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ABS塑料电镀层结合力差的原因分析

2011-04-19

                                      ABS塑料电镀层结合力差的原因分析
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    一般而言，造成ABS塑料电镀层结合力差的原因大致有4个方面：
    (1)塑料基体状态不良。
(2)注塑成型参数欠佳，塑件内应力集中。
(3)电镀前处理不合理。
(4)相邻镀层的表面活性差。
此外，镀层结合力测试方法不当也容易造成误判。

2．1 ABS塑料基体状态的影响
ABS塑料基体状态不良主要是指ABS塑料聚合体中8组分的B粒子(丁二烯)含量低于l8％或高于23％，及其分布不均匀。
在化学粗化过程中，B粒子被溶去而AS骨架基本上不受腐蚀，故塑料表面形成了细密的显微凹坑，金属在这些凹坑中形成无数小按扣而产生铆合效应。B粒子含量偏少且粒大稀疏，或其含量过多且过于致密，都会导致塑件表面镀层铆合效应低，镀层与塑件附着力差。选用不同品牌的ABS塑料在相同条件下电镀半光铬后做百格测试，并参照ASTM D 3359—1997进行评级，结果如表1所示。半光铬电镀工艺为：前处理一表面金属化一焦铜(3 min)一清洗一活化一清洗一半光镍(3～5 min)一清洗一活化一清洗一镀铬(2～3 min)。

表1在相同的电镀条件下，不同牌号的ABS塑料上半光铬镀层的结合力
Table l Adhesion strength of semi-bright chromium coatings to ABS plastics of different designations under identical electroplating conditions

由表1可知，不同ABS塑料上镀层的结合力差异很大，在以ABS727和ABS3001M塑料注塑成型的镀件上制备的镀层结合力较好。此外，如果ABS塑料成型后的表面应力集中，未释放而直接电镀，也会造成镀层结合力差。
2．2 ABS塑料成型参数的影响

塑料成型时，适当升高熔融温度和减慢注塑速度都有利于提高塑件与电镀层之间的结合力。采用ABS T-700-727塑料，以HTF86T机型分4套工艺参数注塑手机快门键，然后在相同的工艺条件下电镀光铬，所得镀层的百格测试结果列于表2。

表2 ABS塑料成型工艺参数对电镀光铬层结合力的影响

Table 2 Effects of molding process parameters of ABS plastic on adhesion strength of electroplated bright chromium coating

    由表2可知，熔融温度高、注塑压力低、模温高以及注塑慢，都有利于获得结合力良好的电镀层。但是，注塑时模温高于90℃易造成注塑件缩水变形，出模时易粘模；另外，注塑速度也要适当，若注塑时间长于10 S，则易出现夹水线，表面发朦，光泽度差。因此，要谨慎调整注塑参数。

此外，ABS塑件成型几何形状复杂、壁薄或厚度不均，即使采用较佳的、稳定的注塑工艺，也难避免局部应力集中。电镀时，塑料与电镀层之间的结合力在壁厚不同的部分有差异。一般而言，塑件的壁越厚，镀层结合力越好[1]；壁薄的塑件表面应力易集中，电镀层的结合力较差。
2．3电镀前除油与粗化工序的影响

    塑件表面有脱膜剂或油脂污染时，若除油不净，则粗化液不能直接到达塑件表面对其进行粗化。ABS塑件经除油后，在铬酸与硫酸混合粗化液中若腐蚀过度，塑件表面溃烂，不能形成形状规则的凹坑。所以，粗化不足或过度都会使镀层结合力变差[2]。造成粗化效果不良的原因有以下几点：

    (1)化学粗化中铬酸与硫酸的比例失调或偏低，粗化液中三价铬含量偏高。

(2)粗化时间过短或过长。

(3)粗化温度过低或过高。

(4)粗化液受到污染。长时间使用后，粗化液中溶解的丁二烯胶物过多，其吸附于塑件表面会阻碍粗化。
2．4电镀层之间表面状态的影响

    塑件表面的活性是镀层结合力的关键，尤其是镀层与镀层之间的表面活性要求更高。镀层表面活性好，则镀层与镀层之间张力小，其结合力好。导致镀层之间表面状态差的原因有：

    (1)化学沉镍后酸活化不当。

(2)酸铜与半光镍之间活化(微蚀)不够。