PL109357B2 - Method of preparing surfaces of plastics,specially modified polystyrene for galvanic covering by metals - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania powierzchni tworzyw, zwlaszcza modyfikowanego polistyrenu do galwanicznego pokrywania metalami.Stan techniki. Wedlug dotychczasowego stanu techniki (,Poradnik galwanotechnika" WTN W-wa 1973) wyroby przeznaczone do pokrywania galwanicznego wytwarza sie z tworzywa ABS. Wyroby te musza byc calkowicie wolne od tluszczów, smaru i brudu. Z tego wzgledu nie mozna przy ich produkcji stosowac srodków ulatwiajacych wyjmowanie wyprasek z form wtryskowych. Szczególnie szkodliwe dzialaja olej i smary pochodze¬ nia naftowego oraz srodki silikonowe, które wnikaja w tworzywo i nie daja sie pózniej usunac zadna ze znanych metod.Znane metody przygotowania powierzchni tworzyw do galwanicznego pokrywania metalami polegaja na oczyszczaniu wstepnym wyprasek, trawieniu, neutralizacji, uczulaniu i aktywowaniu. Oczyszczanie wstepne polega na myciu w benzynie ekstrakcyjnej i odtluszczaniu chemicznym w 5% roztworze wodorotlenku sodowego w temperaturze 50°C. Po wyjeciu z roztworu wyrób nalezy dokladnie wyplukac i ewentualnie wysuszyc.Trawienie majace na celu uzyskanie przyczepnosci pózniej nalozonej powloki galwanicznej przeprowadza sie za pomoca roztworu zawierajacego miedzy innymi bezwodnik kwasu chromowego lub dwuchiomianu sodu wzglednie potasu jako czynnik utleniajacy oraz kwas siarkowy o znacznym stezeniu. Przykladowo kapiel taka otrzymuje sie przez rozpuszczenie 50 gram bezwodnika kwasu chromowego w 250 ml wody i dodanie 1500 cm3 stezonego kwasu siarkowego (d = 1,84 g/cm3) lub przez rozpuszczenie 40 g dwuchromianu potasu w 800 cm3 wody oraz dodanie 1500 cm3 kwasu siarkowego, (d = 1,84 g/cm3) i kwasu fosforowego (d = 1,7 g/cm3) w ilosci 500 cm3. Temperatura trawienia 60UC — 70°C czas trawienia zalezny od gatunku ABS-u i wielkosci wypraski. Po trawieniu wyrób oplukuje sie dokladnie woda wodociagowa. W dalszej kolejnosci procesu wypraski poddaje sie neutralizacji majacej na celu zredukowanie resztek chromu szesciowartosciowego do chromu trójwartosciowego.2 109 357 Neutralizacje prowadzi sie w 5% roztworze kwasu solnego w temperaturze otoczenia, po czym detale dokladnie plucze sie w wodzie biezacej.Nastepnym etapem procesu przygotowania powierzchni tworzyw jest operacja uczulenia polegajaca na zanurzaniu wyprasek na czas 1 —3 minut w roztworze soli cynowych. '•-"¦* Przykladowy sklad kapieli: chlorek cynawySnCl2 — 1 og/1 kwas solny stez. (d = 1,17 g/cm3/HCl 40 cm3/l Po uczulaniu wyroby poddaje sie dokladnemu plukaniu w biezacej wodzie, a nastepnie w wodzie destylowanej. Nastepnym etapem procesu przygotowania jest aktywowanie polegajace na zanurzaniu uczulonych detali w roztworze azotanu srebra na 1—3 minut w temperaturze otoczenia. W czasie tej operacji zaadsorbowane uprzednio jony cynowe redukuja zwiazki srebrowe do srebra metalicznego, które osadza sie, na powierzchni, wyprasek powodujac wyrazne zaciemnienie powierzchni wyrobu.Przykladowy sklad kapieli: azotan srebra AgNo3-,' +- 2 g/l woda amoniaklana 25%NH3 — 10 cm3/l W koncowym etapie procesu tak przygotowane wypraski poddaje sie znanemu sposobowi miedziowania chemicznego.Istota wynalazku. Istota wynalazku polega na poddaniu wyprasek z tworzywa sztucznego dzialaniu kapieli, która jest jednoczesnie kapiela oczyszczajaca i trawiaca. Proces ten prowadzi sie w temperaturze 75°C — 80°C w kapieli zawierajacej kwas siarkowy o d = 1,84 g/cm3 i stezeniu 300—500 g/dm3 kwas ortofosforowy o d = 1,70 g/cm3 i stezeniu 50—80 g/dm1, bezwodnik kwasu chromowego o stezeniu 200—400 g/dm oraz srodek powierzchniowo-czynny na bazie zwiazków fluoróweglowych o HLB 7—8 i stezeniu 0,1—0,2 g/dm3. Kapiel ta pracuje w wannie z wykladzina olowiana poniewaz na powierzchni olowiu wytwarza sie pasywacyjna warstwa siarczanu olowiu zapobiegajaca szybkiemu zniszczeniu wanny. Dalszym etapem procesu jest neutralizacja powierzchni wyprasek w roztworze kwasu siarkowego o stezeniu 1,5-3,0 g/dm3 i pirosiarczynu sodu lub tiosiarczynu sodu w ilosciach 0,3-0,6 g/dm3. Po neutralizacji wypraski poddaje sie uczulaniu w kapieli zawierajacej chlorek cynawy SnCl2 o stezeniu 15-35 g/dm3 i kwas solny od =1,19 g/cm3 i stezeniu 70,0-100,0 g/dm3. W dalszych etapach procesu przygotowania powierzchni tworzyw detale poddaje sie znanemu procesowi aktywowania i miedziowania chemicznego.W.odniesieniu do dotychczasowego stanu techniki sposób wedlug wynalazku posiada szereg zalet, o których ponizej.Zastosowanie w procesie przygotowania powierzchni tworzyw zamiast dwóch oddzielnych kapieli oczysz¬ czajacej i trawiacej-jedna kapiel oczyszczaj aco-trawiaca; umozliwia skrócenie czasu technologicznego oraz dlugosci linii technologicznej o jedna wanne galwaniczna.Zaleznie od powyzszego eliminuje sie w ten sposób mozliwosc przeniesienia zanieczyszczen (glównie ben-zyny ekstrakcyjnej i lugu) do kapieli trawiacej. Prowadzenie procesu w wyzszych jak dotychczas temperatu¬ rach Ij. 75—85°C zapobiega krystalizacji zwiazków chromu na sciankach wanny galwanicznej.W odróznieniu do stanu techniki kapiel wedlug wynalazku zawiera okolo 1000 g/dm3 mniejsza ilosc kwasu siarkowego co znacznie obniza agresywnosc kapieli. Duza zawartosc kwasu siarkowego-jak w stanie techniki-jest bardzo niekorzystna poniewaz powoduje szybkie zuzywanie sie materialu, z którego wykonana jest wanna galwaniczna oraz beben/wieszak galwaniczny/.Zastosowanie w kapieli oczyszczajaco-trawiacej srodka powierzchniowo-czynnego na bazie zwiazków fluoróweglowych o HLB 7—8 umozliwia oczyszczanie powierzchni z wszelkich zanieczyszczen pochodzenia organicznego i nieorganicznego co bylo niemozliwe w znanych procesach wedlug dotychczasowego stanu techniki. Zarówno nizsza zawartosc kwasu siarkowego jak i zastosowanie srodka powierzchniowo-czynnego odpornego na agresywnosc kapieli wysokie temperatury i charakteryzujacego sie szczególnie wysokimi wlasnos¬ ciami zwilzajacymi, gwarantuje dluzsza zywotnosc kapieli i jej stabilnosc.Sporzadzenie kapieli neutralizujacej wedlug skladu podanego w istocie wynalazku gwarantuje w odniesie¬ niu do znanych zestawów kapieli neutralizujacych wedlug stanu technikijej wieksza trwalosc i stabilnosc.Stwierdzono równiez praktycznie, ze kapiel wedlug stanu techniki nie moze byc stosowana do metalizowa¬ nia polistyrenu, gdyz otrzymana metaliczna warstwa jest nieprzyczepna do podloza, latwo luszczy sie, a tym samym nie spelnia wymogów dla tworzywa metalizowanego.Przyklady wykonania wynalazku P r z y k l a d I. Proces odtluszczajaco-trawiacy przeprowadza siew kapieli zawierajacej : kwas siarkowy (d = 1,84g/cm3 300 g/dm3 kwas fosforowy (d = 1,70g/cm3 50 g/dm3 bezwodnik kwasu chromowego 200g/dm3. .109 357 .< srodek powierzchniowo czynny (fluorowany dlugi rodnik hydrofobowy zjedna lub dwiema grupami hydrofilowymi) o wartosci HLB =7-8 0,1 g/dm3 temperatura kapieli 75°C.Wytrawione detale przemywa sie roztworem zawierajacym: kwas siarkowy (d = 1,84 g/cm3 1,5 g/dm3 pirosiarczynsodu 0,3 g/dm3 W ten sposób przygotowana powierzchnie uczula sie w kapieli zawierajacej chlorekcynawy 15,0 g/dm3 kwas solny (d = 1,19 g/cm3 70 g/dm3.Nastepnie wypraski poddaje sie znanemu procesowi aktywacji oraz chemicznego miedziowania.Wszystkie etapy procesu przeprowadza sie w bebnie.Przyklad II. Proces odtluszczajaco-trawiacy przeprowadza sie w kapieli zawierajacej: kwas siarkowy (d = 1,84g/cm3 500 g/dm3 kwas fosforowy (d = 1,70g/cm3 80 g/dm3 bezwodnik kwasu chromowego 400 g/dm3 srodek powierzchniowo-czynny (fluorowany dlugi rodnik hydrofobowy zjedna lub dwiema grupami hydrofilowymi) owartosciHLB7-8 0,2 g/dm3 temperatura kapieli 85°C.Wytrawione detale przemywa sie roztworem zawierajacym: kwas siarkowy (d = 1,84 g/cm3 3,0 g/dm3 tiosiarczansodu 0,6 g/dm3.W ten sposób przygotowana powierzchnie uczula sie w kapieli zawierajacej chlorek cynawy 35,0 g/dm3 35,0 g/dm3 kwas solny (d = 1,19 g/cm3, 100,0 g/dm Nastepnie wypraski poddaje sie znanemu procesowi aktywacji oraz chemicznego miedziowania.Wszystkie etapy procesu przeprowadza sie w bebnie.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przygotowania powierzchni tworzyw, zwlaszcza modyfikowanego polistyrenu do galwanicznego pokrywania metalami, polegajacy na oddzielnie prowadzonych operacjach: oczyszczania wstepnego wyprasek, trawienia, neutralizacji, uczulania i aktywowania, znamienny tym, ze powierzchnie detali z tworzywa sztucznego poddaje sie dzialaniu kapieli, która jest jednoczesnie kapiela oczyszczajaco-trawiaca o temperaturze 75 do 85°C, zawierajaca kwas siarkowy o gestosci d = 1,84 g/cm3 i stezeniu równym 300—500 g/dm3 kwas fosforowy o gestosci d = 1,70 g/cm3, stezeniu 50-80 g/dm3, bezwodnik kwasu chromowego w ilosci od 200—400 g/dm3 oraz srodek powierzchniowo-czynny na bazie zwiazków fluoroweglowyeh o HLB 7—8 o steze¬ niu 0,1—0,2 g/dm3, a nastepnie wypraski neutralizuje sie w roztworze kwasu siarkowego o stezeniu 1,5—3,0g/dm3 i pirosiarczynie sodu lub tiosiarczanie sodu w ilosciach 0,3—0,6 g/dm3, po czym detale poddaje sie uczulaniu w kapielach zawierajacych chlorek cynawy o stezeniach od 15,0 — 35 g/dm3 oraz kwas solny o gestosci 1,19 g/cm3 i stezeniu 70-100 g/dm3. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze proces prowadzi sie w bebnach lub na wieszakach. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przygotowania powierzchni tworzyw, zwlaszcza modyfikowanego polistyrenu do galwanicznego pokrywania metalami, polegajacy na oddzielnie prowadzonych operacjach: oczyszczania wstepnego wyprasek, trawienia, neutralizacji, uczulania i aktywowania, znamienny tym, ze powierzchnie detali z tworzywa sztucznego poddaje sie dzialaniu kapieli, która jest jednoczesnie kapiela oczyszczajaco-trawiaca o temperaturze 75 do 85°C, zawierajaca kwas siarkowy o gestosci d = 1,84 g/cm3 i stezeniu równym 300—500 g/dm3 kwas fosforowy o gestosci d = 1,70 g/cm3, stezeniu 50-80 g/dm3, bezwodnik kwasu chromowego w ilosci od 200—400 g/dm3 oraz srodek powierzchniowo-czynny na bazie zwiazków fluoroweglowyeh o HLB 7—8 o steze¬ niu 0,1—0,2 g/dm3, a nastepnie wypraski neutralizuje sie w roztworze kwasu siarkowego o stezeniu 1,5—3,0g/dm3 i pirosiarczynie sodu lub tiosiarczanie sodu w ilosciach 0,3—0,6 g/dm3, po czym detale poddaje sie uczulaniu w kapielach zawierajacych chlorek cynawy o stezeniach od 15,0 — 35 g/dm3 oraz kwas solny o gestosci 1,19 g/cm3 i stezeniu 70-100 g/dm3.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze proces prowadzi sie w bebnach lub na wieszakach. PL