DE855345C - Verfahren zum Elektroplattieren von Kunststoffen mit Metall - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. NOVEMBER 1952

D 8//4

(V. St. A.)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Elektroplattieren von Kunststoffen mit Metallen und auf die hierbei erhaltenen Produkte.

Das Hauptziel der Erfindung ist die Herstellung von geformten Gegenständen aus Kunststoffen, die einen metallischen, fest an dem Gegenstand haftenden Überzug haben.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Herstellung von solchen Gegenständen beliebiger Form, die vorzugsweise durch Verformung gebildet werden.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von geformten Gegenständen aus Kunststoffen, die einen fest an dem Kunststoff haftenden, elektroplattierten Überzug haben.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Herstellung von solchen Gegenständen, die eine hohe Festigkeit und Beständigkeit haben.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Herstellung von den erfindungsgemäßen Gegenständen, wobei diese auf eine einfache und wirtschaftliche Weise hergestellt werden.

Schließlich gehen die Ziele und Vorteile der Erfindung aus der folgenden Beschreibung deutlich hervor.

Bisher bestand das übliche Verfahren beim Elektroplattieren von Kunststoffen darin, daß ein dünner metallischer Überzug mechanisch auf die Oberfläche des Kunststoffes aufgetragen und hierauf auf dieser Oberfläche elektroplattiert wurde. Bei diesem Verfahren war es nicht möglich, eine

gute Bindung zwischen dem Metall und dem Kunststoff zu erhalten.

Es wurde nun gefunden, daß ein gut mit der Unterlage verbundener Überzug direkt aus einem elektrolytischen Bad auf die Oberfläche eines Gegenstandes aus Kunststoff unter gewissen Bedingungen erzeugt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird der Gegenstand aus dem Kunststoff gegossen oder geformt, wobei ίο dieser Kunststoff einen feinverteilten, elektrisch leitenden Stoff, vorzugsweise Kohlenstoff in feinverteiltem Zustand aufweist. Eine "sehr gute Bindung kann dadurch erhalten werden, daß auf einer Oberfläche ein Metall direkt elektroplattiert wird, falls eine dünne Schicht der Oberfläche des geformten oder gegossenen Gegenstandes aus Kunststoff abgetragen wird. Hierbei kann diese Abtragung auf mechanischem oder chemischem Wege, wie z. B. mittels eines Sandgebläses oder mittels Ätzen, erfolgen, wobei eine aufgerauhte Oberfläche hinterbleibt.

Die Bindung zwischen dem Metall und dem Kunststoff wird weiter verbessert, falls in den Kunststoff eine wesentliche Menge eines faserartigen Materials, insbesondere ein cellulosehaltiges Material, wie Baumwollflocken, eingebettet wird.

Innerhalb eines großen Anwendungsbereiches der Erfindung sind viele Ausführungsformen mög-Hch. Die vorzugsweise verwendeten Kunststoffe sind Phenolharze, insbesondere Phenolformaldehydharze. Hierbei können einstufige oder zweistufige Harze verwendet werden. Es können aber auch andere härtbare Harze, z. B. Harnstoff-, Melamin- und Polyesterharze, ebenso thermoplastische Kunststoffe, die sich vom Styrol oder anderen Verbindungen ableiten, verwendet werden. Die Oberflächenschicht wird derart entfernt, daß eine nicht zu rauhe Oberfläche hinterbleibt, damit eine glatte Plattierung in wirtschaftlicher Weise erhalten werden kann. Es wurde gefunden, daß bei einem mechanischen Abschleifen mittels eines Sandgebläses ein Sand, der ungefähr durch ein Zweihundertmaschensieb geht, die besten Ergebnisse ergibt. Das Abtragen der Oberflächenschicht auf chemischem Wege erfolgt vorzugsweise durch Eintauchen des Kunststoffes während ungefähr 15 Minuten in eine wäßrige, 95⁰ warme, 40% Natriumhydroxyd enthaltende Lösung oder durch Eintauchen während ungefähr 2 Minuten in eine annähernd ioo⁰' warme Lösung von konzentrierter Schwefelsäure. Bei beiden Arten der Abtragung wird diese vorzugsweise nur so weit durchgeführt, bis eine sehr dünne Schicht von nicht mehr als ungefähr 0,0025 cm und vorzugsweise 0,000325 cm abgetragen ist. Obgleich das Entfernen einer dickeren Schicht unwirtschaftlich und für die Form des Gegenstandes nachteilig ist, zerstört ein solches Entfernen jedoch nicht die Bindung zwischen dem Metall und dem betreffenden Kunststoff.

Andere mechanische oder chemische Verfahren der Abtragung der Oberflächenschicht können unter gewissen Bedingungen mit Vorteil verwendet werden. Bei glatten Flächen, z. B. bei Platten oder Zylindern, ist das Schleifen eine geeignete Oberflächenbehandlung. Die Behandlung mit organischen Lösungsmitteln, in denen der betreffende Kunststoff löslich ist, z. B. mit heißem Phenol für Gegenstände aus phenolischen Kunstharzen, Benzol für Kunststoffe auf Styrolbasis und Aceton für Gegenstände aus cellulosehaltigen! Material, ergibt in vielen Fällen befriedigende Ergebnisse. Die Rauheit der Oberfläche hängt von der Korngröße des Abschleifmittels bei dem mechanischen Abschleifverfahren und von der Art, Zeit der Einwirkung ur/d Konzentration der Ätzlösung bei der chemischen Behandlung ab. Eine rauhere Oberfläche hat normalerweise eine bessere Bindung aber auch eine gröbere Plattierung zur Folge.

Das vorzugsweise verwendete, elektrisch leitende Material besteht aus gepulvertem Graphit, aber auch Ruß ergibt ebenfalls befriedigende Resultate. Metallpulver, wie z. B. Bronzepulver, können ebenfalls verwendet werden, aber diese sind schwerer und auch teurer als Graphit oder Ruß. Die Menge des elektrisch leitenden Materials muß genügend groß bemessen sein, um den gesamten Körper des Gegenstandes zu einem ziemlich guten Leiter für den elektrischen Strom zu machen.

Verschiedene Faserstoffe können ebenfalls verwendet werden, wie z. B. Nylon oder Asbest. Es wurde aber hierbei festgestellt, daß die Cellulosefasern, wie z. B. Baumwollflocken und Holzmehl, besonders zur Verbesserung der Bindung der Metallplattierung mit dem Kunststoff geeignet sind. Die Zugabe an Graphit oder anderen elektrisch leitenden Stoffen schwächt die mechanische Festigkeit des Kunststoffes, so daß die Zugabe von etwas faserigem Material, insbesondere bei Phenolharzen erwünscht ist. Zur Herstellung der stärksten Bindung zwischen dem Metall und dem betreffenden Kunststoff wird jedoch cellulosehaltiges Material verwendet.

Verschiedene Arten von Metallen können auf den erfindungsgemäß hergestellten Kunststoffgegenständen nach üblichen Plattierungsverfahren aufgetragen werden. So können Kupfer aus Cyanidbädern, Kupfer, Nickel oder Cadmium aus sauren Bädern oder Chrom aus den üblichen Chromierungsbädern niedergeschlagen werden. Bei der Nickelplattierung werden im Gegensatz zu der Erfahrung bei der Metallplattierung die besten Ergebnisse erhalten, indem man das Nickel Vorzugsweise aus einem sauren Bad direkt auf den Kunststoff ohne eine Kupferzwischenschicht niederschlägt.

Die Menge des faserartigen Materials kann ziemlich groß sein. Diese übersteigt gewichtsmäßig jedoch vorzugsweise nicht die Menge des plastischen Materials.

Die folgende Tabelle gibt in Gewichtsteilen sechs verschiedene Mischungen wieder, die für das Elektroplattieren gemäß der Erfindung geeignet sind.

	I	2	3	4	5	6
Phenolharz '.		600	600	6OO	600	IOO
Polystyrol	600 300 450 12	s 111 1 1 1	300 450 12	3OO 450 12	300 450 12
Baumwollflocken	55	31	II	9	IOO
Holzmehl
Asbestfaser
Graphitpulver
Bronzepulver	246 12
Bei der Verformung verwendetes Gleitmittel
Volumwiderstand Ohm cm

»5 In Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine dieser Mischungen durch Mahlen der Bestandteile der Mischungen während ungefähr ι Stunde in einer Kugelmühle hergestellt, worauf das Material 1 bis 2 Minuten auf Differentialwalzen bei einer Temperatur von ungefähr 100 bis iio° l>ehandelt wird. Die hierbei erhaltenen Platten werden abgekühlt und auf eine Maschengröße von 14 vermählen.

Das gemahlene Material wird hierauf zu Gegenas ständen beliebiger Form geformt und in der üblichen Weise gehärtet. Die geformten Gegenstände werden hierauf in geeigneter Weise abgeschliffen und zu einer Elektrode in einem üblichen elektrolytischen Bad, wie z. B. einem sauren Nickelplattierungsbad, gemacht. Nachdem eine Schicht geeigneter Dicke niedergeschlagen worden ist, wird der Gegenstand aus dem Bad entfernt und in der üblichen Weise fertig zugerichtet.

Beim Abschleifen der oben angeführten verschiedenen Kunststoffgegenstände werden folgende Verfahren bevorzugt angewendet:

Präparat 1: Eintauchen während einiger Minuten in Benzol, Abspülen mit Alkohol und Wasser; Präparat 2: Eintauchen während einiger Minuten in heiße Schwefelsäure, Abspülen mit Wasser; Präparat 3: Eintauchen während ungefähr 10 Minuten in heiße konzentrierte Natriumhydroxydlösung, Abspülen mit Wasser;

Präparat 4: Eintauchen in Dioxan, Abspülen mit Wasser;

Präparat 5: Bearbeiten mittels eines Dampfgebläses während 1 oder 2 Minuten mit Sand von 200 Maschen Größe;

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Elektroplattieren von Kunststoffen mit Metall, dadurch gekennzeichnet, daß ein feinverteilter, elektrisch leitender Stoff, vorzugsweise Kohlenstoff oder Graphit, in einem Kunststoff, vorzugsweise einem härtbaren Kunststoff, wie Phenolharz, verteilt, der Kunststoff geformt, dann die Oberflächenschicht des Kunststoffes mechanisch oder chemisch, vorzugsweise mittels eines Sandstrahlgebläses, abgetragen und eine Metallschicht, vorzugsweise Nickel, aus einem sauren elektrolytischen Bad direkt auf der abgeschliffenen Oberfläche des Kunststoffes abgeschieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Kunststoff neben dem feinverteilten, elektrisch leitenden Stoff ein faserartiges Material, vorzugsweise Zellstoffaser oder Baumwollflocken, feinverteilt enthält.

Präparat 6: Eintauchen während ungefähr Minuten in Aceton, Abspülen mit Wasser.

Es ist offenbar, daß zwei oder mehrere verschiedene Metalle nacheinander auf den so gebildeten Gegenstand plattiert werden können.

Im vorhergehenden wurden Ausführungsformen gemäß der Erfindung beschrieben. Diese sollen jedoch den Umfang der Erfindung keineswegs einschränken.

O 5465 11.52