專利名稱：一種塑料電鍍制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電鍍技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種塑料電鍍制品。
背景技術(shù)：
高分子材料由于具有密度小、重量輕、比強(qiáng)度高、絕緣性能好、介電損耗低、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐磨、隔音減震等優(yōu)點(diǎn)，在國防、航空航天、建材、家電、醫(yī)療、自動(dòng)化設(shè)備、汽車等諸多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。塑料電鍍是指在塑料制件上電沉積金屬鍍層的工藝。與金屬制件相比，塑料電鍍制品不僅可以實(shí)現(xiàn)很好的金屬質(zhì)感，而且能減輕制品重量，在有效改善塑料外觀及裝飾性的同時(shí)，也改善了其在電、熱及耐蝕等方面的性能，提高了其表面機(jī)械強(qiáng)度，越來越受到用戶的青睞。目前塑料電鍍通常包括超聲波除蠟、除油、粗化、還原、催化、解膠、化學(xué)鎳、預(yù)鍍鎳、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻等工藝過程。其中最重要的前期粗化工藝主要是完全通過化學(xué)方法在塑料制品表面形成大量微小凹坑，粗化時(shí)粗化液使用量大，粗化效率低，大型塑料制品一次電鍍大約耗時(shí)4 5小時(shí)，能耗非常大，同時(shí)電鍍過程中伴隨著一系列的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量重金屬廢水、固體廢棄物、酸性氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境，危害人體健康。另一方面，對(duì)于一些用于手機(jī)、筆記本電腦、汽車等領(lǐng)域的塑料電鍍制品，其在注塑成型過程中常常存在縮水、翹曲等問題，且產(chǎn)品體積越大縮水、翹曲等問題越嚴(yán)重，而傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)與工藝難以很好地解決這些問題。
發(fā)明內(nèi)容鑒于此，本實(shí)用新型有必要提供一種塑料電鍍制品，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，改善注塑產(chǎn)品的縮水、翹曲變形，并節(jié)省電鍍成本，降低電鍍能耗與污染，提高電鍍制品質(zhì)量。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種塑料電鍍制品，其包括有:由內(nèi)至外分布的實(shí)心芯層、微孔發(fā)泡層及金屬鍍層。優(yōu)選的是 ，所述微孔發(fā)泡層的厚度為100-200 μ m。優(yōu)選的是，所述微孔發(fā)泡層包含有多個(gè)微孔，所述微孔的直徑為I 一 10 μ m。優(yōu)選的是，所述金屬鍍層的厚度為30 — 50 μ mo本實(shí)用新型塑料電鍍制品與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:本實(shí)用新型的塑料電鍍制品設(shè)有微孔發(fā)泡層中已存在大量微孔，可大大減少電鍍粗化時(shí)間，因而能減少粗化過程和后續(xù)還原過程中藥液的用量，縮短電鍍時(shí)間，降低電鍍能耗、污染以及綜合電鍍成本。成型獲得微孔發(fā)泡層和實(shí)心芯層二層結(jié)構(gòu)的塑料制品，其表層發(fā)泡成型工藝以及大量微孔的存在不僅能有效改善或解決上述縮水、翹曲等問題，而且能節(jié)省原材料，降低成本。本實(shí)用新型所獲得的具有微孔發(fā)泡層和實(shí)心芯層二層結(jié)構(gòu)的塑料制品，表層經(jīng)過粗化以及后續(xù)電鍍工藝階段時(shí)，可形成具有倒扣結(jié)構(gòu)的金屬鍍層，從而獲得鍍層與塑料附著力強(qiáng)的具有金屬鍍層、微孔發(fā)泡層和實(shí)心芯層三層結(jié)構(gòu)的高性能塑料電鍍制品。

圖1為本實(shí)用新型塑料電鍍制品制備方法的注射成型原理示意圖；圖2為采用本實(shí)用新型塑料電鍍制品制備方法制備的注塑制品橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的局部放大圖；圖4為采用本實(shí)用新型塑料電鍍制品制備方法制備的塑料電鍍制品橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
一種塑料電鍍制品制備方法，其包括有:( I)塑料粒子通過料斗進(jìn)入注塑機(jī)料筒；(2)注塑機(jī)利用螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和料筒加熱塑化塑料粒子，同時(shí)向注塑機(jī)料筒通入超臨界流體，形成聚合物熔體/超臨界流體均相體系；超臨界流體達(dá)到設(shè)定量后停止供應(yīng)，螺桿繼續(xù)塑化，得到未吸收超臨界流體的聚合物熔體；(3)螺桿前移，聚合物熔體/超臨界流體均相體系率先注入模具，形成產(chǎn)品的表層微孔發(fā)泡層，后續(xù)注入模具的未吸收超臨界流體的聚合物熔體形成產(chǎn)品芯層，最終制得表層微孔發(fā)泡，實(shí)心芯層的塑料制品；(4)將表層微孔發(fā)泡，實(shí)心芯層的塑料制品通過電鍍工藝進(jìn)行電鍍，最終制得表層微孔發(fā)泡，實(shí)心芯層的塑料電鍍制品。首先，塑料粒子從料斗進(jìn)入注塑機(jī)料筒，在螺桿的剪切和料筒加熱的作用下逐漸被塑化成聚合物熔體，同時(shí)向注塑機(jī)料筒中通入超臨界流體，超臨界流體的注入流量、時(shí)間和壓力根據(jù)制品體積大小以及制品表面微孔尺寸和密度設(shè)定。聚合物熔體與超臨界流體在注塑機(jī)螺桿的剪切作用下被混合均勻，并在螺桿前端形成聚合物熔體/超臨界流體均相體系。超臨界流體注入一定量后停止注入，此時(shí)螺桿繼續(xù)后退進(jìn)行塑化儲(chǔ)料動(dòng)作，當(dāng)儲(chǔ)料量達(dá)到設(shè)定之后螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)。隨后執(zhí)行注射動(dòng)作，此時(shí)率先注入成型模具的聚合物熔體/超臨界流體均相體系，在快速泄壓條件下形成產(chǎn)品的表層微孔發(fā)泡層，后續(xù)注入模具的未吸收超臨界流體的聚合物熔體形成產(chǎn)品芯層，最終制得表層微孔發(fā)泡，實(shí)心芯層的塑料制品。因?yàn)榇藭r(shí)產(chǎn)品表面已經(jīng)形成大量微孔，所以它可以大大簡化傳統(tǒng)電鍍工藝中粗化和還原兩個(gè)過程。隨后通過超聲波除蠟、除油、粗化、中和還原、催化、解膠、化學(xué)鎳、預(yù)鍍鎳、鍍銅、鍍鎳和鍍鉻等電鍍工藝進(jìn)行電鍍，獲得塑料電鍍制品。在步驟(I)中，所述塑料粒子為電鍍級(jí)熱塑性或熱固性材料，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龍、聚苯乙烯、玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂材料以及高分子復(fù)合材料或高分子合金等。在步驟(2)中，超臨界流體為CO2或N2或者其他的超臨界流體；有序定量控制超臨界流體注入流量、壓力和時(shí)間，在注塑機(jī)螺桿計(jì)量室最前端形成聚合物熔體/超臨界流體均相體系，其后為未吸收超臨界流體的聚合物熔體。在步驟(3)中，注塑機(jī)螺桿快速前移使聚合物熔體/超臨界流體均相體系率先進(jìn)入模具，而當(dāng)注塑機(jī)的螺桿繼續(xù)前移時(shí)，未吸收超臨界流體的聚合物熔體后進(jìn)入模具。在步驟(4)中，塑料制品表層微孔經(jīng)過粗化處理后會(huì)形成倒扣狀的凹坑，電鍍后形成具有倒扣結(jié)構(gòu)的金屬鍍層；制得的塑料電鍍制品包括有金屬鍍層、微孔發(fā)泡層和實(shí)心芯層。如圖1所示，所述注塑機(jī)包括有料筒1，料筒I的上部設(shè)有料斗9，料筒I內(nèi)設(shè)有螺桿3，并通過設(shè)置于料筒I外周的加熱器2給料筒進(jìn)行加熱，模具5固定于料筒I的前端并與料筒I配合，在所述螺桿3的均化段接入超臨界流體，通過供氣單元8提供超臨界流體，并利用計(jì)量單元7控制超臨界流體注入時(shí)間。首先，將充分干燥的塑料粒子(本實(shí)施例為電鍍級(jí)ABS)通過料斗9進(jìn)入注塑機(jī)料筒1，通過加熱器控制料筒I溫度為190-250°c，并設(shè)定模具5前模的溫度為70_75°C，后模的溫度為25°C。通過螺桿3塑化ABS，并在塑化過程中，利用供氣單元8提供超臨界CO2流體，超臨界CO2流體流量為0.3 0.5kg/h,通過計(jì)量單元7控制超臨界CO2注入時(shí)間為I 5s，停止注入時(shí)間為3 8s。具體超臨界流體參數(shù)設(shè)置根據(jù)成型的制品而定，比如，制品體積越大、表面微孔尺寸越小、密度越大則要適當(dāng)加大超臨界流體流量，延長超臨界流體注入和停止注入的時(shí)間。進(jìn)入料筒I的超臨界CO2與熔融后的ABS熔體混合，并通過螺桿3剪切作用混合均勻，在螺桿3前端形成超臨界C02/ABS熔體均相體系4。計(jì)量單元7停止超臨界CO2注入，螺桿3繼續(xù)塑化未塑 化的ABS，當(dāng)儲(chǔ)料量達(dá)到設(shè)定之后螺桿3停止轉(zhuǎn)動(dòng)。隨后執(zhí)行注射動(dòng)作，此時(shí)率先注入模具5的超臨界C02/ABS熔體均相體系4在快速泄壓條件下形成產(chǎn)品的表層微孔發(fā)泡層并均勻分布在模具型腔表面，后續(xù)注入模具的未吸收超臨界CO2的ABS熔體6形成產(chǎn)品實(shí)心芯層，充模完成后，迅速冷卻使產(chǎn)品保壓定型，得到厚度為100 -200 μ m且含有I 一 10 μ m直徑大小微孔發(fā)泡層10、實(shí)心芯層11的塑料制品，如圖2及圖3所示。最后通過超聲波除蠟、除油、粗化、還原、催化、解膠、化學(xué)鎳、預(yù)鍍鎳、鍍銅、鍍鎳和鍍鉻等工藝進(jìn)行塑料制品電鍍，在塑料制件表面上電沉積30 — 50 μ m左右厚度的金屬鍍層12(如圖4及圖5所示)，最終獲得ABS塑料電鍍制品。其中借助于注塑產(chǎn)品表面已經(jīng)形成的大量微孔10，可以大大簡化傳統(tǒng)電鍍工藝中的化學(xué)粗化和還原過程，并形成具有倒扣結(jié)構(gòu)的金屬鍍層12，從而大幅提高鍍層結(jié)合力，獲得高性能的ABS塑料電鍍制品。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種塑料電鍍制品，其特征在于，其包括有:由內(nèi)至外分布的實(shí)心芯層、微孔發(fā)泡層及金屬鍍層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料電鍍制品，其特征在于，所述微孔發(fā)泡層的厚度為100-200 μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料電鍍制品，其特征在于，所述微孔發(fā)泡層包含有多個(gè)微孔，所述微孔的直徑為I 一 10 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料電鍍制品，其特征在于，所述金屬鍍層的厚度為30-50μ m0
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種塑料電鍍制品，其包括有由內(nèi)至外分布的實(shí)心芯層、微孔發(fā)泡層及金屬鍍層。塑料電鍍制品設(shè)有微孔發(fā)泡層中已存在大量微孔，可大大減少電鍍粗化時(shí)間，因而能減少粗化過程和后續(xù)還原過程中藥液的用量，縮短電鍍時(shí)間，降低電鍍能耗、污染以及電鍍成本。成型獲得微孔發(fā)泡層和實(shí)心芯層二層結(jié)構(gòu)的塑料制品，其表層發(fā)泡成型工藝以及大量微孔的存在不僅能有效改善或解決上述縮水、翹曲等問題，而且能節(jié)省原材料，降低成本。
文檔編號(hào)B29C45/57GK203157243SQ201320128038
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者楊桂萍, 彭響方, 文勁松, 王彬彬, 彭松, 凌華春 申請人:四維爾丸井(廣州)汽車零部件有限公司, 華南理工大學(xué)