专利名称：在非金属材料上淋浴镀金属方法
技术领域：
本发明涉及在非金属材料表面化学镀的方法，尤其涉及在玻璃、玻璃钢、树脂、塑料、陶瓷、陶土、水泥、石料、木材、竹材等非金属材料表面淋浴镀金属的方法，该方法适用于加工生产各种非金属工艺美术制品，以代替铜制工艺美术品。
现有技术中，中国专利CN87100440(
公开日1988年3月30日)公开了一种在不导电材料上刷镀金属的方法，该方法是将不导电镀件材料首先有选择性进行机械粗化处理、化学粗化处理、溶剂粗化处理;然后根据镀件材料是否耐酸性、吸水性和极性强弱选择不同的敏化液进行敏化处理;活化处理，最后用含有待镀金属离子溶液反复刷镀镀件，直到表面上沉积所需厚度的金属。该方法虽然摆脱了浴槽中浸蘸的工艺步骤，但还存在以下缺点(1)粗化处理复杂，需根据材料不同，选择多种粗化处理方法;(2)敏化处理复杂，根据材料性质不同，需用多种敏化处理液，且敏化液组成成分多，浓度高;(3)在进行化学刷镀之前，还要对镀件进行还原处理，因此增加了工艺的复杂性;(4)刷镀是在常温下用刷镀笔以一定相对运动速度进行的，镀液在镀件表面上反应不充分，而且消耗镀液量大，刷镀时间长，尤其是对结构复杂和尺寸大的镀件表现更为突出。
本发明的目的是提供一种在非金属材料上化学淋浴镀金属方法以及该方法中使用的成分简单、浓度低的敏化处理溶液。
本发明提供的在非金属材料上淋浴镀金属的方法是按下述工艺步骤实现的(1)机械粗化处理本发明对镀件只用机械粗化，不用化学粗化和溶剂粗化。粗化的目的是使镀件的表面变成微观上凹凸不平的表面，以增强镀层与镀件的结合力。
机械粗化的方法是利用喷砂机在4-8大气压下将60-100目的金刚砂或白刚玉喷射在镀件表面，使镀件表面全部呈亲水性。
当然，机械粗化也可选用磨，砂布打磨等方法。
(2)鉴别镀件材料的性质鉴别镀件材料是否耐酸，以便使用不同的敏化液。一般情况下含碳酸盐成分较多的材料不耐酸，如大理石、水泥等;而陶瓷、陶土、玻璃、塑料、玻璃钢等耐酸。
对于镀件材料是否耐酸，简单的鉴别方法是在镀件材料表面滴一滴酸性敏化液，液滴有气泡产生则该材料不耐酸，反之则耐酸。
(3)敏化处理根据镀件材料是否耐酸，选用不同的敏化液，耐酸镀件需用酸性敏化液;不耐酸镀件则使用碱性敏化液。
敏化处理方法是将经机械粗化处理后的镀件表面温度控制在22℃-33℃范围内，用酸性敏化液或碱性敏化液淋浴，使镀件表面均匀布满敏化液，然后将敏化处理过的镀件晒干或烘干。
(4)活化处理活化处理的目的是使镀件表面均匀布满具有催化活性的金属微粒，为淋浴镀作准备。
常用活化处理溶液组成为AgNO35-15克/升NH3·H2O 10-20毫升/升其余 水活化处理方法是将经敏化处理后的镀件表面温度控制在22℃-33℃范围内，用活化液淋浴，这时镀件表面发生化学反应
此时白色或浅色的镀件表面变成褐色。
(5)化学淋浴镀金属镀件经活化处理后，将镀件表面温度控制在22℃-33℃范围内，然后将含有下述成分的镀液加温至50℃，按比1∶1与还原剂甲醛水溶液混合，对镀件反复淋浴，镀件表面及时完成化学反应，使镀液中的铜离子不断沉积到镀件表面上，形成与镀件紧密结合的铜层，直到所需镀层厚度为止。
镀液组成分为镀液CuSO4·5H2O 40-80克/升C4H4O6KNa·4H2O 120-230克/升Na2CO340-80克/升EDTA2Na 15-24克/升NaOH 50-90克/升其余 水还原剂HCOH 80-120毫升/升其余 水需要说明的是在形成镀层时，镀层质量和镀液消耗量与化学反应速度有关，速度快，镀层结合能力差;速度慢，消耗镀液量大;而化学反应速度又与镀件表面温度有关，温度低，化学反应速度慢;温度高，化学反应速度快。本发明淋浴镀金属在温度22℃-33℃范围内施镀，此温度使镀层结合能力和消耗的镀液量都是最理想的。
在上述工艺步骤中，敏化处理，活化处理和化学镀使用的淋浴方法是用两只容器，一只盛一定数量的液体(敏化液或活化液或镀液)，另一只放镀件，将液体淋浴在镀件表面上，液体通过镀件表面流入放镀件的容器，待液体全部淋毕，将镀件移至空容器里，再将液体淋浴在镀件上，根据不同工艺步骤的目的，决定淋浴次数。
在非金属材料上镀其它金属是按上述工艺步骤先镀一层铜，然后用电刷镀方法施镀其它金属。
本发明提供的敏化溶液有两种，一种是在耐酸性镀件上使用的酸性敏化液;另一种是在不耐酸性材料上使用的碱性敏化液。两种敏化液组成中都含有起敏化作用的金属离子，这种金属离子不易被空气氧化，很容易被活化液中的金属离子氧化，最常用的金属离子是二价锡离子。两种敏化液组成为
酸性敏化液SnCl2·2H2O 6-24克/升36%-38%盐酸 10-34克/升其余 水碱性敏化液SnCl2·2H2O 6-49克/升NaOH 10-99克/升其余 水上述敏化液配制方法简单，不含有毒物质，对环境无污染。
本发明的优点是(1)所有非金属材料只用机械粗化处理，不需用化学粗化和溶剂粗化，减少了工艺复杂性;(2)敏化处理液由多种减少为两种，为使用提供了方便;(3)敏化液组成成分少，浓度低，配制简单;(4)淋浴镀金属既不使用镀槽浸泡，也不使用刷子抹或喷雾器喷淋，只用两只容器就能将镀液淋浴在镀件表面上，完成在非金属材料上化学镀金属目的，因此设备和工艺简单，易操作;(5)淋浴镀金属是在一定温度条件上进行，在不增加设备前提下，能提高化学镀反应速度，节省淋浴镀时间和原材料;(6)淋浴镀金属不受镀件外形结构和尺寸大小限制;(7)淋浴镀金属中使用的化学试剂均为普通试剂，不含有毒物质，故对环境无污染，(8)在完成淋浴镀金属后，还可采用电刷镀技术，在其表面刷镀其它金属或合金。
下面通过实施例详细说明本发明。
实施例Ⅰ
酸性敏化液的成分和配制1 号酸性敏化液组成SnCl2·2H2O 24克/升36%-38%的盐酸 34克/升其余 水配制方法(1)称取SnCl2·2H2O 24克置于1000毫升烧杯中，注入800毫升自来水搅拌溶解，溶液呈混浊。(2)称取34克36%-38%的盐酸置于500毫升烧杯中，将盐酸逐渐注入上述1000毫升烧杯中，溶液在搅拌下呈清，呈清时停止注入盐酸。
(3)向溶液中加自来水至1000毫升刻度上，将配制好的酸性敏化液保存在棕色玻璃瓶中。
2 号酸性敏化液组成SnCl2·2H2O 10克/升36%-38%的盐酸 18克/升其余 水配制方法同前。
实施例2碱性敏化液成分和配制1 号碱性敏化液组成SnCl2·2H2O 18克/升
NaOH 26克/升其余 水配制方法(1)称取18克SnCl2·2H2O置于1000毫升烧杯中，注入自来水500毫升，搅拌溶解。
(2)称取26克NaOH置于1000毫升烧杯中，注入400毫升自来水搅拌溶解。
(3)将两烧杯溶液混合在一个1000毫升烧杯中，搅拌均匀，并用自来水冲至1000毫升刻度，将碱性敏化液保存在棕色玻璃瓶中。
2 号碱性敏化液组成SnCl2·2H2O 10克/升NaOH 15克/升其余 水配制方法同前。
实施例3活化液组成和配制组成AgNO315克/升NH3·H2O 20毫升/升其余 水配制方法(1)称取15克AgNO3置于1000毫升烧杯中，注入800毫升自来水搅拌溶解，溶液呈混浊状。
(2)量取20毫升NH3·H2O置于500毫升烧杯中，将NH3·H2O缓慢倒入上述1000毫升烧杯中搅拌直到溶液全部呈清为止。
(3)用自来水稀释到1000毫升。
实施例4在陶瓷表面淋浴镀铜，实施工艺步骤如下(1)机械粗化处理选用70目金刚砂，在4-8大气压下，用喷砂机喷扫陶瓷表面，直到表面无光亮点为止。
用高压空气清除表面尘埃。
(2)敏化处理因陶瓷耐酸，用酸性敏化液。
控制经机械粗化处理后的陶瓷表面温度在22℃-33℃范围内，用两只塑料容器，一只盛一定数量的1号酸性敏化液，另一只放镀件，将敏化液淋浴在镀件上，待敏化液全部淋毕，将镀件移至空容器里，再将敏化液淋浴在未沾敏化液部位。如此反复淋浴，使敏化液均匀布满为止。
(3)晒干或烘干镀件。
(4)用自来水轻轻淋浴上述晒干或烘干的镀件，注意不可使敏化液冲掉。
(5)活化处理控制陶瓷表面温度在22℃-33℃范围内，然后用实施例3配制好的活化液淋浴，此时白色的表面变成褐色，注意要均匀淋浴无漏点。
(6)化学淋浴镀铜选用 CuSO4·5H2O 40-80克/升C4H4O6KNa·4H2O 120-230克/升Na2CO340-80克/升EDTA2Na 15-24克/升NaOH 50-90克/升自来水 1000毫升配制溶液为甲液选用HCOH 80-120克/升自来水 ＜1000毫升配制溶液为乙液将甲液加热至50℃，按体积比甲液∶乙液＝1∶1比例混合。
将经过活化处理后的陶瓷镀件表面温度控制在22℃-33℃范围内，用两只塑料盘，一只盛有上述混合液，另一只放置陶瓷镀件，在镀件表面淋浴，此时镀件表面形成一层铜层，混合液反复淋浴，铜层逐渐加厚，直到所需厚度为止。
(7)用自来水冲洗实施例5竹板淋浴镀铜，实施工艺步骤如下(1)机械粗化处理选用60-80目白刚玉，用喷砂机在4-8大气压下进行粗化，粗化处理的要求同实施例4。
(2)敏化处理用酸性敏化液滴一滴在竹板上，无气泡产生，故可用酸性敏化液处理。
用2 号酸性敏化液处理，处理方法同实施例4。
其余工艺步骤同实施例4，结果得到镀铜的竹板。
实施例6大理石表面淋浴镀铜，实施工艺步骤如下(1)机械粗化处理大理石表面用水磨砂纸磨光，用自来水冲洗表面，冲干冲净，晒干或烘干。
(2)敏化处理大理石含碳酸盐，故需用碱性敏化液用1 号碱性敏化液处理，处理方法同实施例4。
其余工艺步骤同实施例4，结果得到镀铜的大理石。
实施例7在水泥板上镀铜，实施工艺步骤如下(1)机械粗化处理选用80-100目的白刚玉，用喷砂机在4-8大气压下进行粗化处理，粗化处理要求同实施例4。
(2)敏化处理用酸性敏化液滴在水泥板上，有气泡产生，故用碱性敏化液。
用2号碱性敏化液处理，处理方法同实施例4。
其余工艺步骤同实施例4，结果得到镀铜的水泥板。
实施例8陶瓷表面镀锌，实施工艺步骤如下
(1)按实施例4的方法，在陶瓷表面镀铜;
(2)用水冲洗;
(3)电刷镀锌选用 硫酸锌 287克/升氨水 300-340毫升/升其余 水配制方法称取287克硫酸锌在1000毫升烧杯中，注入500毫升水，将320毫升氨水边搅拌边倒入盛硫酸的烧杯中，搅拌均匀，加水至1000毫升;
用电刷镀方法将锌镀液镀在陶瓷上，结果得到镀锌的陶瓷。
实施例9大理石表面镀锡，实施工艺步骤如下(1)按实施例6的方法，在大理石表面镀铜(2)用水冲洗;
(3)电刷镀锌选用 氯化亚锡 135克/升酒石酸 180克/升乙二胺 100-120毫升其余 水配制方法称取氯化亚锡135克，酒石酸180克，置于1000毫升烧杯中，并注入500毫升水搅拌溶解，将110毫升乙二胺在不停搅拌下缓慢注入烧杯中，搅拌均匀后，用水稀释至1000毫升;
用电刷镀方法将锡镀液镀在大理石上，结果得到镀锡的大理石。
实施例10在竹板上镀镍，实施工艺步骤如下(1)按实施例5的方法，在竹板上镀铜;
(2)用水冲洗;
(3)电刷镀镍选用 硫酸镍 135.4克/升柠檬酸铵 62.1克/升硫酸铵 10克/升氨水 60毫升/升其余 水配制方法称取135.4克硫酸镍，62.1克柠檬酸铵，10克硫酸铵，置入1000毫升烧杯中，并注入800毫升水，搅拌溶解，将60毫升氨水注入并搅拌均匀，注入水至1000毫升。
用电刷镀方法将镍镀液镀在竹板上，结果得到镀镍的竹板。
权利要求
1.一种在非金属材料上淋浴镀金属的方法，包括粗化处理、敏化处理、活化处理、无电化学镀覆工艺步骤，其特征在于以下五步骤；(1)对镀件进行机械粗化处理，(2)鉴别镀件材料是否耐酸性，(3)敏化处理，将经过机械粗化处理过的镀件表面温度控制在22℃-33℃范围内，用含有下述成分的酸性敏化液或碱性敏化液淋浴，使镀件表面均匀布满敏化液，然后将敏化处理过的镀件晒干或烘干，酸性敏化液SnCl2·2H2O 6-24克/升36%--38%的盐酸 15-34克/升其余水碱性敏化液SnCl2·2H2O 6-49克/升NaOH10-99克/升其余水(4)活化处理，将经过敏化处理后的镀件表面温度控制在22℃-33℃范围内，然后用含有下述成分的活化液淋浴，使镀件表面均匀布满Ag，AgNO35-15克/升NH3·H2O 10-20毫升/升其余 水(5)化学淋浴镀，将经过活化处理后的镀件表面温度控制在22℃-33℃范围内，然后将含有下述成分的镀液加温至50℃，按体积比1∶1与还原剂甲醛水溶液混合、对镀件反复进行淋浴，直到所需镀层厚度，镀液CuSO4·5H2O 40-80克/升C4H4O6KNa·4H2O 120-230克/升Na2CO340-80克/升EDTA2Na15-24克/升NaOH 50-90克/升其余 水还原剂HCOH 80-120毫升/升其余 水
2.根据权利要求1所述的方法，在非金属材料上镀其它金属是在镀件表面镀铜后，再用电镀方法施镀。
全文摘要
本发明提供了一种在非金属材料上淋浴镀金属的方法，它包括，机械粗化处理、敏化处理、活化处理、化学淋浴镀等工艺步骤。该方法不仅设备和工艺简单，而且能节省原材料和化学镀覆时间。此外，本发明还提供了组成简单，浓度低的酸性敏化液和碱性敏化液。
文档编号C23C18/40GK1096826SQ9310751
公开日1994年12月28日 申请日期1993年6月25日 优先权日1993年6月25日
发明者刘振魁 申请人:刘振魁