本公開涉及用于金屬電鍍的熱塑性組合物以及金屬電鍍熱塑性組合物的方法。

背景技術(shù)：

1、由熱塑性組合物(例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)聚合物)制成的聚合物塑料部件在用于某些應(yīng)用(例如汽車應(yīng)用)時(shí)通常會(huì)進(jìn)行金屬化。該熱塑性組合物可作為聚合物基材，在其上可沉積金屬涂層。例如，由abs聚合物制成的聚合物塑料部件可以涂上一層金屬層，以賦予其類似于金屬部件的鏡面外觀，同時(shí)保留重量輕的獨(dú)特優(yōu)勢。此外，金屬涂層可以提高金屬涂覆的底層聚合物基材的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性。在這方面，abs聚合物由于其理想的抗沖擊性能和其他有用的特性而特別適用于汽車和其他工業(yè)應(yīng)用。

2、然而，在聚合物塑料部件上使用金屬涂層存在一些問題。金屬涂層不易粘合或粘附在大多數(shù)聚合物基體上，除非先對此類聚合物基體的表面進(jìn)行化學(xué)處理。傳統(tǒng)上，可以利用氧化劑(例如六價(jià)三氧化鉻或鉻酸/硫酸或鉻酸/硫酸/磷酸的混合物)對聚合物基材的表面進(jìn)行化學(xué)蝕刻。這些強(qiáng)氧化劑可以通過形成極性有機(jī)物，使聚合物基材表面微粗糙化并發(fā)生化學(xué)改變?；谋砻婢哂衦-cooh、r-oh、r-so3、r-ch＝o等功能基團(tuán)。這些極性基團(tuán)的存在可以促進(jìn)電鍍催化劑從水溶液中吸附，從而允許隨后的金屬沉積在電鍍過程中發(fā)生。經(jīng)過蝕刻過程后，聚合物基材的表面可以進(jìn)行金屬鍍層。衡量金屬層和聚合物基底之間粘合成功程度的一個(gè)合適指標(biāo)是剝離強(qiáng)度，剝離強(qiáng)度越大，金屬在聚合物基底上的粘附性越好。

3、然而，使用三氧化鉻等六價(jià)鉻化合物會(huì)帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，例如(1)健康風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榇祟惢衔锞哂兄掳┬裕?2)蝕刻工藝產(chǎn)生的廢水的有效處理，使得此類蝕刻工藝不僅對環(huán)境有害而且成本高昂，(3)對蝕刻塑料部件進(jìn)行凈化以除去可能以雜質(zhì)形式存在的任何殘留三氧化鉻，因?yàn)榇祟愲s質(zhì)會(huì)對金屬電鍍工藝產(chǎn)生不利影響，和/或(4)使用高氧化性酸溶液通常會(huì)損壞聚合物基材本身或使其結(jié)構(gòu)脆弱而不利于金屬電鍍。

4、為了避免這些問題，已經(jīng)研究了許多鉻酸蝕刻的替代工藝。例如，有人提出采用干法等離子蝕刻工藝來替代濕法蝕刻工藝。然而，該方法的應(yīng)用僅限于扁平聚合物部件。或者，人們嘗試使用高錳酸鉀等蝕刻劑來代替鉻酸。盡管加熱堿性高錳酸鹽溶液的使用取得了一些有限的商業(yè)成功，但由于其氧化速度比鉻酸慢，高錳酸鹽溶液的適用性大多受到限制。從商業(yè)角度來看，希望熱塑性制品的表面和沉積在其上的化學(xué)鍍金屬之間獲得盡可能強(qiáng)的結(jié)合，以便能夠輕松進(jìn)行電鍍。

5、本公開的示例性實(shí)施方案涉及用于金屬電鍍的熱塑性組合物。該熱塑性組合物包括第一共聚物，其含量為組合物重量的30％至80％。第一共聚物包括源自乙烯基芳族單體和乙烯基腈單體的聚合物單元。該熱塑性組合物還包括占組合物重量18％-50％的橡膠改性聚合物和占組合物重量2％-15％的苯乙烯馬來酸酐(sma)共聚物。sma共聚物包括占sma共聚物重量10％-30％的馬來酸酐含量，并且sma共聚物的重均分子量為5,000g/mol至30,000g/mol。

6、在一些實(shí)施方案中，乙烯基芳族單體包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二溴苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、丁基苯乙烯、對羥基苯乙烯和甲氧基苯乙烯中的至少一種(優(yōu)選地，乙烯基芳族單體為苯乙烯)，并且乙烯基腈單體包括丙烯腈、氯丙烯腈、甲基丙烯腈和乙基丙烯腈中的至少一種(優(yōu)選地，乙烯基腈單體為丙烯腈)。

7、在一些實(shí)施方案中，橡膠改性聚合物包括具有源自共軛二烯的聚合物單元的聚合物橡膠，并且橡膠改性聚合物還包括接枝到聚合物橡膠上的接枝熱塑性共聚物。

8、在一些實(shí)施方案中，橡膠改性聚合物包括具有源自共軛二烯的聚合物單元的聚合物橡膠。共軛二烯包括1,3-丁二烯、異戊二烯、1,3-庚二烯、甲基-1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯和2,4-己二烯中的至少一種(優(yōu)選1,3-丁二烯)。橡膠改性聚合物還包括接枝到聚合物橡膠上的接枝熱塑性共聚物。接枝熱塑性共聚物包括源自乙烯基芳族單體(優(yōu)選苯乙烯)和乙烯基腈單體(優(yōu)選丙烯腈)的聚合物單元。

9、在一些實(shí)施方案中，第一共聚物包括苯乙烯-丙烯腈共聚物(san)，并且橡膠改性聚合物包括san接枝丁二烯橡膠。

10、在一些實(shí)施方案中，熱塑性組合物還包括占組合物重量2％至10％的乙烯丙烯酸(eaa)共聚物。所述eaa共聚物中丙烯酸的含量為所述eaa共聚物重量的1％-10％，優(yōu)選為所述eaa共聚物重量的5％-7％。

11、在一些實(shí)施方案中，熱塑性組合物包含一種或多種另外的組分，其量為組合物重量的0％至5％。

12、在一些實(shí)施例中，熱塑性組合物中的一種或多種另外的組分選自抗沖改性劑、流動(dòng)改性劑、增強(qiáng)劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收添加劑、增塑劑、潤滑劑、脫模劑、抗靜電劑、熔融加工添加劑及其任意組合。

13、在一些實(shí)施方案中，一種或多種另外的組分包括氧化鎂(mgo)、硅油、乙烯雙硬脂酰胺(ebx)蠟和硬脂酸鎂中的至少一種。

14、在一些實(shí)施例中，當(dāng)按照iso?180/1a測量時(shí)，熱塑性組合物的缺口伊佐德沖擊強(qiáng)度為3.0kj/m2至30.0kj/m2，優(yōu)選為4.0kj/m2至25.0kj/m2，更優(yōu)選為5.0kj/m2至20.0kj/m2。

15、本公開內(nèi)容的各種實(shí)施例針對電鍍工藝，其包括模制熱塑性組合物以形成模制件，隨后在模制件上沉積金屬以產(chǎn)生具有高剝離強(qiáng)度和良好沖擊性能的金屬鍍層模制件。該方法包括：(i)將熱塑性組合物模制成模制品；(ii)可選地清潔和/或沖洗模制品；(iii)將模制品的表面與化學(xué)試劑接觸以形成表面處理制品；以及(iv)使表面處理制品經(jīng)受條件適用于將一個(gè)或多個(gè)金屬層粘附到表面處理制品的至少一部分表面上，以生產(chǎn)金屬鍍層制品。

16、在一些實(shí)施方案中，化學(xué)試劑包括錳氧化物膠體顆粒在包含硫酸和/或磷酸的礦物酸混合物中的懸浮液。

17、在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)金屬層選自銅、鎳和鉻(優(yōu)選鎳)組成的組。

18、在一些實(shí)施例中，根據(jù)astm?b533-85測定，金屬鍍層制品的剝離強(qiáng)度大于0.4n/mm。

19、本公開的進(jìn)一步實(shí)施方案涉及一種熱塑性組合物，用于制備適用于需要材料具有優(yōu)異沖擊強(qiáng)度的各種工業(yè)應(yīng)用的金屬鍍層物品。此外，在一個(gè)方面，本公開的熱塑性組合物可用金屬涂覆，而無需使用依賴于氧化劑(例如六價(jià)三氧化鉻或鉻酸/硫酸或鉻酸/硫酸/磷酸的混合物)的化學(xué)蝕刻工藝。

20、本公開的示例性實(shí)施方案還涉及包括金屬層和熱塑性制品的金屬鍍層制品。該金屬層粘附到熱塑性制品的至少一部分表面上。該熱塑性制品包括占組合物重量30％至80％的共聚物。該共聚物包括源自乙烯基芳族單體和乙烯基腈單體的聚合物單元。該熱塑性組合物還包括占組合物重量18％-50％的橡膠改性聚合物和占組合物重量2％-15％的苯乙烯馬來酸酐(sma)共聚物。sma共聚物中馬來酸酐含量為10％-30％按重量計(jì)，sma共聚物且sma共聚物包括5,000g/mol至30,000g/mol的重均分子量。

21、在一些實(shí)施例中，金屬鍍層制品是汽車或電氣零件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路