Состав для активирования поверхности термопластов Советский патент 1982 года по МПК C23C3/02 C25D5/56 

1

Изобретение относится к металлизации пластмасс, в,частности к подготовке поверхности пластмасс перед металлизацией.

. Известны различные способы активирования поверхности непроводапйУ1х материалов перед ее металлизацией.

Известны составы для активирования непроводящих материалов перед химической металлизацией, содержащие термопластичный полимер, металлические частицы и органический растворитель 1 н 2.

Недостатки таких составов - :дефиу|итность и высокая стоимость металлического порощка, входящего в состав; термореактивный компонент, присутствующий в составе, не обеспечивающий ему демпфирующих свойств, наличие которых в данном случае необходимо для придания устойчивости металлизированным деталям к термоцнклическим испытаниям; металлические порощки, обладая высокоразвитой поверхностью, легко окисляются на воздухе, в результате чего поверхность теряет свою каталитическую активность, следовательно для- ее восстановления требуется дополнительная обработка.

Наиболее близким к предлагаемому является известный состав для активирования 1йоверх-, ности термопластов, содержащий порошкЬобразные оксиды и/или гидрооксиды кадмия, индия, свинца или хршка, эластомерное связующее, например, неопрен, и органический растворитель, например, толуол 3.

Процесс активирования данным составом проводят путем его нанесения на поверхность непроводящих материалов с последующим электрохимическим восстановлением оксвдов или гидрооксвдов в 19&-НОМ растворе едкого калия до соответствующих металлов. .Недостатком известного состава является необходимость высоких энергозатрат на ттроцесс электрохимического восстановления оксида до металла, так как восстановление данных оксвдов протекает с низким вьтходом по току, поскольку потенциал реакция восстановления оксидов близок к потенциалу выделения водорода.

Цель нзобретення - снижение энергозатрат Ш1 пгюцесс активирования.

Указанная цель достигается тем, что состав для активирования поверхности термопластов, .содержащий соединение свинца в виде порошка .; эластомерное связующее и .органический растворитель, содержит в качестве соединения свинца и эластомерного связующего соответственно галогенид свинца и изопренстирольный. термоэластопласт при следующем соотношении компонентов вес, %;

32-36

Галогенид свинца

Изопренстирольный

4- 6

термоэластопласт

Органический растворительОстальноеВ качестве органического растворителя для получения композиции может быть использована 5 смесь трихлорзтилена и бензина в равных количествах.

Изопренстирольный термо- ластопласт представ ляет собой трехблочный термопластичный полимер типа А-Б-А, где А - блок полистирола, Б - блок изопрена. Структурная формула изопренстирольного термоэластопласта имеет вид

Lft СНа j с fla I С гТ СлчТ

СН,-1

m

в центре макромолекулы расположен блок Б изопрена, обуславливающий пластичиые свойства термоэластопласта, а по краям располагаются жесткие блоки А полистирола. Блоки А не допускают взаимодействия блока Б с идентичными блоками других макромолекул, что исключает возможность спшвки и придает данному типу высокомолекулярных соединений такое свойство как термопластичность.

Галогениды свинца (фторид, хлорид, бромид и иодид) представляют собой труднорастворимые в воде соли.,

Состав для активирования готовят следующим образом..

Термоэластопласт (ИСТ) растворяют в органическом растворителе, к полученному раствору добавляют галогенид свинца и перемешива ют до получения. однородной массы.

Полученную дисперсию наносят на поверхность термопласта любым из известных способов, высушивают при комнатной температуре в течение 25-30 мин и электрохимически катодно восстанавливают в нейтральном электролите 0,3 м раствора сульфата калия при напряжении на ванне от 1 до 4 В. О завёрщеНИИ процесса восстановления судят по изменению цвета покрытия, который из белого (хлорид свинца) превращается в темно-серый (свинецЗ.

Для увеличения скорости процесса активирования (электрохимического восстановления) соединений свинца до металла и снижения экергозатрат опробованы составы, представленные в табл. 1.

Пример 1. Приготовляют 100 г пред(лагаемого состава для активирования.

Для этого 6 г термоэластопласта растворяют в 52 г растворителя (смесь бензина и .трихлорэтилена, взятых в равных количествах), к полученному раствору добавляют 36 г хлорида , свинца и перемещивают до получения однородно массы. Полученную смесь наносят на предварительно взвещенные образцы из АБС-2020 (43x75x2) мм кистью. Затем образцы высущивают при 20с в течение 25 мин. После высушивания образцы взвещивают повторно до достоянного веса. Вес активирующего состава на 1 дм I поверхности составляет 1,05 - 0,98 г. Восстановление хлорида свинца до свинца осуществляют в 0,3 М растворе K2S04 при силе тока 0,2 А и напряжении 4 В. О завёрщеНИИ процесса восстановления судят по изменению цвета покрытия: из белого (хлорид свинца) - в темно-серый (свинец), а также по нача лу бурного выделения водорода, которое наблюдается в момент заверщения процесса восстановления соли. Время проведения процесса электрохимического восстановления фиксируют.;

Пример 2. Приготовляют 100 г состава для активирования. Для этого 6 г неопрена растворяют в 52 г толуола, к полученному раствору добавляют 36 г оксида -свинца и перемешивают до получения однородной массы. Полученный состав наносят на предварительно взвещенные образцы из АБС-2020 (43x70x2 мм и высушивают при в течение 25 мин. Затем образцы повторно взвещивают. Вес состав на 1 дм поверхности составит 1,04 - 0,98 г.. Электрохимическое восстановление оксида свинца до свинца осуществляют в 19Ь-ном растворе КОН при силе ,2 А и напряжении 4 В. О завершении процесса судят по изменению цвета покрытия: из желтого (окись свинца) до темно-серого (свинец) и по началу бурного вьщеления водорода, наблюдаемого в момент полного восстановления окиси. Результаты экспериментов и рассчитанные н их основании значения выхода по току и энер гозатрат приведены в табл. 2. Выход по току рассчитывают по формуле т. 96500400 Энергозатраты рассчитывают по формуле 0-t-V rbUI-UOluT w . 1 J где J - сила тока. A; t - время проведения процесса, ч; V - рабочее напряжение. В; m - количество восстановленного вещества;Э - грамм-эквивалент металла. Из табл. 2 видно, что выход по току при восстановлении хлорида свинца составляет 89%, ,а при восстановлении оксида свинцал71%, скорос восстановления свинца из состава увеличивается в 1,55 раза. Это обеспечивает в конечном итоге снижение энергозатрат в 1,58 раза. Установлено, что восстановление соединений свинца не носит поверхностный характер, а идет по всей глубине состава. С этой целью приготавливают образць композиции различной толщины на стеклянной подложке. Поверхность образцов составляет 1 см . Восстановление проводят с использованием точечного контакта который устанавливают в центре образца. Восстанавливаемый образец помещают в стеклянный стаканчик, который устанавливаютв зфкало. Исследование проводят с композициями составов. Толщина пленок соответствует значениям от 25 до 320 мкм. При использовании образцов толщиной до 60 мкм процесс восстановления начинается от точечного контакта и протекает равномерно по всей глубине. Поверхность металлическо го свинца на границе с электролитом по. величине и форме полностью соответствует поверх ности свинца на границе со стеклом. При использовании образцов толщиной более 60 мкм металлический свинец с обратной стороны (на границе хлорид свинца, стеклянная подложка) лоявляется с запаздыванием во времени.

Компоненты, вес.%, по способу

::zziz:

предлагаемому

Хлорид СВИН1И36

Термоэластопласт6

Органический растворительОстальное

известному

36

Оксид свинца

Неопрен6

Органический растворитель Остальное При активировании поверхности пластмасс предлагаемым составом толщина активирующего слоя имеет толщину до 60 мкм. Примеры опробованных составов для активирования поверхности термопластов приведены в табл. 3. Согласно табл. 3 опробованы две соли сви1гца: , хлорид и бромид свинца, однако в качестве галогенида свинца в данном составе могут быть тйкже использованы фторид свинца и иодйд свннца. Результаты опробования этих составов представлены в табл. 4. чф. Поскольку не менее важным фактором является адгезия металлического покрытия к :подло.жке из термопласта параллельно проводят, определение величины прочности сцепления Покрытия с подложкой. Для этого на образцах после восстановления гальванически наращивают слои меди до толщины 50 мк в кислой ванне меднения при. плотности тока 4-5 а/дм. Величину прочности сцепления определяют методом отслаивания полоски шириной 1 см на разрывной машине РМ-5 в соответствии с ОСТ3-3217-75. Анализ табл. 4 показывает, что при использовании предлагаемого состава для активирования поверхности термопласта 5, выход по току возрастает от 15 до 21,3%. Несмотря на то, что в случае использования составов 1-6 величина адгезии покрытия несколько ниже известного, тем не менее она остается на достаточно высоком уровне, что удовлетворяет требованиям, предъявляемьт) к техническим изделиям. Применение изопренстнрольного термоэластопласта в предлагаемом составе позволяет нспользовать менее токсичные органические растворители, такие как бензин и трихлорэти;лен. Компоненты, входящие в предлагаемый состав для активирования, недефицитны.. Преддагаекшй состав обеспечивает снижение энергозатрат, который является важным технологическим фактором в химических и галь- ванически процессах металлизации пластмасс. Т а блиц а 1

Время восстановления, ч БТ, %

Вес, г/дм

Состав

Энергозатраты,

2

Предлагаемый 1,05 - 0,98 Известный1,04 - 0,98 Адгезия, 630 650 400 420 92,3 91,8 90,3 89,6

Формула изобретения

Состав для активирования поверхности тер МОП ластов, содержащий соединение свинца в виде порошка, эластомерное связующее и органический растворитель, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на процесс активирования, он в качестве соединения свинца и эластомерного

88 - 90 0,84 - 0,86

0,87 - 0,91 70 - 72 Ь32 - 1,35 1,40 - 1,42

Таблица 3

Таблица 4

связующего содержит соответственно галогенид свинца и изстренстирольный термоэластопласт при следующем соотношении компонентов, ёс.%:

Галогенид свинца32-36

Изо1фенстирольный термоэластопласт4-6Органический раствори ь Остальнск 800 850 540 550 550 89,0 88,7 87,5 86,0

9 90893S10

Источники информации,ческнм методами. Сборюа М., МДНТП, 1970,

принятые во внимание при экспертизес. 16.

1. Казначей Б. Я. Подготовка непроводни-2. Р. ж. Технология неорганических , веков к нанесению метагош ских покрытий. .ществ. 1974, И 18, 18Л 365П. Нанесение Металлопокрытий на неметалли-5 3. Патент,США И 3764280, кл. 29-195J, ческие материалы химическим и электрохими-опублик. 1973.