Способ получения электропроводного слоя на поверхности неметаллических матриц для гальванопластики Советский патент 1993 года по МПК C25D1/10 C25D5/54 

Изобретение относится к гальванопластике и может получить применение в легкой промышленности и машиностроении при изготовлении сложнопрофилированных деталей на матрицах из стеарино-вбсковых композиций или рёзино-полимерных материалов. ,

Известны способы получения электропроводной пленки на поверхности изделий из воска, стеарино-восковых композиций, и других неметаллических материалов натр натиранием кистью мелкодисперсных порошков графита, бронзы и меди и их смеси.

Недостатки известных способов заключаются в низком качестве образующейся при натирании поверхностной пленки, неоднородной концентрацией проводящих частиц в поверхностном слое, и как следствие, высокое электросопротивление пленки на

матрицах (деталях) сложного профиля и достаточно больших размеров.

Как правило, электропроводные пленки, полученные натиранием, йымыва ются на отдельных участках поёерхндсти при погружении в электролит; что п рив Ьдит к значительному понижению на них электропроводности. : ; г

Указанные недостатки резко ухудшают качество покрытия и наращиваемой копии (изделия), что обусловлено несплошностью покрытия поверхности выделяющимся металлом с образованием залысин и необходимостью промежуточной и частой реставрации соответствующих участков в электропроводной пленки.

Известен способ получения электропроводной пленки, взятый в качестве прототипа, который заключается в том, что восковую форму обрабатывают порошком

меди или бронзы путем натирания поверхности после чего её подвергают обливу (или погружению) раствором азотнокислого серебра (1-5. г/л).

В результате контактной реакции на по- верхности матрицы выделяется тонкая пленка серебра.

.К недостаткам прототипа относятся необходимость использования драгоценного металла, который практически теряется без- возвратно, и образованию недостаточно компактной (рыхлой) пленки, слабо адгезм- рованной к поверхности, благодаря чему происходит частичный унос пленки при по- гружении в электролит для наращивания металла и образование некачественного (с провалами) осадка:

Целью изобретения является повышение качества получаемой электропровод- ной пленки на поверхности матриц из стеарино-восковых композиций и резино- полимерных материалов за счёт ухудшения электропроводности независимо от сложности профиля.......... ..-. Поставленная цель достигается тем, что пленку получают путем натирания поверхности матрицы алюминиевой пудрой, после чего ее последовательно обрабатывают в растворе тиосульфата натрия и в растворе состава, г/л: . . ...... : Сернокислая медь 30-35 Сегнетовзя соль 170-190 . ; Кальцинированная сода 30-35 . Хлористый никель 4-5.

Едкий натрий-45-50 Формалин (40%-ный) 20-30 мл /дм3,. Новизна предлагаемого технического решения заключается в том, что электропроводную пленку на поверхности неметаллов получают путем ее натр натирания алюминиевой пудрой с последующей обработкой сначала в растворе тиосульфата на- трия, а затем в растворе состава (г/л): Сернокислая медь 30-35 Сегнетовая соль 170-190 Кальционировавная сода 30-35 .. Никель хлористый 4-5 Натрий едкий 45-50 Формалин () 20-30 мл/дм3 Существенные отличия предлагаемого способа обусловлены отсутствием в технике аналоговых решений по нанесению электропроводных пленок на неметаллы натиранием алюминиевой пудрой с последующей обработкой в растворах тиосульфата натрия и солей меди.

Положительный эффект предлагаемого способа достигается за счет получения однородной электропроводной пленки с малым электросопротивлением на всех

участках поверхности матрицы, обеспечивающей качественное наращивание формуемого слоя металла при отсутствии необходимости промежуточной реставрации пленки на отдельных участках поверхности матрицы.

Конкретный пример применения способа.

Применительно к изготовлению фо рмо- образующих элементов пресс-форм для отливки кукол на матрице из литой (мягкой) резины (основные операции).

Натирание поверхности матрицы алюминиевой пудрой с помощью кисти: сухое или изсус пбкзии, состоящей из 1-1,5 обьем- ной части алюминиевой пудры и 1 объемной части раствора полихлорвинило вого лака в ацетоне при соотношении. 1:10-1:2.

Сушка и обдувка воздухом (при необходимости).

. Обработка в 10%-ном растворе тиосульфата натрия при температуре 18-25°Спогружением и выдержкой 5-7 мин. Сушка естественная на воздухе. Обработка погружением (без промывки) в растворе.состава (г/л): .

Сернокислая медь30-35 Сегнетовая соль 170-190 Кальционированная сода 30-35 .Никель хлористый 4-5 Натрий едкий 45-50 Формалин (40%-ный) 20:30 мл/дм3 при температуре 18-25°С .рН 11-12 и времени . 30-40 мин Наращивание слоя меди из электролита состава (г/л):

Сернокислая медь200-250 Серная кислота 50-70 Этиловый спирт 9-12 мл/дм при температуре 18-25°С плотности тока 1-2 А/дм2 Отделение матрицы.. Пример 1. По прототипу с натиранием поверхности бронзовой пудрой и последующим обливом раствором азотнокислого серебра (1 г/дм3) до образования светлой металлической пленки.

Пример 2. По предлагаемому способу в соответствии с приведенной выше схемой с натиранием поверхности алюминиевой пудрой из суспензии (по п. 1) и последующей обработкой в растворе тиосулфата натрия (10%-ный) и в растворе затяжки медью согласно табл.1.

Испытания проводились с применением матрицы из мягкой литой резины в виде головы куклы строитель (средний диаметр 76 мм). Обработка в растворах и электрохимическое закрепление полученной на матрице электропроводной пленкеи производилась в винипластовых ваннах емкостью 10 дм3. Все операции осуществля- лись строго по указанной выше схеме при средних значениях концентрации компо- нентов и параметров работы. Сравнительная оценка качества производилась визуальным осмотром по наличию сплошности и равномерности медного покрытия, нанесенного на матрицу электролитиче- ским осаждением из Сернокислого электролита (см.. операцию 6) в течение 5ч, и величина электросопротивления электропроводных пленок, измеренных на разных участках поверхности с помощью ом-ампе- ровольтметра Ц-455 на расстоянии 1 см.

Натирание алюминиевой пудрой по предлагаемому способу осуществлялось из суспензии согласно по операции .

Результаты испытаний представлены в табл.2. . . .. .:..,:.:/

Приведенные данные показывают, что предлагаемый способ обеспечивает получение электропроводной пленки на исследуемом материале значительно более высокого качества по сравнению с прототипом и другими известными аналоговыми решениями (примеры 2,2-2,3), что проявляется в обеспечении сплошности осаждаемых гальванопокрытий медью и высокой электропроводности исходной электропроводной пленки.

Положительный эффект в этом случае достигается за счет повышенной компактности и сплошности образующейся пленки, а также удовлетворительной ее адгезии к поверхности матрицы.

Это связано, с одной стороны, с достаточно высокой адгезивной способностью алюминиевой пудры, что в значительной ме- ре удовлетворяется ее высокой дисперсностью (размер частиц меньше 0,1 мкм), а, с другой - активно протекающей в растворе указанного состава реакции контактного вытеснения меди, которая одновременно возбуждает реакцию прямого химического восстановления меди.

Низкое качество (отсутствие сплошности, наличие рыхлостей и других дефектов) получаемой по прототипу пленки серебра обусловлено сравнительно невысокой скоростью контактной реакции в рассматриваемых условиях и склонностью к образованию преимущественно губчатых осадкой серебра при выделении его из простых растворов.

Существенный вклад п улучшение качества электропроводной пленки вносит образующаяся на поверхности матрицы после соответствующей обработки (см. операции 3, 4) сухая пленка тиосульфата натрия. Последняя выполняет роль стабилизирующего фактора благодаря улучшению смачйваемо- сти поверхности и созданию на ней допол: мительных центров кристаллизации меди за счет разложения с выделёнйём атЬмов серы (см. пример 2, 5).

Предлагаемый способ прост в осуществлении, технологичен и не требует дополнительных издержек производства по сравнению с известными способами. Его применение можно распространить практически на все известные случая и металлизации пластмасс, если соответствующие изделия из них допускают предварительную пескоструйную обработку для придания требуемой шероховатости поверхности, исключая при этом многостадийный и сложный процесс подготовки путем химического травления, сенсибилизации и активации пб- аерхности в растворе палладия.

Экономический эффект от использования предлагаемого способа достигается за счет упрощения и улучшения технологии, исключения затрат драгметаллов из технологического Цикла, а для реэинополимер- ных материалов - исходя из единственной возможности придания поверхности электропроводности,

Форм у 71 а изобретения

Способ получения электропроводного слоя на поверхности неметаллических матриц для гальванопластики, преимущественно из стеарино-восковых композиций и резино-полимерных материалов, включающий получение пленки из мелкодисперсного металлического порошка и последующее химическое осаждение на ней металла, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности по всей поверхности независимо от сложности ее профиля, пленку из мелкодисперсного металлического порошка получают путем натирания алюминиевой пудрой, а перед химическим осаждением металла поверхность металла поверхность обрабатывают в растворе тиосульфата натрия.

Таблица 1

Способ получения электропроводного слоя на поверхнбсти неметаллических матриц для гальванопластики. Электропроводный слой на поверхности неметаллических матриц для гальванопластики, йрей мущёст- вёнио из стёарино-вЬсковых и рез инр-поп- имерных материалов получают путем натирания алюминиевой пудрой с последующей обработкой раствором тиосульфата натрия и химическим осаждением пленки металла. 2 табл.

Т а б л и ц а 2