DE1949278B2 - Process for the pretreatment of plastic parts for chemical and galvanic metallization on racks - Google Patents
Process for the pretreatment of plastic parts for chemical and galvanic metallization on racksInfo
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- C23C18/28—Sensitising or activating
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Vorbehandlung von Kunststoffteilen insbesondere aus Polymerisaten jo auf Basis von Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und modifizierten Polypropylenen, für das chemische und galvanische Metallisieren auf Gestellen.The invention relates to the pretreatment of plastic parts, especially those made from polymers based on acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and modified polypropylenes, for chemical and electroplating on racks.
Zur Vorbehandlung von Kunststoffoberflächen sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, wel- a ehe stets das Beizen und Aktivieren der Oberflächen sowie das darauffolgende chemische Metallisieren zur Herstellung leitfähiger Schichten beinhalten. Die Beizung und die Aktivierung erfolgen hierbei entweder getrennt oder nach verbesserten Verfahren in einer Reaktionsstufe.For the pretreatment of plastic surfaces have been known various methods, a before always the pickling and activation of the surfaces, and the subsequent chemical metallization for producing conductive layers include WEL. The pickling and activation take place either separately or in one reaction stage using improved processes.
So beschreibt die deutsche Patentschrift Nr. 1264921 ein Verfahren zur Vorbehandlung von ABS-Polymerisaten, bei dem man die Oberfläche in einer Reaktionsstufe mit einer Edelmetallsalze enthaltenden Lösung von konzentrierter Schwefelsäure behandelt, der zweckmäßig Oxydationsmittel, u. a. Chromsäure, zugesetzt werden. Als Anwendungskonzentration für die Chromsäure wird gemäß einem Beispiel ein Wert von 6 Gewichtsprozent angegeben. >oFor example, German patent specification No. 1264921 describes a process for the pretreatment of ABS polymers, in which the surface is in a reaction stage with a noble metal salt containing Treated solution of concentrated sulfuric acid, the appropriate oxidizing agent, u. Chromic acid. The use concentration for the chromic acid is according to a Example given a value of 6 percent by weight. > o
In der französischen Patentschrift Nr. 1493 783 wird ein ähnliches Verfahren beschrieben, bei dem eine 5,4 bis 18,45 molare Schwefelsäurelösung enthaltend Gold-, Silber-, Platin oder Palladiumionen verwendet wird, der bis zu 0,45 Mol/Liter CrO, züge- -,5 setzt werden.In the French patent specification No. 1493 783 a similar process is described in which a 5.4 to 18.45 molar sulfuric acid solution containing gold, silver, platinum or palladium ions is used, which sets up to 0.45 mol / liter CrO, tensile -, 5.
Außerdem wird in der FR-PS 1561580 eine Lösung zur Beizaktivierung von ABS mit Polypropylen beschrieben, deren Konzentrationen nach Umrechnung 38,5% Schwefelsäure, 7,7% Chromsäure und «> 0,005% Palladium betragen und bei denen Palladiumnitrat und Palladiumsulfat eingesetzt werden.In addition, FR-PS 1561580 is a solution for the pickling activation of ABS with polypropylene, their concentrations after conversion 38.5% sulfuric acid, 7.7% chromic acid and «> 0.005% palladium and where palladium nitrate and palladium sulfate can be used.
Weiterhin wird gemäß der DE-PS 2039405 ein Ueizaktivierungsbad verwendet, das 17 bis 80% Schwefelsäure, 0,46 bis 14,5% Chromsäure und b^ 0,00461 bis 0,24% Palladiumsulfat enthält.Furthermore, according to DE-PS 2039405, a pickling activation bath is used which contains 17 to 80% Contains sulfuric acid, 0.46 to 14.5% chromic acid and b ^ 0.00461 to 0.24% palladium sulfate.
Diese Verfahren, deren Chromsäuregehalt jeweils deutlich unterhalb 15 Gewichtsprozent liegt, haben indessen den Nachteil, daß die Isolierungen der Gestelle, auf denen die Kunststoffteile für die Behandlung befestigt werden müssen, gebeizt und aktiviert werden und sich daher beim chemischen Metallisieren ebenfalls mit abgeschiedenem Metall bedecken. Zur Vermeidung dieses unerwünschten Effektes ist es daher bei diesen Verfahren erforderlich, die Kunststoffteile nach der Beizaktivierung auf andere Gestelle umzustecken, die mit den Vorbehandlungsbädern nicht in Berührung gekommen sind, was recht aufwendig ist.These processes, the chromic acid content of which is each well below 15 percent by weight, have however, the disadvantage that the insulation of the racks on which the plastic parts for the treatment need to be attached, pickled and activated and therefore during chemical metallization also cover with deposited metal. It is therefore to avoid this undesirable effect In this process, the plastic parts must be transferred to other racks after the pickling activation to move that have not come into contact with the pretreatment baths, which is quite time-consuming is.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Beizaktivierung von Kunststoffteilen so durchzuführen, daß die mit diesen bestückten Gestellisolierungen nicht mit angegriffen werden und bei der anschließenden chemischen Metallisierung frei von abgeschiedenem Metall bleiben.The invention is therefore based on the object of carrying out the pickling activation of plastic parts in such a way that that the frame insulations equipped with these are not attacked and during the subsequent chemical metallization remain free of deposited metal.
Dies wird erfindutngsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kunststoffoberflächen mit einer Lösung, die 25 bis 35 Gewichtsprozent Schwefelsäure, 22 bis 28 Gewichtsprozent Chromsäure und 0,005 bis 0,05 Gewichtsprozent eines Edelmetallions enthält, behandelt werden.According to the invention, this is achieved by a method solved, which is characterized in that the plastic surfaces with a solution that 25 to 35 weight percent sulfuric acid, 22 to 28 weight percent chromic acid and 0.005 to 0.05 weight percent containing a noble metal ion.
Als Edelmetalle eignen sich beispielsweise Palladium, Platin, Gold und Silber in Form ihrer Verbindungen, z. B. der Sulfate, Nitrate und Acetate, welche in Mengen von vorzugsweise 0,01 bis 1 g der Metallverbindungen auf 1 Liter der Chromschwefelsäure zugegeben werden.Suitable precious metals are, for example, palladium, platinum, gold and silver in the form of their compounds, z. B. the sulfates, nitrates and acetates, which in amounts of preferably 0.01 to 1 g of the metal compounds be added to 1 liter of chromosulfuric acid.
Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Palladium als Edelmetall die Beizaktivierung erst dann besonders wirkungsvoll erfolgt, wenn die Lösung frei von Chloriden ist. Im Fall, daß ein Metallchlorid verwendet wird, muß dieses also vor der Anwendung mit der chromschwefelsäurehaltigen Lösung so lange verkocht werden, bis das aus dem Chlorid durch Oxydation entstandene Chlor entwichen ist.It has been shown that when palladium is used as the noble metal, the pickling activation is only particularly important occurs effectively when the solution is free of chlorides. In the case that a metal chloride is used so this must be boiled for so long before use with the chromosulfuric acid solution until the chlorine produced by oxidation from the chloride has escaped.
Die Behandlung der Kunststoffteile erfolgt in an sich bekannter Weise, indem die Teile auf die Gestelle gesteckt und dann in die gekennzeichnete Lösung getaucht werden. Es kann bei Temperaturen ab etwa 20° C, vorzugsweise von etwa 60 bis 80° C, gearbeitet werden. Die Verweildauer in der Lösung beträgt je nach Kunststoff und je nach Temperatur etwa 5 bis 10 Minuten oder darüber, falls der Kunststoff zuvor mit einem organischen Lösungsmittel behandelt wurde, um die Beizung zu erleichtern.The plastic parts are treated in a manner known per se, by placing the parts on the racks and then immersed in the labeled solution. It can be used at temperatures from around 20 ° C, preferably from about 60 to 80 ° C, can be worked. The dwell time in the solution is each after plastic and depending on the temperature about 5 to 10 minutes or more if the plastic was used beforehand treated with an organic solvent to facilitate pickling.
Nach der Behandlung werden die Teile mit Wasser gespült und dann mit den Gestellen - ohne Umstecken - in eines der üblichen chemischen Reduktionsbäder gebracht.After the treatment, the parts are rinsed with water and then with the racks - without repositioning - placed in one of the usual chemical reduction baths.
Hierbei erfolgt die Reduktion der in die Oberfläche der Kunststoffe diffundierten Edelmetallionen zu Metallkeimen, die überraschenderweise außerordentlich fest im Kunststoff verankert sind. Nach dieser Behandlung können die Teile dann in an sich bekannter Weise chemisch metallisiert und galvanisch mit beliebigen Metallschichten versehen werden.Here, the precious metal ions diffused into the surface of the plastics are reduced Metal nuclei which, surprisingly, are extremely firmly anchored in the plastic. After this The parts can then be treated chemically metallized and electroplated with any desired treatment in a manner known per se Metal layers are provided.
Als chemische Reduktionsbäder eignen sich z. B. Kupfer- und Nickelbäder, welche Formaldehyd bzw. Alkalihypophosphit oder Boranat als Reduktionsmittel enthalten.Suitable chemical reduction baths are, for. B. copper and nickel baths, which contain formaldehyde or Contain alkali hypophosphite or boranate as reducing agents.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere für Kunststoffe auf Basis von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisaten und modifizierten Polypropylenen (Copolymerisat gegebenenfalls gemischt mit anorganischem Füllstoff) verwenden.The process according to the invention can be used in particular for plastics based on acrylonitrile-butadiene-styrene polymers and modified polypropylenes (copolymer, if necessary mixed with inorganic filler).
Die Oberfläche der Kunststoffteile wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kaum aufgerauht, was besonders vorteilhaft ist. Es sind daher zur Erzielung von Glanzeffekten nur sehr geringe Auflagestärken von abgeschiedenem Metall erforderlich. Die Haftfestigkeit der Metallschichten ist überdies ungewöhnlich groß.The surface of the plastic parts hardly becomes when the method according to the invention is used roughened, which is particularly advantageous. There are therefore only very minor effects to achieve gloss effects Deposits of deposited metal required. The adhesive strength of the metal layers is also unusually large.
Der selektive Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, wonach lediglich die Kunststoffteile, nicht jedoch die Gestellisolierungen gebeizt und aktiviert werden, ist besonders übverraschend, da man auf Grund der bekannten Verfahren erwarten mußte, daß eine Beizaktivierung nur unter Verwendung hoher Schwefelsäurekonzentrationen neben geringen Chromsäurekonzentraitionen unterhalb 15 Gewichtsprozent erfolgen kann. Dies ist jedoch, wie die Erfindung zeigt, nicht der Fall.The selective effect of the method according to the invention, according to which only the plastic parts, but not the frame insulation is pickled and activated, is particularly surprising, as one is on Due to the known processes, one had to expect that pickling activation would only be possible with the use of high Sulfuric acid concentrations in addition to low chromic acid concentrations below 15 percent by weight can be done. However, as the invention shows, this is not the case.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The following examples serve to illustrate the process according to the invention.
Kunststoffteile aus ABS-Polymerisaten bzw. modifizierten Polypropylenen werden auf Gestelle gesteckt und dann in einer Lösung der folgenden Zusammensetzung nach Verkochen des Chlors beizaktiviert:Plastic parts made from ABS polymers or modified ones Polypropylenes are put on racks and then in a solution of the following composition activated after boiling of the chlorine:
25 Gewichtsprozent Schwefelsäure25 weight percent sulfuric acid
25 Gewichtsprozent Chromsäure
0,05 Gewichtsprozent Palladiumchlorid25 weight percent chromic acid
0.05 weight percent palladium chloride
Rest WasserRest water
Temperatur: 65° CTemperature: 65 ° C
Dauer der Behandlung: 10 MinutenTreatment duration: 10 minutes
Es erfolgt anschließend eine Spülung mit Wasser, worauf die Teile mit den Gestellen - ohne Umstecken - in ein chemisches Nickelbad der folgenden Zusammensetzung gebracht werden:This is followed by rinsing with water, whereupon the parts with the racks - without repositioning - be placed in a chemical nickel bath of the following composition:
30 g/Liter Nickelsulfat30 g / liter of nickel sulfate
10 g/Liter Natriumhypophosphit10 g / liter sodium hypophosphite
50 g/Liter Citronensäure50 g / liter citric acid
Bei einem pH-Wert von 5 und einer Temperatur von 60 bis 70° C erfolgt die Vernickelung der Teile, ohne daß die Gestellisolierungen mit abgeschiedenem Metall bedeckt werden.The parts are nickel-plated at a pH value of 5 and a temperature of 60 to 70 ° C, without the frame insulation being covered with deposited metal.
Die Beizaktivierung von Kunststoffteilen auf Basis von ABS-Polymerisaten bzw. modifizierten Polypropylenen wird mit einer Lösung durchgeführt, welche 25 Gewichtsprozent SchwefelsäureThe pickling activation of plastic parts based on ABS polymers or modified polypropylenes is carried out with a solution containing 25 percent by weight sulfuric acid
25 Gewichtsprozent Chromsäure und
0,05 Gewichtsprozent Gold-III-chlorid25 percent by weight chromic acid and
0.05 percent by weight gold (III) chloride
enthält. Die Temperatur der Lösung beträgt 65 ° C, die Einwirkungszeit ist 10 Minuten.contains. The temperature of the solution is 65 ° C, the exposure time is 10 minutes.
Darauf werden die Teile mit Wasser gespült und mit den Gestellen in ein Vorreduktionsbad mit
1 g/Liter HydrazinhydratThe parts are then rinsed with water and placed in a prereduction bath with the racks
1 g / liter hydrazine hydrate
eingebracht, welches einen pH-Wert von 13 aufweist. introduced, which has a pH of 13.
Anschließend werden die Teile erneut mit Wasser gespült und dann in einem chemischen Kupferbad der folgenden Zusammensetzung verkupfert:The parts are then rinsed again with water and then placed in a chemical copper bath following composition copper-plated:
10 g/Liter CuSO4 · 5 H2O
16 g/Liter Kaliumnatriumtartrat
16 g/Liter Natriumhydroxyd
8 g/Liter Paraformaldehyd
0,005 g/Liter Rhodanin10 g / liter CuSO 4 · 5 H 2 O
16 g / liter potassium sodium tartrate
16 g / liter sodium hydroxide
8 g / liter paraformaldehyde
0.005 g / liter of rhodanine
Hieibei erfolgt lediglich eine Verkupferung der Kunststoffteile, nicht jedoch der Gestellisolierun-. gen.In this case, only the copper plating takes place Plastic parts, but not the frame insulation. gene.
Beispiel 3 (Vergleichsversuch)Example 3 (comparative experiment)
Kunststoffteile aus ABS-Polymerisaten bzw. modifizierten
Polypropylenen wurden auf Gestelle gesteckt und dann in einer Lösung der Zusammensetzung gemäß
FR-PS 1561580 beizaktiviert:
38,5 Gewichtsprozent Schwefelsäure
7,7 Gewichtsprozent Chromsäure
0,005 Gewichtsprozent Palladium in Form vonPlastic parts made of ABS polymers or modified polypropylenes were placed on racks and then stained in a solution of the composition according to FR-PS 1561580:
38.5 percent by weight sulfuric acid
7.7 weight percent chromic acid
0.005 weight percent palladium in the form of
Palladiumsulfat
Rest Wasser
Temperatur: 65° CPalladium sulfate
Rest water
Temperature: 65 ° C
Dauer der Behandlung: 10 Minuten
Es erfolgte anschließend eine Spülung mit Wasser, worauf die Teile mit den Gestellen - ohne Umstecken
- in ein chemisches Nickelbad der folgenden Zusammensetzung gebracht wurden:
30 g/Liter Nickelsulfat
10 g/Liter Natriumhypophosphit
50 g/Liter CitronensäureTreatment duration: 10 minutes
This was followed by rinsing with water, whereupon the parts with the racks were placed in a chemical nickel bath with the following composition - without being repositioned:
30 g / liter of nickel sulfate
10 g / liter sodium hypophosphite
50 g / liter citric acid
Bei einem pH-Wert von 5 und einer Temperatur so von 60 bis 70° C erfolgte sowohl die Vernickelung der Teile, als auch der Gestellisolierungen, die damit unbrauchbar wurden.Nickel-plating took place at a pH of 5 and a temperature of 60 to 70 ° C the parts, as well as the frame insulation, which thus became unusable.
Beispiel 4 (Vergleichsversuch)Example 4 (comparative experiment)
j5 Die Beizaktivierung von Kunststoffteilen auf Basis von ABS-Polymerisaten bzw. modifizierten Polypropylenen wurde mit einer Lösung durchgeführt, welche gemäß DT-PS 2039405j5 The pickling activation of plastic parts based on of ABS polymers or modified polypropylenes was carried out with a solution which according to DT-PS 2039405
50 Gewichtsprozent Schwefelsäure
14,5 Gewichtsprozent Chromsäure und50 percent by weight sulfuric acid
14.5 percent by weight chromic acid and
0,005 Gewichtsprozent Palladiumsulfat
enthielt. Die Temperatur der Lösung betrug 65 ° C, die Einwirkungszeit war 10 Minuten.0.005 weight percent palladium sulfate
contained. The temperature of the solution was 65 ° C. and the exposure time was 10 minutes.
Darauf wurden die Teile mit Wasser gespült und 4j mit den Gestellen in ein Vorreduktionsbad mitThe parts were then rinsed with water and 4j with the racks in a prereduction bath
1 g/Liter Hydrazinhydrat1 g / liter hydrazine hydrate
eingebracht, welches einen pH-Wert von 13 aufwies. introduced, which had a pH of 13.
Anschließend wurden die Teile erneut mit Wasser -,ο gespült und dann in einem chemischen Kupferbad der
folgenden Zusammensetzung verkupfert:
10 g/Liter CuSO4 ■ 5 H2O
16 g/Liter Kaliumnatriumtartrat
16 g/Liter Natriumhydroxyd
8 g/Liter ParaformaldehydThe parts were then rinsed again with water -, ο and then copper-plated in a chemical copper bath with the following composition:
10 g / liter CuSO 4 ■ 5 H 2 O
16 g / liter potassium sodium tartrate
16 g / liter sodium hydroxide
8 g / liter paraformaldehyde
0,005 g/Liter Rhodanin0.005 g / liter of rhodanine
Hierbei erfolgte sowohl eine Verkupferung der Kunststoffteile als auch der Gestellisolierungen, die damit ebenfalls wie im Beispiel 3 unbrauchbar wur- M) den.Actually performed both a copper plating of plastic parts and the frame insulation, which thus also as in Example 3 unusable wur- M) to.
Claims (4)
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