尼龙电镀

目前，塑料电镀正在经历前所未有的变化。传统的装饰性塑料电镀基材一般都是

ABS与ABS／PC。近来，一种新型的装饰性和功能性塑料电镀基材正进入市场。之前，

ABS与ABS／PC占塑料电镀市场的95％；而如今，其使用比例已经下降到85％。

在汽车与其他领域将重量减少与能源节省作为关键性因素考虑的驱使下，人们为

寻找具有特殊性能的新型材料而扩大了聚合物的使用种类。随着新材料的发展，塑料

供应商及电镀厂必须共同开发出一套新的体系与方法，以确保新基材的电镀品质与

ABS基材一样。本文着重探讨尼龙(PA)基材电镀前处理工艺，以便获得高品质的尼龙

电镀质量。

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、PAll、PAl2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ABS、ABS／PC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。

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Toyob0 777-02、Durethan BM 240和Minlon73M40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

Figure l Process flows for polyamide electroplating

传统的ABS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

Figure 2 Surface morphology of polyamide plastic after inflating

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ABS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

Figure 3 Atomic force microscopic images for polyamide surface after

different pretreatment procedures

图4尼龙表面Pd2+吸附量与活化液中Pd2+含量的关系

Figure 4 Relationship between Pd2+adsorption amount on the surface of

polyamide and Pd2+content in the activation bath

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ABS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。

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，除了为大批量

生产提供宽阔的操作范围之外，还可以在低温下操作。

为保证获得良好的填平效果，化学镍后须镀2～5μm的预镀镍层和约20μm的酸

铜层。为提高耐蚀性及达到高光泽度的装饰性要求，光镍的厚度约为12μm，最后的

表面修饰镀层为光亮铬，其厚度约为0．3μm。

尼龙塑料经过上述电镀前处理工艺后，可获得结合力和装饰性皆佳的镀层。通过

改变前处理各工序组分或参数，就可电镀不同型号的尼龙塑料。

以上述工艺代替传统的铬酸／硫酸粗化工艺，不仅可得到较理想的镀层，而且避

免了六价铬对环境的危害。此工艺流程与传统工艺流程区别不大，只需将原有的电镀

设备稍作改变就能使用，而且按照此工艺流程操作，挂具很少受镀。