一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种简化涂层制备工艺，常温下选用无毒或低度原材料进行塑料表面处理和湿法化学镀技术，最终在聚乙烯薄膜材料表面获得抗菌性和结合力均良好的细微银颗粒镀层。
【背景技术】
[0002]聚乙烯薄膜是一种半透明、有光泽、质地较柔软的薄膜，具有优良的化学稳定性、热封性、耐水性和防潮性，耐冷冻，可水煮，是目前应用最广泛、用量最大的一种食品用塑料包装薄膜。目前通常采用化学处理法、溶剂处理法、涂层处理法、火焰处理法、电晕处理法和紫外线照射法等手段，在聚乙烯薄膜上涂布金属镀层，这些方法虽然比较新型，但工艺条件相对苛刻，一次合格率严重受到加工过程和工序操作技术的影响，因而极易形成表面处理偏差，致使导金属镀层产生缺陷；机械粗化、化学粗化、敏化、活化、化学镀层等工艺是塑料镀层自1962年投入工业化生产以来，一直普遍采用的工艺方法。这一方法虽然成熟，但质量欠佳，一次合格率严重受到加工过程，尤其是敏化活化工序操作技术的影响，敏化活化是为了使制品表面形成一层均匀的、连续的、有贵金属构成的活性催化中心，但是在生产过程中很难保证催化中心的均匀性和连续性，因而极易形成化学镀层的缺陷，因此改进敏化活化工艺可以有效提高聚乙烯薄膜金属镀层质量。
【发明内容】
[0003]针对上述存在的技术问题，本发明的目的是:提出了一种采用简化的工艺方法，利用无毒或低度原材料进行塑料表面处理和湿法化学镀技术，在聚乙烯薄膜材料表面获得导电性和结合力均良好的细微金属银颗粒镀层的制备方法。
[0004]本发明的技术解决方案是这样实现的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法，制备方法包括化学除油一物理糙化一化学蚀刻一敏化活化-银镀层；其具体步骤如下:
1)化学除油:先用3-10%的磷酸钠溶液和乙醇或丙酮或正己烷的混合液进行漂洗，最后用纯水漂洗干净；
2)物理糙化:化学除油后，以粒径1- 2 mm石英砂以1.0 - 10.0 g/m2密度在聚乙烯塑料薄膜表面进行循环打磨0.5 - 3 h，纯水漂洗；
3)化学蚀刻:在50-80°C下，用10-20%强碱:5-25g/L高锰酸钾=1 - 5: 1混合液浸泡聚乙烯塑料薄膜0.5-2.0 h，随后用1:1-3的强酸浸泡洗涤3-5次，纯水漂洗；
4)敏化活化-银镀层:将0.1 - 1.0%硝酸银溶液用氢氧化钠调节pH = 8-10，用2 -8%氨水滴定硝酸银溶液至沉淀刚好完全消失，制得敏化活化镀膜液，在水浴温度35 - 45°C下，降聚乙烯塑料薄膜浸泡在敏化活化镀膜液中5-10min，避光取出后纯水漂洗表面残液，在70 - 90°C下向浸泡过敏化活化镀膜液的聚乙烯塑料薄膜表面喷洒3 - 6%新制葡萄糖溶液，反应时间为3 - 5 min/次；使得银离子被还原成金属微粒并吸附于聚乙烯塑料薄膜表层。
[0005]优选的，在所述敏化活化-银镀层，将聚乙烯塑料薄膜浸泡敏化活化镀膜液，漂洗，喷涂葡萄糖溶液这一过程重复2-6遍。
[0006]优选的，所述化学除油步骤中用3 - 10%磷酸钠和1: 1 - 2丙酮或1: 1 - 2乙醇混合液进行2次漂洗除油，纯水漂洗。
[0007]优选的，所述化学蚀刻步骤中，在50 - 80°C下，用10 - 20%氢氧化钠:5 - 25g/L过硫酸钾溶液=1 - 5: 1混合液浸泡聚乙烯塑料薄膜0.5 -2.0 h，随后用1:1-3盐酸浸泡洗涤3 - 5次，纯水漂洗。
[0008]由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:
(1)避免了高温、高压和高频电流-电压，有效降低了薄膜处理成本，同时节约了能耗。
[0009](2)采用低毒和无毒的化学试剂进行化学镀银，有利于环境保护，在食品生产包装中使用也能保证食品安全。
[0010](3)抗菌镀层银为溶液进行化学镀层，有利于避免其它有毒有害离子引入，简化了操作工序，可有效防止因其它离子干扰而形成表面处理偏差。
[0011]本技术方案大大节省了处理成本，同时可以有效防止由于有毒有害化学试剂造成的环境污染，通过本技术处理后的聚乙烯薄膜表面均匀涂布金属银微粒，具有良好的抗菌作用，代表一种新型的塑料表面处理技术发展趋势，符合可持续发展要求。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
附图1为本发明的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法的镀银后的薄膜结构示意图；
附图2为本发明的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的镀银层表面微观图；
附图3为本发明的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的镀银后聚乙烯塑料薄膜的性能参数对比表。
[0013]其中:1、乙烯塑料薄膜，2、物物理糙化和化学蚀刻处理后的聚乙烯塑料薄膜表面，
3、混合结合层，4、银镀层。
【具体实施方式】
[0014]本发明所述的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法，制备方法包括化学除油一物理糙化一化学蚀刻一敏化活化-银镀层；其具体步骤如下:
1)化学除油:用3- 10%磷酸钠和1:1-2丙酮或1:1-2乙醇混合液进行2次漂洗除油，10 - 20 min，纯水漂洗；
2)物理糙化:化学除油后，以粒径1- 2 mm石英砂以1.0 - 10.0 g/m2密度在聚乙烯塑料薄膜表面进行震荡循环物理沙磨0.5 - 3 h，温度为25°C，震荡转速90 - 150 r/min，纯水漂洗；使聚乙烯塑料薄膜表面出现凹坑，增强表面的亲水性；
3)化学蚀刻:在50- 80°C下，用10 - 20%氢氧化钠:5 - 25 g/L过硫酸钾溶液=1 - 5: 1混合液浸泡聚乙烯塑料薄膜静置0.5 - 2.0 h，随后用1: 1 - 3盐酸浸泡洗涤3 - 5次，再用纯水漂洗；进一步处理表面张力，增强银镀层和聚乙烯塑料薄膜的结合力；
4)敏化活化-银镀层:将0.1 - 1.0%硝酸银溶液用氢氧化钠调节pH = 8-10，用2 -8%氨水滴定硝酸银溶液至沉淀刚好完全消失，制得敏化活化镀膜液，在水浴温度35 - 45°C下，降聚乙烯塑料薄膜浸泡在敏化活化镀膜液中5-10分钟，避光取出后用纯水漂洗表面残液2-3次，形成在70 - 90°C下向浸泡过敏化活化镀膜液的聚乙烯塑料薄膜表面喷洒3 -6%新制葡萄糖溶液，反应时间为3 - 5 min/次；将聚乙烯塑料薄膜浸泡敏化活化镀膜液，漂洗，喷涂葡萄糖溶液这一过程重复2-6遍使得银离子被还原成金属微粒并吸附于聚乙烯薄膜表层形成银镀层；在银镀层和聚乙烯塑料薄膜之间还分布有混合结合层。
[0015]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法，其特征在于:制备方法包括化学除油一物理糙化一化学蚀刻一敏化活化-银镀层；其具体步骤如下: 1)化学除油:先用3-10%的磷酸钠溶液和乙醇或丙酮或正己烷的混合液进行漂洗，最后用纯水漂洗干净； 2)物理糙化:化学除油后，以粒径1- 2 mm石英砂以1.0 - 10.0 g/m2密度在聚乙烯塑料薄膜表面进行循环打磨0.5 - 3 h，纯水漂洗； 3)化学蚀刻:在50-80°C下，用10-20%强碱:5-25g/L高锰酸钾=1 - 5: 1混合液浸泡聚乙烯塑料薄膜0.5-2.0 h，随后用1:1-3的强酸浸泡洗涤3-5次，纯水漂洗； 4)敏化活化-银镀层:将0.1 - 1.0%硝酸银溶液用氢氧化钠调节pH = 8-10，用2 -.8%氨水滴定硝酸银溶液至沉淀刚好完全消失，制得敏化活化镀膜液，在水浴温度35 - 45°C下，将聚乙烯塑料薄膜浸泡在敏化活化镀膜液中5-10min，避光取出后纯水漂洗表面残液，在70 - 90°C下向浸泡过敏化活化镀膜液的聚乙烯塑料薄膜表面喷洒3 - 6%新制葡萄糖溶液，反应时间为3 - 5 min/次；使得银离子被还原成金属微粒并吸附于聚乙烯塑料薄膜表层。2.根据权利要求1中所述的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法，其特征在于:在所述敏化活化-银镀层步骤中，将聚乙烯塑料薄膜浸泡敏化活化镀膜液，漂洗，喷涂葡萄糖溶液这一过程重复2-6遍。3.根据权利要求1中所述的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法，其特征在于:所述化学除油步骤中，用3 - 10%磷酸钠和1: 1 - 2丙酮或1: 1 - 2乙醇混合液进行2次漂洗除油，纯水漂洗。4.根据权利要求1中所述的一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法，其特征在于:所述化学蚀刻步骤中，在50 - 80°C下，用10 - 20%氢氧化钠:5 - 25 g/L过硫酸钾溶液=.1 - 5: 1混合液浸泡聚乙烯塑料薄膜0.5 - 2.0 h，随后用1:1- 3盐酸浸泡洗涤3 -.5次，纯水漂洗。
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙烯塑料薄膜银镀层的制备方法，制备方法包括化学除油→物理糙化→化学蚀刻→敏化活化-银镀层。本发明使用了敏化与活化-化学镀银联合技术，简化了操作工序，常温下选用无毒或低度原材料进行塑料表面处理和湿法化学镀技术，且镀层和薄膜的结合力好，使薄膜表面具有导电、抗静电和抗菌的功效，拓宽了聚乙烯薄膜的使用范围。
【IPC分类】C23C18/22, C23C18/28, C23C18/44
【公开号】CN105369225
【申请号】CN201510726652
【发明人】俞晟
【申请人】苏州市职业大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月29日