IT201800010168A1 - Inibitore di metallizzazione per attrezzature di trattamenti galvanici - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:
“Inibitore di metallizzazione per attrezzature di trattamenti galvanici”
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione si riferisce in generale alla metallizzazione galvanica di particolari di materia plastica.
Nei settori automotive, elettrodomestico, illuminotecnica, rubinetteria ed altre applicazioni industriali componenti di materia plastica vengono sottoposti ad un trattamento chimico di metallizzazione in un impianto galvanico, tramite il quale uno o più strati di metalli (ad esempio rame, nichel e cromo) vengono depositati tramite un processo elettrolitico su particolari di materia plastica.
In questi processi i particolari vengono agganciati ad attrezzature costituite da telai metallici (“rack”) che vengono poi immersi nei bagni galvanici. Per evitare che l'intero telaio venga anch'esso metallizzato insieme agli articoli sottoposti a metallizzazione esso deve essere isolato elettricamente e chimicamente, tipicamente rivestendolo con PVC Plastisol. A tale effetto i telai metallici vengono immersi in una dispersione di cloruro di polivinile in plastificante così da esserne completamente ricoperti e quindi elettricamente isolati.
Nei processi galvanici di cromatura le attuali normative in materia ambientale e di sicurezza stanno progressivamente vietando l'utilizzo del cromo esavalente, altamente cancerogeno. Per tale motivo il cromo (VI)(esavalente) elettrolitico tradizionalmente utilizzato nella cromatura è stato progressivamente sostituito dal cromo (III)(trivalente). Tuttavia il cromo (VI) viene ancora utilizzato nella mordenzatura (“hetching”), consistente nell'immergere il particolare in materiale plastico da cromare agganciato al telaio in un bagno di acido cromico e solforico contenente cromo (VI). Questo processo permette la formazione di una rete diffusa di microcavità superficiali del particolare plastico per i successivi passaggi di metallizzazione e presenta il vantaggio di aggredire il PVC Plastisol con cui è rivestito il telaio, inquinandolo di cromo (VI) così da inibirne la successiva metallizzazione.
A seguito della sostituzione del cromo (VI) sono state sviluppate nuove soluzioni di mordenzatura esenti da cromo e composte tipicamente da diversi sali di manganese e permanganato. Questi prodotti funzionano, ma comportano il problema di come poter evitare che anche il PVC Plastisol che riveste ed isola il telaio si metallizzi insieme con i particolari plastici ad esso attaccati.
Stato della tecnica anteriore
Per risolvere tale problema una prima proposta consiste nel trattare il telaio immergendolo in una soluzione contenente un inibitore, dopo la sua plastificazione con il PVC Plastisol. Tale proposta, descritta ad esempio in EP-3228729A1 e WO2017/174470, prevede di immergere il telaio plastificato in una soluzione contenente un derivato dello zolfo ed almeno un acido inorganico.
Nel caso di EP-3059277 la soluzione entro la quale viene immerso il telaio plastificato include composti di zolfo ed azoto, e secondo US-2016/0102403 sul Plastisol del telaio plastificato vengono applicate composizioni a base di zolfo mediante immersione, spruzzatura, pennellatura etc.
Una seconda soluzione consiste nell'introdurre inibitori di metallizzazione direttamente nella formulazione del PVC Plastisol nel quale viene immerso il telaio per la sua plastificazione. Una tale soluzione è descritta ad esempio in WO-2016/022535, secondo il quale l’inibitore di metallizzazione comprende l'una o l'altra di due classi di composti organo-solforosi o tioli costituiti specificatamente da disolfuro di tiurame tetrabenzilico e disolfuro di tiurame tetrafenilico.
Questa soluzione si è dimostrata in pratica poco efficiente.
Sintesi dell'invenzione
Lo scopo della presente invenzione è quello di risolvere in modo del tutto efficace il problema tecnico di cui si è detto, grazie ad una specifica selezione di un inibitore a base di zolfo direttamente inserito nella formulazione del PVC Plastisol utilizzato per la plastificazione dei telai per galvanoplastica.
Secondo l'invenzione questo scopo viene conseguito grazie al fatto che tale inibitore appartiene alla famiglia dei tioli, nella categoria carbonio C8-C18, che comprende ma non è limitata ai seguenti composti:
octyl mercaptano
nonyl mercaptano
decyl mercaptano
n-octadecyl-3-mercapto- propionato
isooctyl-3-mercaptopropionato,
n-octyl-mercaptopropionato,
dodecyl-3-mercaptopropionato,
tridecyl-3- mercaptopropionato
palmityl mercaptano
bis-fenil-1,4-tiolo
Prove sperimentali condotte dalla Richiedente hanno sorprendentemente dimostrato che con tali specifici inibitori a base di zolfo direttamente miscelati nel PVC plastisol i telai per galvanoplastica così plastificati risultano nell’uso esenti da metallizzazione in modo assolutamente efficace, senza dover procedere ad alcuna operazione di ulteriore trattamento dei telai già plastificati.
Occorre notare che l’impiego di tioli come sopra identificati quali inibitori di metallizzazione era già previsto, all’interno del gruppo di composti a base di zolfo, nel già citato documento US-2016/0102403, ma applicato successivamente sul PVC plastisol del telaio già plastificato. L’intuizione inventiva e non ovvia dell’inventore è stata di inserire tale molecola nella soluzione di PVC Plastisol entro la quale il telaio viene immerso per essere plastificato.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
In conformità all'invenzione i telai metallici utilizzati per trattamenti di metallizzazione e mordenzatura galvanica di articoli di materia plastica vengono a loro volta inibiti dalla metallizzazione mediante la loro plastificazione per immersione in un PVC Plastisol contenente da 0,1% a 5% in peso di un tiolo C8-C18 come sopra identificato.
Preferibilmente la quantità di tiolo è compresa fra 0,5 e 5% e più preferibilmente fra 1 e 5%, e il tiolo consiste più convenientemente in n-octadecil-3-mercaptopropionato.
La composizione così ottenuta può inoltre includere, nella formulazione generica del pvc plastisol impiegato per la plastificazione di telai galvanici, i seguenti componenti:
-Plastificanti 25-40% in peso: ATBC acetil tributil citrato, DOA di ottil adipato, DINP di iso nonil ftalato, MESAMOLL Alkylsulfonic phenyl ester, ESBO olio soia epossidato
-Resina PVC: 45-60% in peso (Polivinil cloruro emulsione e/o microsopensione K70-K80)
-CARICHE MINERALI :2-5% in peso (Carbonato Calcio, Ossido Calcio)
-ADDENSANTI 1-5% in peso (Silice pirogenica, Sulfonato di Calcio)
-STABILIZZANTI 1-5% in peso (Sale complesso di Calcio/Zinco)
I telai così rivestiti inibiscono in modo del tutto efficace la loro metallizzazione durante i processi di galvanoplastica anche, ed in particolare, con soluzioni di mordenzatura privi di sostanze cancerogene quali cromo (VI).
I seguenti esempi vengono forniti a titolo puramente indicativo e non limitativo:
ESEMPIO 1 (COMPARATIVO)
Metallizzazione di telaio rivestito con PVC plastisol trattato con una soluzione di mordenzatura esente Cromo (VI) basata su Mn (III)
Un telaio per cromoplastica rivestito con un rivestimento in PVC plastisol con agganciato un pannello di prova in ABS è stato immerso in una soluzione detergente quindi in una soluzione di mordenzatura “etching” a base di ioni Manganese (III) ad una temperatura di 40°C.
Successivamente il telaio è stato sottoposto al processo di elettrodeposizione galvanica del rivestimento metallico (risciacquo in acqua, attivazione della superficie tramite soluzione di palladio, deposizione di un sottile strato di metallo per via chimica, elettrodeposizione di metalli sul substrato di plastica metallizzato)
Alla fine del trattamento si è avuto un completo rivestimento del pannello in ABS ma anche di oltre l’80% del telaio. La soluzione utilizzata per la mordenzatura non ha inibito il rivestimento metallico del telaio.
ESEMPIO 2 (COMPARATIVO)
Metallizzazione di telaio rivestito con PVC plastisol trattato con una soluzione di mordenzatura esente Cromo (VI) basata su Permanganato.
Un telaio per cromoplastica rivestito con un rivestimento in PVC plastisol con agganciato un pannello di prova in ABS è stato immerso in una soluzione detergente quindi in una soluzione di mordenzatura “etching” a base di Permanganato e acido solforico ad una temperatura di 65°C. Successivamente il telaio è stato sottoposto allo stesso processo di elettrodeposizione galvanica descritto nell’esempio comparativo 1.
Alla fine del trattamento si è avuto un completo rivestimento del pannello in ABS ma anche di oltre l’50% del telaio. Anche in questo caso la soluzione utilizzata per la mordenzatura non ha inibito il rivestimento metallico del telaio.
ESEMPIO 3
Utilizzo di un telaio rivestito con PVC plastisol con aggiunta di inibitore trattato con una soluzione di mordenzatura esente Cromo (VI) basata su Mn (III)
E’ stato preparato un PVC plastisol con l’aggiunta del 3% in peso di dodecil-3-mercaptopropionato come inibitore di metallizzazione. Tale plastisol modificato è stato utilizzato per rivestire un telaio per cromoplastica con agganciato un pannello di prova in ABS che è quindi stato sottoposto allo stesso processo utilizzato nell’esempio comparativo 1.
In questo caso non si è avuto alcun rivestimento metallico del telaio, mentre il pannello in ABS è risultato completamente rivestito.
Questo test è stato ripetuto per 10 volte cambiando soltanto il pannello in ABS e tutti i test hanno confermato i risultati positivi.
ESEMPIO 4
Utilizzo di un telaio rivestito con PVC plastisol con aggiunta di inibitore trattato con una soluzione di mordenzatura esente Cromo (VI) basata su Mn (III)
E’ stato preparato un PVC plastisol con l’aggiunta del 2% in peso di n-octadecil-3-mercaptopropionato come inibitore di metallizzazione. Tale plastisol modificato è stato utilizzato per rivestire un telaio per cromoplastica con agganciato un pannello di prova in ABS che è quindi stato sottoposto allo stesso processo utilizzato nell’esempio comparativo 1.
In questo caso non si è avuto alcun rivestimento metallico del telaio, mentre il pannello in ABS è risultato completamente rivestito.
Questo test è stato ripetuto per 20 volte cambiando soltanto il pannello in ABS e tutti i test hanno confermato i risultati positivi.
ESEMPIO 5
Utilizzo di un telaio rivestito con PVC plastisol con aggiunta di inibitore trattato con una soluzione di mordenzatura esente Cromo (VI) basata su Permanganato.
E’ stato preparato un PVC plastisol con l’aggiunta del 2% in peso di n-octadecil-3-mercaptopropionato come inibitore di metallizzazione. Tale plastisol modificato è stato utilizzato per rivestire un telaio per cromoplastica con agganciato un pannello di prova in ABS che è quindi stato sottoposto allo stesso processo utilizzato nell’esempio comparativo 2.
In questo caso non si è avuto alcun rivestimento metallico del telaio, mentre il pannello in ABS è risultato completamente rivestito.
Questo test è stato ripetuto per 20 volte cambiando soltanto il pannello in ABS e tutti i test hanno confermato i risultati positivi.
Claims (6)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per inibire la metallizzazione di un'attrezzatura metallica utilizzata in processi di metallizzazione galvanica di articoli di materia plastica, in cui l'attrezzatura destinata a portare l'articolo di materia plastica viene rivestita mediante immersione in PVC Plastisol, caratterizzato dal fatto che il PVC Plastisol è miscelato con un tiolo C8-C18.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la quantità di tiolo C8-C18 è compresa fra 0,1% e 5% in peso di PVC Plastisol.
- 3. Inibitore di metallizzazione per attrezzature metalliche utilizzate per la metallizzazione galvanica di articoli di materia plastica e rivestite con PVC Plastisol, caratterizzato dal fatto che consiste in un tiolo C8-C18 miscelato con il PVC Plastisol prima del rivestimento delle attrezzature.
- 4. Inibitore di metallizzazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il tiolo è preferibilmente n-octadecil-3-mercaptopropionato in quantità compresa fra 0,5 e 5% in peso di PVC Plastisol e più preferibilmente fra 1 e 5%.
- 5. Attrezzatura metallica rivestita con PVC Plastisol e utilizzata in processi di metallizzazione galvanica di articoli di materia plastica, la cui metallizzazione è inibita con il procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2.
- 6. Attrezzatura metallica rivestita con PVC Plastisol miscelato con un inibitore di metallizzazione secondo la rivendicazione 3 o la rivendicazione 4.
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