DE1958839C3 - Verfahren zur partiellen Metallisierung von Kunststoffen - Google Patents

Description

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Mischpolymerisate aus Acrylnitril, Butadien und Styrol (im folgenden kurz ABS-Kunststoffe genannt) lassen sich wie bekannt in der Weise metallisieren, daß (Huf die vorbehandelten Kunststoffoberflächen ehemisch ein dünner Metallfilm aus Kupfer und/oder Nickel aufgebracht und anschließend auf galvanischem Wege eine Plattierung mit den gleichen oder anderen Metallen durchgeführt wird.

Versucht man nun, auf die gleiche Weise einige *5 andere Kunststoffe zu metallisieren wie z. B. Polyacetate, Polymethylmethacrylate, Polystyrol, PoIycarbonat, so stellt man fest, daß die chemisch erzeugte Grundierung unvollständig ist und/oder eine nicht genügende Haftung aufweist, bzw. daß das Basismaterial verätzt ist. Um auch auf derartige Kunststoffe einen Metallfilm chemisch auftragen zu können, ist man bereits dazu übergegangen, diese mit einer dünnen ABS-Schicht zu versehen und diese Schicht mit einer Chrom-Schwefelsäure-Beize aufzurauhen. Dieses Ver- *5 fahren läßt sich jedoch bei einer partiellen Metallisierung nicht ohne weiteres anwenden, da die bekannten Beizen zur optimalen Erschließung der ABS-Oberfläche insbesondere den als Trägermaterial verwendeten transparenten Kunststoff an den nicht mit ABS-Lack ^r'° beschichteten Stellen angreifen und milchig erscheinen lassen, bevor die ABS-Schicht genügend aufgerauht ist. Es ist ferner aus der britischen Patentschrift 10 79 251 ein Verfahren zum partiellen Metallisieren von Polystyrol, Styrol-ßutadien-Copolymerisaten und Polyacrylaten bekanntgeworden, bei dem die zu metallisierenden Oberflächenteile mit ABS abgedeckt und dann einer Behandlung mit CrO₃-H₂SO₄-Lösungen unterworfen, sensibilisiert und aktiviert werden. Auf don geätzten, nicht abgedeckten Kunststoffüberflächen sollen sich bei einer anschließenden stromlosen Metallisierung keine Metallschichten abscheiden. Bei dem hier offenbarten Verfahren werden jedoch die nicht durch ABS abgedeckten Oberflächenteüe des Trägermaterials beim Beizen angegriffen, so daß diese mehr oder weniger stark erblinden. Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zu finden, bei dem die nicht zu metallisierenden Oberflächenbereiche nicht oder zumindest optisch nicht erkennbar angegriffen werden und der chemisch erzeugte Metallniederschlag eine oute Haftung aufweist. Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zum partiellen stromlosen Metallisieren von Kunststoffteilen, insbesondere aus lichtdurchlässigen Kunststoffen, wobei die zu metallisierenden Oberflächenbereiche mit einem metallisierbaren Lack auf der Basis Acrylnitril, Butadien, Styrol überzogen und die Teile einer Beizvorbehandlung vor dem Metallisieren unterworfen werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz der nicht zu metallisierenden Bereiche gegen die Beizlösung die Teile in eine netzmittelhaltige, ein anorganisches Fluorid enthaltende Lösung, die einen Gehalt an H,SO₄ von 280 bis 330 g/l, an CrO₃ von 370 bis 450 g/l, an Netzmittel von 2 bis 50 mg/1 und an einer anorganischen Fluoridverbindung mindestens 0,1 g/l aufweist, getaucht werden.

Nach einer voiteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig, Zusätze von anorganischem Fluorid und Netzmittel in der CrO₃ und H₂SO₄ enthaltenden Beizlösung, deren Temperatur zwischen Raumtemperatur (RT) und 60 C liegt, zu verwenden. Es ist aber ebenfalls möglich, die Kunststoffteile vor dem Beizen mit der ein anorganisches Fluorid und ein Netzmittel enthaltenden Lösung, deren Temperatur zwischen RT und 100 C liegt, zu behandeln.

Beispiel I

Herstellung eines hochglänzenden Chromniederschlags auf dem stellenweise mit ABS-Lack versehenen Basismaterial PMMA unter Verwendung einer Beize mit Passiviereigenschaften für PMMA (PMMA = Polymethacrylsäuremethylester).

Die Oberfläche des Formteils aus PMMA wird an den Stellen, wo keine Metallisierung erfolgen soll, mit Schablonen abgedeckt. Der zu galvanisierende Bereich wird mit einem Lack, der zweckmäßigerweise mittels einer herkömmlichen Spritzpistole aufgetragen wird, nachstehender Zusammensetzung beschichtet:

17 g Festkörper ABS-Polymerisat gelöst in 31 g Methyläthylketon (MEK)

18 g Methylisobutylketon (MIBK) 14 g Butylacetat

9 g Methylglykolacetat 9 g Äthylglykolacetat 2 g Butylglykolat

Die Lackierschablone wird entfernt und das lackierte Teil 1 bis 2 h bei 80 C getrocknet.

Das so vorbehandelte Teil wird nun in einer Beize, bestehend aus:

280 bis 330 g/l, vorzugsweise 300 g/l, Schwefelsäure (H₂SO₄ 1,84),/

370 bis 450 g/l, vorzugsweise 400 gl, Chromsäure (CrO₃) rein,

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2 bis 50 mg/1, vorzugsweise 15 mg/1, NetzmitteJ auf der Basis Fluorkohlenwasserstoff,

1 g/l, bis zur Sättigung, vorzugsweise 25 g/l, Natriumfluorid

aufgerauht. Weitere mögliche Fluorverbindungen sind z. B. Na-fluorid, Na-bifluorid, K-fluorid, Ammoniumfluorid, Flußsäure, Kieselflußsäure, Borflußsäure unter anderem oder Gemische aus oben genannten Verbindungen. Als Arbeitstemperatur werden 15 bis 60 C, vorzugsweise 35 C, gewählt bei einer Einwirkzeit von 2 min bis I Stunde, vorzugsweise 6 min.

Das in einer solchen Lösung vorbehandelte Teil kann nun wie ein ABS-Teil nach herkömmlichen Verfahren auf der Basis von z. B. Palladium aktiviert, stromlos verkupfert und/oder vernickelt und anschließend galvanisiert werden; z. B. Kupfer, Nickel, Chrom. Die stromlos erzeugte Leitschicht scheidet sich nur auf dem ABS-FiIm ab, das PMMA bleibt optisch unverändert.

Beispiel 2

Herstellung eines hochglänzenden Chromniederschlags auf stellenweise mit ABS-Lack versehenem Basismaterial PMMA unter Verwendung einer Lösung mit Passiviereigenschaften für PMMA und einer Beize für den ABS-Lack.

Ein wie unter Beispiel 1 hergestelltes, lackiertes und getrocknetes Teil wird erfindungsgemäß in eine fluoridhaltige, wäßrige Lösung folgender Zusammensetzung getaucht:

IO g/Ibis zur Sättigung, vorzugsweise

60 g/l, Natriumfluorid,
2 mg/1 bis zur Sättigung, vorzugsweise 200 mg/1, Netzmittel (Laurylsulfat).

Temperatur 20 bis 70 C. vorzugsweise 50 C,
Zeit 5 bis 60 min, vorzugsweise 10 min.

Danach wird gespült und in einer Beize, bestehend - aus:

280 bis 330 g/l, vorzugsweise 300 g/l, Schwefelsäure (H₂SO₄),

370 bis 450 g/I, vorzugsweise 400 g/I, Chromsäure

(CrO₃),

ίο 2 bis 50 mg/1, vorzugsweise 15 mg/1, Netzmittel

auf der Basis Fluorkohlenwasserstoff

während 2 bis 60 min, vorzugsweise 6 min, bei 15 bis 60 C, vorzugsweise 35 C, aufgerauht und, wie unter 1 beschrieben, weiterbehandelt.

Nach diesem Verfahren teilmetallisierte, hochglanzverchromte Gegenstände wurden 24 Stunden nach der Galvanisierung im Temperalurwechseltest geprüft.
Die Proben wurden dem folgenden Beanspruchungszyklus 3mal unterworfen.

105 min Lagerung im Wärmeschrank bei -f 80 C 15 min Umsetzen der Teile und Lagerung bei RT

105 min Lagerung in der Kühltruhe bei —40 C

15 min Umsetzen der Teile und Lagerung bei RT

Alle Teile überstanden diese Prüfung ohne Schädigung der Metallauflage und ohne Beeinträchtigung ihres Aussehens.

Das Korrosionsverhalten solcher Teile ist gleich dem Verhalten galvanisierter ABS-Teile und richtet sich nach Art und Qualität der aufgebrachten Metallschichten.

Dieses Verfahren ist besonders gut geeignet, um an einem Teil aus durchsichtigem Kunststoff beispielsweise aus dekorativen Gründen galvanisch einen metallischen Rand zu erzeugen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum partiellen stromlosen Metallisieren von Kunststoffteilen, insbesondere aus lichtdurchlässigen Kunststoffen, wobei die zu metallisierenden Oberflächenbereiche mit einem metallisierbaren Lack auf der Basis Acrylnitril, Butadien, Styrol überzogen und die Teile einer Beizvorbehandlung vor dem Metallisieren unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz der nicht zu metallisierenden Bereiche gegen die Beizlösung die Teile in eine netzmittelhaltige, ein anorganisches Fluorid enthaltende Lösung, die einen Gehalt an H₂SO₁ von 280 bis 330 g/1," an CrO₃ von 370 bis 450 g/l, an Netzmittel von 2 bis 50 mg/J und an einer Einorganischen Fluorverbindung mindestens 0,1 g/l aufweist, getaucht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zusätze von anorganischem Fluorid und Netzmittel in der CrO₃ und H₂SO₄ enthaltenden Beizlösung, deren Temperatur zwischen Raumtemperatur und 60 C liegt, verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteile vor dem Beizen mit der ein anorganisches Fluorid und ein Netzmittel enthaltenden Lösung, deren Temperatur zwischen Raumtemperatur und 100 C liegt, behandelt werden.