Первоначальные-процессы обработки поверхности пластиковых изделий
Введение: Процесс производства пластиковых изделий в основном включает в себя четыре ключевых этапа: формование пресс-форм, обработка поверхности, печать и сборка. Обработка поверхности является неотъемлемой частью процесса. Чтобы улучшить адгезию покрытий и обеспечить проводящий базовый слой для покрытия, необходимы процессы предварительной-обработки.
Предварительная-обработка поверхности пластиковых изделий
В основном включает обработку покрытия и обработку гальванопокрытием. Как правило, пластмассы имеют высокую кристалличность, низкую полярность или ее отсутствие, а также низкую поверхностную энергию, что может влиять на адгезию покрытий. Поскольку пластмассы являются не-проводящими изоляторами, стандартные процессы гальваники нельзя применять непосредственно к их поверхности. Поэтому перед обработкой поверхности требуется необходимая пред-обработка, чтобы улучшить адгезию покрытий и обеспечить проводящий базовый слой с хорошей прочностью сцепления для покрытия.
Предварительная-обработка покрытия
Предварительная-обработка включает обезжиривание пластиковой поверхности для удаления масляных пятен и антиадгезивов, а также активацию пластиковой поверхности для улучшения адгезии покрытия.
Обезжиривание
Обезжиривание пластиковых изделий аналогично обезжириванию металлических изделий. Ее можно проводить с использованием органических растворителей или водных щелочных растворов, содержащих поверхностно-активные вещества. Обезжиривание органическими растворителями подходит для удаления воска, жиров и других органических загрязнений с пластиковых поверхностей. Используемые растворители не должны растворять, набухать или растрескивать пластик, иметь низкую температуру кипения, быть летучими, не-токсичными и негорючими.
Щелочные водные растворы подходят для обезжиривания щелочестойких-пластиков. Эти растворы содержат каустическую соду, щелочные соли и различные поверхностно-активные вещества. Наиболее часто используемые поверхностно-активные вещества серии OP, такие как этоксилаты алкилфенолов, не образуют пены и не оставляют остатков на поверхности пластика.
Поверхностная активация
Активация направлена на улучшение свойств поверхности пластмасс путем создания полярных групп или придания шероховатости поверхности для улучшения смачивания и адсорбции покрытий. Методы активации поверхности включают химическое окисление, пламенное окисление, травление парами растворителя и окисление коронным разрядом. Среди них наиболее широко используется химическое окисление. Типичным составом для обработки хромовой кислотой является дихромат калия 4,5%, вода 8,0% и концентрированная серная кислота (свыше 96%) 87,5%.
На некоторые пластиковые изделия, такие как полистирол и АБС-пластик, можно наносить покрытие напрямую, без химической обработки оксидированием. Однако для покрытий более высокого-качества все равно можно применять химическое оксидирование. Например, после обезжиривания АБС-пластик можно протравить разбавленным раствором хромовой кислоты. Типичный состав: хромовая кислота 420 г/л и серная кислота (удельный вес 1,83) 200 мл/л. Типичный процесс включает погружение при температуре 65–70 градусов на 5–10 минут с последующим ополаскиванием и сушкой. Преимуществом обработки хромовой кислотой является ее равномерное покрытие даже на изделиях сложной-формы. К недостаткам относятся эксплуатационные опасности и проблемы загрязнения окружающей среды.
Предварительная-обработка покрытия
Целью предварительной-обработки покрытия является улучшение адгезии слоя покрытия к пластиковой поверхности и формирование проводящего металлического базового слоя. Процесс предварительной-обработки в основном включает в себя механическое придание шероховатости, химическое обезжиривание, химическое придание шероховатости, сенсибилизацию, активацию, восстановление и химическое покрытие. Первые три этапа направлены на улучшение адгезии покрытия, а последние четыре — на формирование проводящего металлического базового слоя.
Механическое и химическое придание шероховатости
Механическое и химическое придание шероховатости — это методы механического или химического придания шероховатости пластиковой поверхности, увеличивающие площадь контакта между слоем покрытия и подложкой. Как правило, прочность сцепления, достигаемая при механическом придании шероховатости, составляет лишь около 10% от прочности, достигаемой при химическом придании шероховатости.
Химическое обезжиривание
Методы обезжиривания пластиковых поверхностей перед нанесением покрытия такие же, как и при предварительной-обработке покрытия.
Сенсибилизация
Сенсибилизация предполагает адсорбцию легко окисляемых веществ, таких как хлорид олова или трихлорид титана, на поверхность пластика, обладающую определенной адсорбционной способностью. В процессе активации эти адсорбированные вещества окисляются, а активатор восстанавливается с образованием на поверхности каталитических зародышей. Сенсибилизация закладывает основу для последующего химического нанесения металлического слоя.
Активация
Активация заключается в обработке сенсибилизированной поверхности раствором, содержащим каталитически активные соединения металлов. По сути, продукт, адсорбированный восстановителем, погружают в водный раствор, содержащий соли благородных металлов в качестве окислителей. Ионы благородных металлов восстанавливаются Sn²⁺, а восстановленные благородные металлы откладываются на поверхности в виде коллоидных частиц, проявляя сильную каталитическую активность. Когда такая поверхность погружается в раствор химического нанесения покрытия, эти частицы служат каталитическими центрами, ускоряя реакцию химического нанесения покрытия.
Редукционное лечение
После активации и тщательной промывки водой изделие погружают в раствор восстановителя, используемого при химической гальванике, для удаления остатков активатора. Этот этап называется редукционной терапией. Для химического меднения используют раствор формальдегида, а для химического никелирования — раствор гипофосфита натрия.
Химическое покрытие
Целью химического осаждения является образование на поверхности пластика проводящей металлической пленки, создающей условия для нанесения гальванических слоев металла. Таким образом, химическое покрытие является важным этапом нанесения покрытия на пластиковые изделия.