化條件對電鍍PC/ABS合金的影響

作者:admin    添加時間:2013-7-1 13:20:09    瀏覽量:7287

摘 要 本文研究了PC/ABS粗化工藝對粗化效果和電鍍剝離力的影響。研究發現:電鍍過程的粗化效果,主要是溫度和粗化時間的影響??刂坪线m的溫度和粗化時間,電鍍剝離力可高達9 N/cm.

關鍵詞 PC,ABS,電鍍,粗化,電鍍結合力

 

Effect of etching conditions on the plating PC/ABS alloy

Liangui bai

(Shanghai kumhosunny plastic Co. Ltd. Shanghai 201107)

Abstract: The effects of etching conditions on the roughening effect and adhesion force of plating PC/ABS was investigated. 

The results indicated that the roughening effect was affected by etching temperature and time.

 The adhesion force was 9 N/cm through proper etching temperature and time.

Key word PC,ABS,plating, etching, adhesion force

 

PC/ABS合金是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯=苯乙烯共聚物(ABS)共混形成的合金,既具有ABS很好的沖擊和成形性,又由于PC優異的沖擊和耐熱性能,被廣泛用于汽車零部件、電子等產品上。隨著市場的發展,人們對PC/ABS塑料電鍍件的質量要求越來越高。通用汽車在新的GM16681標準里提出將PC/ABS電鍍件的電鍍結合力由原來的4 N/cm提高到4.5 N/cm。

粗化是塑料電鍍中的關鍵步驟,對鍍層和塑料間的結合力影響很大。PC/ABS的粗化是用鉻酸/濃硫酸刻蝕B組分,使材料表面呈現微觀粗糙,增加鍍層與塑料基體的接觸面積,提供錨效應;同時使塑料表面由疏水性變為親水性,更便于電鍍液在表面的侵潤;經過粗化后使塑料表面帶負電荷,容易吸附Sn2+、Ag+等,使敏化、活化及化學鍍能順利進行。

影響粗化效果的因素很多,材料、溫度、粗化時間、粗化液濃度、粗化液的攪拌速度等都會影響粗化的效果。本文研究了PC/ABS粗化工藝中溫度和粗化時間對粗化效果和電鍍結合力的影響。

 

一、實驗部分

1.1主要原材料

PC : 普通級,300℃,1.2KG負荷時熔指為10 g/10min,Dow-LG公司

ABS高膠粉: kumho公司,膠含量為40%

SAN: 普通級,kumho公司

表1 實驗設計方法

材料

比例

PC

50

ABS高膠粉

40

SAN

10

通過雙螺桿擠出機進行擠出造粒,按表1配方制備PC/ABS配方試樣。然后用注塑機注塑高光板,高光板的尺寸為長140mm,寬90mm,厚度為3mm。

電鍍實驗:

電鍍流程:去應力,除油,水洗,粗化,水洗,還原,水洗,敏化,活化,水洗,解膠,水洗,化學鍍鎳,預鍍銅,水洗,鍍鎳,鍍鉻,水洗,烘干。其中粗化液中硫酸濃度為400g/L,鉻酸濃度為400g/L。粗化溫度為64-68℃,粗化時間為8-16min。

電鍍結合力測試:

將電鍍件切割成寬度為10 mm的件,用剝離儀器測剝離力,測試速度為100 mm/min,得到力和距離的曲線,取平臺區的平均值作為平均電鍍剝離力。

不同粗化工藝的粗化件測SEM,觀察粗化效果。

 

二、結果與討論

圖1 粗化溫度64℃時,不同粗化時間表面形態的影響。(a)4 min, (b) 6 min, (c) 8 min, (d) 10 min, (e) 14 min, (f) 16 min。

圖1(a)-(f)給出了粗化溫度64℃時,不同粗化時間表面形態的影響。PC/ABS中B在粗化液中會被刻蝕。從圖1(a)是粗化4 min時的表面狀態,從圖中 中可以看出表面凹坑是被刻蝕的橡膠B,孔的數量少,孔的深度也較淺。圖1(b)粗化6 min中孔的數量和深度比粗化4 min多。隨著粗化時間增加,孔的數量增加,孔的深度也增加。圖1(c)、(d)、(e)、(f)顯示出同樣的規律。圖1(e)中,孔均勻的分布在整個區域中,數量較多,并且孔與孔之間有一定的間隙。在圖1(f)中,表面孔分布很多,但局部位置孔與孔之間連在一起,表面粗糙,粗化過度。

 

圖2. 粗化溫度64℃時,不同粗化時間電鍍剝離力

圖3. 粗化溫度64℃時,剝離力隨粗化時間的變化 

 

圖2給出了64℃時,不同粗化時間后測出的電鍍剝離力數據。從圖中可以看出,64℃時,粗化時間為14 min時,電鍍剝離力最高,在達到平臺后剝離力穩定。粗化時間為4 min時,電鍍剝離力最低。對剝離力-位移曲線的平臺區取平均值,得到每個條件的平均剝離力。圖3中給出了粗化溫度64℃時,剝離力隨粗化時間的變化。從圖中可以看出,粗化時間為4 min時,平均剝離力是3.75 N,最低,原因是粗化不足導致電鍍結合力過低(圖1-a)。隨著粗化時間的延長,剝離力增加。當粗化時間達到14 min時,電鍍剝離力最高,達到9.3 N。此時粗化適度,孔的數目多且分布均勻,同時孔間存在一定間隙。粗化時間繼續延長到16min,電鍍剝離力下降,此時從1(f)中,表面孔分布很多,但局部位置孔與孔之間連在一起,表面粗糙,粗化過度是導致電鍍剝離力下降的原因。

 

 

圖3粗化時間10min時,不同粗化溫度的影響 (a)64 ℃ (b)68 ℃ (c)70 ℃

圖3(a)-(c)分別給出了粗化時間為10min時,溫度6 4℃、68 ℃和70 ℃時的粗化照片。粗化溫度為64 ℃時,粗化適度。當溫度提高,粗化程度變得嚴重。68 ℃時,表面的凹坑局部連在一起,凹坑深度更深。70 ℃時,表面粗糙,出現大面積的坍塌,嚴重粗化過度。與圖1中的粗化時間影響相比,粗化溫度的提高對粗化影響更加劇烈。

 

 

圖4. 粗化時間10min時,不同粗化溫度的電鍍結合力

表5 粗化時間10 min時,剝離力隨粗化溫度的變化

圖4和5中給出了粗化時間10 min時,不同溫度下剝離力的變化。隨著粗化溫度的升高,粗化過度是導致電鍍剝離力下降的原因。

結論

本文研究了PC/ABS粗化工藝對電鍍結合力的影響。電鍍剝離力與粗化效果有關。固定粗化溫度為64 ℃時,存在一個最佳粗化時間14 min,獲得良好的表面粗化效果和高的電鍍剝離力。粗化時間過短會導致粗化不足,粗化時間過長會導致粗化過度。固定粗化時間10 min,粗化溫度越高,電鍍剝離力越低。

 

參考文獻

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