尼龙电镀前处理工艺

摘要：介绍了适用于尼龙(PA)基材的新型前处理工艺。经过胯胀、调校、钯活化、还原、化学镍δ=0．3μm)、预镀镍或铜(δ=2～5μm)、酸铜(δ=20μm)、光亮镍δ=12μm)、装饰铬(δ=0．3μm)等工艺后，可在尼龙表面获得结合力良好的装饰性镪层。该工艺为开发尼龙塑料在电镀业的应用迈出了重要的一步。

关键词：尼龙；电镀；前处理；装饰性镀层

中图分类号：T Gl78；TQ l53．3文献标志码：A

文章编号：1004-227X(2009)09-0014-02

Pre tre at men t fo r el ect ro pla ti ng of pol ya mid e(PAl sub str at es//B RAN DE S M aj a-Mar io la，F ELS C arl C hri st ian K O D an ny* Abs tra c t：A rel ia ble pro ce ss f or t he p re tre at men t ol pol yam id es(PA)fo r me tal p lat in g was d es c ri be d．B)ap pl yin g sw ell in g，con dit io nin g，Pd a cti va tio n，red uc tio n．el ect ro les s ni ck el lay er(δ=0．3μm)，Ni or C u st ri ke l aye r(δ=2-5μm)，a ci d co pp er lay er(J=20μm)，br igh t n ick el l ay el(δ=12μm)and bri gh t ch ro me lay er(δ=0．3μm)，a d ec ora ti ve coa ti ng w it h g ood ad he sio n C an be obt ain ed o n s pe cif ic t ype o f PA su rf ace．Thi s is a si gni fi can t st ep for t he dev el opm en l an d ap pl ica ti on o f th e me ta l pl at ing of pol yam id es．

Key wor ds：p ol yam id e; el ect ro pla ti ng；p ret re at men t；de cor at ive coa tin g lay er

Fir st．a ut hor'S ad dre ss：Ato te ch Deu ts chl an d G mbH．Ber li n，Ge rm any 尼龙材料的特点

近年来，尼龙作为一种塑料基材已被广泛应用于工业。作为一种热塑性塑料，尼龙很容易在液态下被加工，在-30～110 0C温度范围内具有良好的稳定性。此外，它还具有优异的耐热、高冲击强度，弹性变形小，耐摩擦和减震等性能，而低的熔融黏度使其易加工成型。总而言之，尼龙不但重量轻、制造成本低，而且还具有优异的物理性能。

各种各样的尼龙塑料如PA6、PAl l、P Al2和PA66等，可根据极性氨基的数量识别。此特性是区分尼龙塑料与A BS、A BS／P C塑料的依据。尼龙塑料电镀前处理如使用铬酸粗化，会对氨基有些影响，得不到预期的良好装饰性效果。因此，在尼龙电镀之前，需要考虑两个重要的影响因素：一是注塑不同特性的尼龙塑料时，会添加不同的填充料(如矿纤、玻璃纤维等)，以增

强塑料的机械强度、硬度等性能；二是不同的注塑条件。以上两种因素均对尼龙塑料电镀成功与否产生重大影响。

尼龙前处理

根据上述对尼龙塑料的介绍可知，不可能有一种通用的前处理工艺适用于每种类型的尼龙塑料。因此，将前处理工序与尼龙塑料的类型相配合，显得非常重要。本文介绍的前处理工艺适用于T oy ob0 777-02、Du ret ha n B M 240和M in lon73M40等型号的尼龙塑料。对于其他型号的尼龙塑料，则须再作调整。在此，不作详细讨论。

为了更清楚地了解此工艺，图l列出了尼龙塑料电镀的具体流程。其中，粗化与膨胀工艺是影响镀层外观质量与结合力的关键因素。此工艺环节确保尼龙塑料表面粗化均匀，并为后续工序准备功能性的表面。

图1尼龙电镀工艺流程

Fig ure l Pr oc ess f low s fo r p ol yam id e e le ctr op lat in g 传统的A BS塑料电镀工艺采用铬酸粗化除去塑料中的丁二烯，为后续金属镀层提供良好的结合力。在尼龙塑料电镀中，由于基材的改变，铬酸粗化工艺相应由膨胀体系所代替。膨胀体系中含有的有机组分和所添加的其他化学物质，会将尼龙塑料中的某些填充料除去。由于不是所有的填充料均可去除，因此造成某些尼龙塑料较难或不能电镀。

图2是尼龙塑料经膨胀后的扫描电镜图。

图2膨胀后的尼龙塑料表面形貌

Fig ure 2 Su rf ace m orp ho lo gy of po ly a mi de pl as tic a fte ri nfl at ing 从图2可以很清晰地看出，工件表面具有均匀的粗化效果，为获得具有良

好结合力的后续装饰性镀层打下了坚实的基础。

在标准的AB S电镀工艺中，铬酸粗化后还有还原工艺，目的是还原残留的六价铬以确保后续的活化液不被氧化。而在尼龙塑料前处理工艺中，此步骤被酸性含氟化物的调校工序所代替。调校的目的是防止过量的有机溶剂被带入后续的活化液中，并对尼龙塑料表面进行调整，以便其更好地吸附钯离子。图3是尼龙塑料前处理工艺各阶段的原子力显微镜图，包括未经处理、膨胀，再到调校步骤。

工件经调校工序后，进入活化工序。此工序中，钯离子被吸附在工件表面，继而在还原工序中，钯离子被还原成活性钯金属。尼龙工件上吸附的钯离子与活化液中钯离子浓度的关系见图4。

图3尼龙前处理各工序后表面的原子力显微镜照片

Fig ure 3 At om ic fo rce m ic ros co pic i mag es fo r pol ya mid e sur fa ce aft er di ffe re nt pr etr ea tm ent p roc ed ure s

图4尼龙表面Pd2+吸附量与活化液中Pd2+含量的关系

Fig ure 4 Re lat io ns hip be tw een P d2+ad sor pt ion a mou nt on th e sur fa ce of pol ya mid e and P d2+c ont en t i n the a cti va ti on ba th 图4表明，工件表面活性钯金属的含量取决于活化液中钯离子的浓度。而还原后所得活性钯金属的量，几乎与活化液中钯离子的浓度成线性关系。

与传统A BS塑料预处理相比，尼龙预处理的显著区别是此工序只需要相对少量的钯就能达到催化后续化学镍反应的效果。其另外一个特别重要的优点是：在化学沉镍工序中，挂具很少受镀。

装饰性镀层的获取

尼龙化学镍溶液是特别为尼龙电镀研发的不含氨的镍磷合金镀液，除了