AT216857B - Verfahren zur Vernickelung poröser Kunststoffe und dichter Gewebe - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Vernickelung poröser Kunststoffe und dichter Gewebe 
Nebender galvanischen Vernickelung wird seit einigen Jahren auch die chemische Vernickelung angewendet, bei der Natriumhypophosphit als Reduktionsmittel dient. Dieses Verfahren hat sich besonders auch bei Körpern komplizierter Form, die einen gleichmässigen Nickelüberzug erhalten sollen, bewährt. 



  Wenn poröse Kunststoffkörper oder dichte Gewebe nach Vorbehandlung in dieser Weise vernickelt werden, wird der Überzug jedoch nicht überall   gleichmässig,   da der durch die Selbstzersetzung des Natriumhypophosphits an der Phasengrenzfläche Kunststoff-Lösung entstehende Wasserstoff die Lösung aus den Hohlräumen treibt. Nachteilig ist auch, dass das abgeschiedene Nickel stets einige Prozent Phosphor enthält, wodurch es spröde wird, und sich manche Kunststoffe durch das Vernickelungsbad schlecht benetzen und sich auch dadurch nicht oder nur mangelhaft vernickeln lassen. Schliesslich lässt sich das gelöste Nickel nur zum Teil ausnutzen. Es ist zwar ein Vernickelungsverfahren bekannt, bei dem unter erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur sowie mit Wasserstoff als Reduktionsmittel gearbeitet wird.

   Das bekannte Verfahren ist aber lediglich für körnige oder pulverige Substanzen, also in loser Form vorliegende Stoffe vorgeschlagen worden und ist nur bei metallischen Partikeln wirksam. Ferner ist es bekannt, Nickel aus reinen Lösungen mit Wasserstoff unter Druck zu fällen. Dabei wird jedoch Nickel als Pulver erhalten. 



   Demgegenüber werden gemäss vorliegender Erfindung überaus gleichmässige und festhaftende Nickel- überzüge auf der gesamten Oberfläche poröser Kunststoffe und dichter Gewebe dadurch geschaffen, dass 
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 gepufferte Nickelsalzlösung verwendet wird, deren pH-Wert zu Reaktionsbeginn nicht grösser als 6, 4 ist und im Laufe der Reaktion nicht kleiner als 5 wird. 



   Durch den erhöhten Druck wird in vorteilhafter Weise eine bessere Benetzung der zu vernickelnden Körper erreicht und die Lösung wird in jeden Hohlraum gedrückt. Dadurch findet nicht nur eine durchgehende Vernickelung, sondern ausserdem eine praktisch völlige Ausnutzung des gelösten Nickels statt. 



     Es sindzur Vernickelung wässerige Nickelsalzlösungen   zu verwenden, die das Nickel so gebunden enthalten, dass keine Hydrolyse eintreten und Nickelhydroxyd ausfallen kann. Dies kann   z. B.   dadurch erreicht werden, dass ammoniakalische Lösungen verwendet werden, die noch Ammoniumsalze enthalten. 



  Auch stark gepufferte Lösungen mit einem PH-Wert zwischen 5 und 6 sind anwendbar, jedoch ungünstiger, da die Abscheidung in saurer Lösung langsamer vor sich geht und unterhalb eines gewissen PH-Wertes, der vom Wasserstoffdruck abhängt, ganz zum Erliegen kommt. Die   Nickelkonzentration   kann zwischen 0, 1 und 1   Mol/1 liegen.   Die Art des Anions ist nicht kritisch. Auch die Temperatur und der Wasserstoffdruck können in weiten Grenzen variiert werden, etwa zwischen   700C   und 1800C und dementsprechend 140 und 40   atü. Je   höher die Temperatur ist, desto niedriger kann der Druck sein. Die Bedingungen (Druck, Tem- 
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 die (geometrische) Oberfläche zuwachsen kann und dann keine Lösung mehr nach innen dringt.

   Auch besteht bei grösserer Abscheidungsgeschwindigkeit die Gefahr, dass aus der Lösung spontan Nickelflitter ausfallen. Optimale Bedingungen sind bei 170 C und 50 atü gegeben. Da für die meisten Kunststoffe diese Temperatur zu hoch ist, wird man normalerweise bei niedrigeren Temperaturen, etwa   90 - 1200C   und 100-140 atü arbeiten. 

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   Damit die Nickelabscheidung auf Kunststoffen, Geweben   u.   dgl. überhaupt vor sich geht, ist deren Oberfläche zu aktivieren. Das kann   z. B.   dadurch geschehen, dass auf der Oberfläche eine geringe Menge Palladium auf chemischem Wege niedergeschlagen wird. Dieses bildet Keime, von denen aus das Wachstum des Nickels beginnt. 



   Durch Zusatz von Fremdstoffen kann die Struktur des abgeschiedenen Nickels beeinflusst werden. 



  Werden   z. B. 1010   des gelösten Nickels durch Kobalt ersetzt, so entsteht ein besonders glatter und glänzender Überzug, wie unter dem Mikroskop zu erkennen ist. Auch eine geringe Menge   B-naphtholsulfo-   saures Natrium wirkt in dieser Richtung. 



     Bei s pie 1 1 : 600 cm 2 eines   Gewebes aus   Polyvinylchloridfasern mit einer inneren Oberfläche von   24000   cm2   werden mit Palladium überzogen. Dazu wird das Gewebe in   11   einer Lösung von 25 g ZinnII -Chlorid und 15 ml konzentrierter   Salzsäure/l   Wasser gegeben und eine Stunde unter vermindertem Druck darin belassen. Nach Spülen mit fliessendem Wasser wird das Gewebe in   11   einer Lösung von 1, 5 g Palladium-II-Chlorid und 10 ml konzentrierter Salzsäure/l Wasser getaucht. Auch hierin wird es eine halbe Stunde unter vermindertem Druck belassen.

   Nach erneutem Spülen wird das so vorbehandelte Gewebe in einen Autoklaven gegeben, der   11   einer wässerigen Lösung von 112 g Nickelsulfat, 104 g Ammoniumsulfat und 120 ml konzentrierter Ammoniaklösung enthält. Es wird auf 90 C erhitzt und Wasserstoff mit einem Druck von 140 atü aufgepresst. Die Lösung mit dem Gewebe wird eine Stunde lang unter Schütteln im Autoklaven belassen. Danach ist sämtliches Nickel (23,4 g) reduziert. 21 g davon befinden sich auf dem Gewebe. Der Rest ist an der Wand des Autoklaven aufgewachsen. Unter dem Mikroskop ist zu erkennen, dass jede Faser des Gewebes mit einem gleichmässigen Nickelüberzug versehen ist. 



     Beispiel 2 : 50 g Nickelsulfat, 6 g Kobaltsulfat, 50g Ammoniumsulfat   und 50 ml konzentrierte Ammoniaklösung werden in 11 Wasser gelöst. Die Lösung wird filtriert und in einen 2-Liter-Autoklaven gegeben, der einen Glaseinsatz enthält. In die Lösung werden 250 cm2 einer 2 mm dicken mikroporösen Polyäthylenplatte mit einer inneren Oberfläche von 10000   cm2   gegeben. Der Kunststoff ist in derselben Weise wie im Beispiel 1 mit Palladium überzogen worden. Dann wird der Autoklav geschlossen, Wasserstoff mit einem Druck von 110 atü aufgepresst und der Autoklav mit der Lösung auf 1200C geheizt. Nach einer Stunde, während der geschüttelt wird, wird der Druck abgelassen, der Autoklav abgekühlt und die Polyäthylenplatte entnommen.

   Sie ist durch und durch glänzend vernickelt und sämtliches Nickel ist auf der Platte niedergeschlagen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Erzeugung von Nickelüberzügen, bei dem Nickel bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mittels Wasserstoff als Reduktionsmittel aus einer wässerigen, vorzugsweise ammoniakali-   schenNickelsalzlösung auf   den zu   vernickelnden Stoffen   niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur   durchgehenden Vernickelung poröser   Kunststoffe und dichter Gewebe die Oberflächen dieser Stoffe zunächst mit einem aktivierendenüberzug aus einem Stoff versehen werden, der den   Reaktionswasserstoff   in die reaktionsfähige Form des atomaren Wasserstoffs zersetzt, und dass eine gepufferte Nickelsalzlösung verwendet wird, deren PH-Wert zu Reaktionsbeginn nicht grösser als 6,4 ist und im Laufe der Reaktion nicht kleiner als 5 wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der zu vernickelnden Körper in an sich bekannter Weise durch chemisch niedergeschlagenes Palladium aktiviert wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zurVernickelungw sserigeLösungen mit 0, 1-1 Mol/l Nickel, 0, 3-3 Mol/l Ammoniak und 0, 1-1 Mol/l Ammoniumsalz verwendet werden.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 20 Gew. -1o des Nickels durch Kobalt ersetzt werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion unter einem Druck von mehr als 30 atü ausgeführt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion bei einer Temperatur zwischen 60 und 180 C durchgeführt wird.