Способ подготовки к металлизации поверхности полимерных материалов

 

Использование: для металлических износостойких , защитных, декоративных покрытий на пластмассах. Сущность изобретения: полимерные материалы с целлюлозосодержащим наполнителем перед металлизацией обрабатывают водой, содержащей суспензию спор грибов Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Trichoderma lignorum, Alternaria alternate с титром 1 106 при 28-30°С в течение 5 сут. при расходе воды 1 л на 1 м2 поверхности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 05 D 3/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758052/05 (22) 16.08.89 (46) 23.01.93.Бюль 3 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Орион" при Новочеркасском политехническом институте им. С.Орджоникидзе (72) B,Т.Логинов, П.Д,Дерлугян, О.М,Башкиров, Г.Н.Докукина и Г.Е,Трофимов (56) Чугурова Г,И. Технология химико-гальванической металлизации пластмасс. — Киев; Техника, 1981, с. 112.

Изобретение относится к способам получения металлических износостойких, защитных, декоративных покрытий на пластмассах.

B частности, настоящее изобретение определяет состав полимерной композиции и способ поверхностной обработки, в совокупности обеспечивающие высококачественные изделия с химическим или химикогальваническим покрытием.

Металлизированные пластмассы, сочетая полезные особенности пластмасс и металла обладают уникальными свойствами и находят широкое применение во многих областях.

Наиболее близкими к предлагаемому способу является метод подготовки поверхности перед химической металлизацией пластмар (1), позволяющий получать равномерное по толщине покрытие с высокой адгезией к подложке. Особенностью этого способа является:

„„5U„„1789298 А1 (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: для металлических износостойких, защитных, декоративных покрытий на пластмассах. Сущность изобретения: полимерные материалы с целлюлозосодержащим наполнителем перед металлизацией обрабатывают водой, содержащей суспензию спор грибов Asperg illus niger, Chaetomium globosum, Trichoderma

lignorum, Alternaria alternata с титром 1 10 при 28 — 30 С в течение 5 сут, при расходе воды 1 л на 1 м поверхности. — обезжиривание с использованием органических растворителей или поверхностно-активных веществ;

Ъ вЂ” травление минеральными кислотами, хромовым ангидридом, фосфорным ангидридом, бихроматами и т.д. 00 — сенсибилизацию солями олова; Ю вЂ” активирование с использованием со- )1,) лей каталитически активных металлов Pd, с0

Pt, Ag, 0s, 1ги т,д.; СΠ— акселерацию растворами восстановителей — гипофосфитами, гидразином и т,д.

Все указанные реагенты дороги, что значительно удорожает процесс металлизации пластмасс, Кроме того травильные растворы, промывные воды, загрязняют ! окружающую среду токсичными соединениями, требуют применения специальных методов обезвреживания и должны быть отделены от растворов химической металлизации, так как содержащиеся в них лиганды растворяют осаждаемые при обезвреживании стоков гидроксиды тяжелых металлов.

Выделенные из стоков при их обезврежива1789298

Ni Cla 6Н20 — 6

NaH2P04 2Н20 — 8 йаСНзСОО ЗН20 — 6

55 нии токсичные соединения также загрязняют окружающую среду и требуют специальных мероприятий по их захоронению.

Целью изобретения является повышение качества подготовки — обеспечение экологически чистой технологии подготовки поверхности, повышение качества металлических покрытий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подготовки к металлизации поверхности полимерных материалов на основе полиолефинов с целлюлозосодержащим наполнителем, обрабатывают водой, содержащей суспензию спор мицелиальных грибов Asp.niger, Chaetomium globosum, Trichoderma lignorum, Alternaria alternata c титром 1 10 при 28 — 30 С в течение 5 сут. при расходе воды 1 л на 1 м поверхности.

Примеры осуществления способа.

Изготовляют изделия на основе полиолефинов, АБС-пластика, полистирола методом литья под давлением по стандартным режимам.

Полученные образцы обрабатывают в среде, содержащей суспензию спор мицелиальных грибов Asperg illus niger, Chaetomium globosum, Trichoderma lignorum, Alternaria alternata с титром 1 10 при 28—

30 С в течение 5 сут и расходе воды 1 л на 1 м поверхности, после чего на них наносят методом химического осаждения никелевое покрытие из состава, г/л: при 82 — 84 С.

Одновременно были нанесены покрытия на изделия с поверхностной обработкой по прототипу: — обезжиривание в уайт-спирите в течение 2 мин; — травление в течение 60 с смесью азотной и соляной кислоты в соотношении 1:3 при 65 С с последующей обработкой аммиачным раствором; — сенсибилизация в растворе состава (г/n) SnCI2.2HzO — 100; — NaOH — 150; тартрат калия натрия—

175; — активирование в растворе, содержащем 0,35 г/л PdClz и 2 мл/л HCI; — акселерация 5/-ным сульфатом железа (11) и далее нанесение никелевого покрытия методом химического осаждения (как указано выше).

Температурные пределы обработки выбраны оптимальными для развития микроорганизмов, расход воды подобран для обеспечения наиболее благоприятных условий их роста.

Проведены испытания полученных изделий с покрытием (металлическим никелем), результаты которых приведены в табл.

1 — 4. Покрытия на всех образцах имели толщину 20 мкм.

Исследования свойств проводят следующими методами.

Разрушающее напряжение при изгибе и растяжении определяют на образцах материалов по ГОСТ 4648-7 и 11262 — 80 соответственно.

Адгезию покрытий определяли методом отрыва по следующей методике. Полимерный образец размером 20х60 мм с покрытием, нанесенным с двух сторон заклеивали между двумя металлическими пластинами такого же размера полиуретановым клеем

ПУ-2. Площадь склейки 3 см (15x20 мм).

Испытания производят на разрывной машине, при этом измеряют усилие разрушения соединения по границе полимер — покрытие, Стойкость к перепаду температур определяют выдерживанием образцов при следующих температурах: 1 ч при 85 С; 15 мин при комнатной температуре. Стойкость выражают в количестве циклов до появления дефектов в покрытиях (пузырей, трещин, шелушения, отслаивания и др.дефектов).

Как видно из табл, 1 — 3 композиции, содержащие 3 — 5/ наполнителя, обработанные по описанному в настоящем изобретении способу, обладают повышенной прочностью, качество нанесенного покрытия также превосходит как прототип, так и изготовленные с отличными от предлагаемых параметрами — обработки, Применение данного класса соединений в составе композиций полимерных материалов повышает прочность изделий.

Использование для поверхностной обработки мицелиальных грибов, являющихся одними из главных источников биологического повреждения материалов, сооружений неизвестно.

Заявляемые состав композиции и способ их обработки позволяют исключить из технологии подготовки поверхности операции по механической обработке, обезжириванию, активации, сенсибилизации и активированию с применением дорогостоя- щих и токсичных реагентов, загрязняющих окружающую среду. Вследствие воздействия на поверхность изделия микроорганизмов образуется активированная разветвленная по1789298 верхность, не требующая этих операций.

Процесс идет только на поверхности материала и отработанные воды могут после стери- лизации сбрасываться без дополнительной очистки, т.к, содержат лишь незначительные 5 примеси органических веществ биологического происхождения (щавелевая, лимонная и др.кислоты). Кроме того при применении предлагаемого способа значительно снижается расход воды, причем используемая вода мо- 10

15 повышения качества подготовки, обработку осуществляют водой, содержащей суспензию спор грибов Aspergillus niger, Chaetomium gIobosum, Trichoderma

20 lignorum, Alternaria alternata с титром 1 10 при 28 — 30 С в течение 5 сут. при расходе воды 1 л на 1 м поверхности, 25

Таблица 1

Состав, способ обработки и свойства образцов из ПЭНД

4 5 состав, об. % прототип

100

ПЭНД

Древесные опилки

Текстильные волокна

95

98 97

94

Способ об аботки

Время обработки, ч

120 «-2

115 «-2

125 «-2

Сво йства по ий и пок

ытий хиз ел л ченнь

39

46 42

140 133

47

47

139

132

140

131

141

12

12

16

Формула изобретения

Способ подготовки к металлизации поверхности полимерных материалов на основе полиолефинов с целлюлозосодержащим наполнителем путем обработки их в жидкой среде, отличающийся тем, что, с целью

Разрушающее напряжение при изгибе (для изделий), МПа

Адгезия к подложке, Н/см

Стойкость к перепаду темпе а, циклов жет возвращаться в цикл, Ванны для обработки не требуют применения дорогостоящих коррозионно-стойких и футеровочных материалов, необходимых при традиционных способах подготовки поверхности, Предлагаемый способ позволяет улучшить условия труда, т.к. в процессе не используются токсичные соединения, не требуется перегрузка обрабатываемых изделий из ванны в ванну при травлении, промывке и т.д, 1789298

Таблица 2

Состав, способ обработки и свойства образцов из полистирола

Таблица 3

Состав, способ обработки и свойства образцов из АБС вЂ” пластика