Способ подготовки к металлизации поверхности полимерных материалов Советский патент 1993 года по МПК B05D3/10 

ел

G

Использование: для металлических износостойких, защитных, декоративных покрытий на пластмассах. Сущность изобретения: полимерные материалы с целлюлозосодер- жащим 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.

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

В частности, настоящее изобретение определяет состав полимерной композиции и способ поверхностной обработки, в совокупности обеспечивающие высококачественные изделия с химическим или химикогальваниче- ским 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 пластмасс (1), позволяющий получать равномерное по толщине покрытие с высокой адгезией к подложке. Особенностью этого способа является:

- обезжиривание с использованием органических растворителей или поверхностно-активных веществ;

- травление минеральными кислотами, хромовым ангидридом, фосфорным ангидридом, бихроматами и т.д.

- сенсибилизацию солями олова;

- активирование с использованием солей каталитически активных металлов Pd, Pt, Ag, Os, гит.д.;

-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 обезвреживаvjоо ю

ю о

00

v .

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 с титром 1 106 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 Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Trichoderma lignorum, Alternaria alternata с титром 1 10s при 28- 30°C в течение 5 сут и расходе воды 1 л на 1 м2 поверхности, после чего на них наносят методом химического осаждения никелевое покрытие из состава, г/л:

NICI2 6Н20- 6

NaHaPCU -2Н20- 8

NaCH3COO -ЗН20-6

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/л)8пС12.2Н20-100; - - NaOH - 150; тартрат калия натрия - 175;

- активирование в растворе, содержащем 0,35 г/л PdCl2 и 2 мл/л HCI;

- акселерация 5%-ным сульфатом железа (II)

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 ма5 териалов по ГОСТ 4648-7 и 11262-80 соответственно.

Адгезию покрытий определяли методом отрыва по следующей методике. Полимерный образец размером 20x60 мм с покрыти0 ем, нанесенным с двух сторон заклеивали между двумя металлическими пластинами такого же размера полиуретановым клеем ПУ-2. Площадь склейки 3 см2 (15x20 мм). Испытания производят на разрывной маши5 не, 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

0 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, со5 держащие 3-5% наполнителя, обработанные по описанному в настоящем изобретении способу, обладают повышенной прочностью, качество нанесенного покрытия также превосходит как прототип, так и изготовленные

0 с отличными от предлагаемых параметрами - обработки,

Применение данного класса соединений в составе композиций полимерных материалов повышает прочность изделий.

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

0

Заявляемые состав композиции и способ их обработки позволяют исключить из технологии подготовки поверхности операции по механической обработке, обезжири- 5 ванию, активации, сенсибилизации и активированию с применением дорогостоящих и токсичных реагентов, загрязняющих окружающую среду. Вследствие воздействия на поверхность изделия микроорганизмов образуется активированная разветвленная поверхность, не требующая этих операций. Процесс идет только на поверхности материала и отработанные воды могут по сле стерилизации сбрасываться без дополнительной очистки, т.к. содержат лишь незначительные примеси органических веществ биологического происхождения (щавелевая, лимонная и др.кислоты). Кроме того при применении предлагаемого способа значительно снижается расход воды, причем используемая вода моФормула 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

Состав, способ обработки и свойства образцов из ПЭНД

0

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.

повышения качества подготовки, обработку осуществляют водой, содержащей суспензию спор грибов Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Trichoderma lignorum, Alternariaalternata с титром 1 106 при 28-30°С в течение 5 сут. при расходе воды 1 л на 1 м поверхности.

Таблица 1

Та бл и ца 2 Состав, способ обработки и свойства образцов из полистирола

Состав, способ обработки и свойства образцов из АБС-пластика

Таблица 3