塑料粗化液及其废液的再生回用

塑料电镀前处理是为了使塑料制件从非导体变成表面导电的目的,前处
理首先要进行粗化,粗化在国内外还是采用铬酸,由于粗化液使用后六价铬氧
化塑料后还原成三价铬而使粗化液逐步失效,为了使粗化液能不断使用和提
高其使用效率,可以采用称之为隔膜电解的方法,使三价铬通过电解氧化成六
价铬继续使用,以下介绍这一方法。
粗化溶液试验:
粗化液的组成,各厂实际使用都不大相同,但大致可分为低铬酸型和高铬
酸型两类,而高铬酸型用得比较普遍。
高铬酸配方:铬酚(CrO3) 350g
硫酸(H2SO,)250g
水(H20) 400g
壁薄易变形的塑料件用低铬酸粗化:
低铬酸配方:铬醉(CrO3) l00g
硫酸(H2SO4) 600g
水(H2O) 300g
由于铬酸的溶解度是随着硫酸浓度的生高而降低,当硫酸浓度为600g
时,铬酸的溶解度仅为83g,其余铬酸则呈固体状沉淀于槽底,故低铬酸型粗
化液实际铬酸含量是很低的,其氧化能力低,粗化适当延长。
粗化试验用的是高铬酸配方,镀层结合力试验是观察是否起皮,对薄壁有
弹性的镀件在电镀成品后用手扭曲看是否起皮或有‘’咯咯”的响声来判断。
结合生产我们做了大量的试验,产品是吊扇上的装饰箍圈,每只装饰箍圈
表面积为1. 18d衬,第一次粗化投放量为200只,以后每次180只粗化溶液温
度为65℃一70cC,时间为25min,粗化液体积为45L。
(1)随若粗化的不断进行.六价铬氧化塑料后逐渐被还原成三价铬.故六
价铬含量逐渐降低而三价铬含量逐渐增多。
(2)从试验和生产中实践til况来看:当三价铬含IA在36g/ I·时结合力尚
好,此时起皮现象石起来还不显著,但川手将箍扭曲就会发现脱皮和“咯咯,
的响声。但对一些厚壁塑料硬件如钮扣、旋钮等,三价铬含量不超过45以L时
仍能满足生产要求。根据上述试验情况,按照不同产品对象,我们制定了一条
工艺规范。每天对粗化液分析化验,凡三价铬超过上述范围,就适当添加新液
或更换。这样一来,粗化质址大大提高,由粗化不良造成的起皮现象已基本
杜绝。
废粗化液的隔膜电解再生回用:
过去对粗化液的处理方法是第一天新配,以后每天适当补充添加新液直
到祖化效果已不能保证结合力要求时就报废,重配新液。这样,铬酸硫酸的消
耗量很大,而且由于粗化液中铬酸浓度很高(在失效时其六价铬含量还有
250g/L – 300g/L),不处理直接排放,严重污染了环境,后来采用了N膜电解
方法,自制了一套隔膜电解装置,经过使用证明效果良好。现将隔膜电解装置
介绍如下。
(1)解装置结构:
梢体:外塑尺寸400川ni x 300n.川x450mm.室际装液体积35Le隔膜用4
只分2排,每排2只。
槽盖:把上盖做成倾斜式,上面盖开一长方孔,川以观察反应,平时用盖盖
住,铬雾排出孔开在槽盖后端,用塑料管接到总排气管。山于隔膜装置需经常
拆下清理,故我们把阴极板固定在盖上,这样只要把上盖抬起,阴极板也随之
带出,而隔膜也就能从槽中抽出。
粗化液的装人和排出:粗化废液可从上面直接倒人(注意防止漏人阴极
室)。在槽子下端装一硬塑管,套上耐酸尼龙管,平时把管吊起,等处理完毕
后,只要把尼龙管放下即能将处理好的溶液流出再用。这样结构既简单又
方便。
(2)阳极:我们采用的是素烧陶瓷隔膜管。规格为470rnm x 150mm x
60mm。阴极室的有效容积为2L左右。
(3)使用情况:
电流密度:电流密度大一些好,这样氧化反应快,但电流密度过高氢和氧
的析出剧增,而且升温太快,铬雾逸出严重,由于我们没有冷却装置,总电源功
率不大,故一般控制阳极电流密度在3.5A/drn2一5A/dm’,阴极电流密度在
5.25A/dm2 -7A/dm2。在这样的电流密度下,夏天由于电解产生的热量和溶
液的冷却速度纂本达到平衡。故可以连续241,进行电解也不用人看管。
温度:温度高一些可降低铬液9度,有利于离子迁移,温度过高会使氧的
超电压下降,不利于氧化反应,且易产生铬雾,但温度过低会使溶液的a度增
大,当低于40℃时,在隔膜管外壁会析出铬醉,从而堵塞隔膜使电解中断。一
般控制温度在60℃一70℃范围内为佳。
电解时间:电解时间要根据粗化液中的三价铬含m高低而定,三价铬含量
愈高电解时间愈长。由于我们采用的电流密度较低,隔膜板和极板数量较少,
故电解时间较长,一般都在24h左右,对本厂而言完全能符合要求。处理一次
(一昼夜)可以满足三天左右的粗化产生(中间适当添些新液)。所以不需每
天处理。
这里按三价铬氧化成六价铬计算,三价铬的电化当量为0.647扩A·ha
影响电流效率的因素较多.如电流密度、温度、溶液中六价铬和三价铬的浓度、
阴阳极的面积比和隔膜管的质量等。