[发明专利]在具有塑料表面的基底上形成涂布金属层的预处理溶液和方法有效

专利信息
申请号: 200610165903.0 申请日: 2006-12-08
公开(公告)号: CN101195911A 公开(公告)日: 2008-06-11
发明(设计)人: 赫尔曼-约瑟夫·米德克;卢保森 申请(专利权)人: 埃托特克德国有限公司
主分类号: C23C18/42 分类号: C23C18/42;C23C18/44;C23C18/20
代理公司: 永新专利商标代理有限公司 代理人: 于辉
地址: 德国*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 具有 塑料 表面 基底 形成 金属 预处理 溶液 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及在基底上形成涂布金属层的预处理溶液和方法,所述基底具有塑料表面,更具体地说涉及在聚酰胺和聚甲醛塑料部件至少之一上形成涂布金属层的方法。尤其是在装饰性的镀覆工业中,施用这种溶液和方法来镀覆聚酰胺或聚甲醛塑料基底。

背景技术

早在多年前就已经开始电镀聚酰胺塑料部件。但是,由于电镀聚酰胺部件市场有限而一直应用范围狭窄,所以在这个领域开展的研究工作很少。在1978年Washington举行的美国电镀协会(AES)第65届会议的出版物中描述了第一种方法,其将金属层与塑料部件间的剥离强度提高到了约1 N/mm。但是,除了不使用铬酸外,没有指出该方法的具体细节。描述了在第一方法步骤后获得的表面结构对粘附强度的影响,与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料部件的情况相似。在ABS塑料部件中,微观表面结构和粘附强度之间存在明显的关系。

现今,对于聚酰胺塑料部件的预处理,除了所述第一种方法外,还有两种主要的可选方法,这些可选方法一方面包括用含铬(VI)的溶液预处理部件,另一方面使用溶液和酸预处理部件。使用铬(VI)的预处理的主要缺点是对健康和环境有害,因此其使用是受限的。此外,与ABS塑料相反,聚酰胺表现出相对开放的聚合物结构,从而具有高达6%的相当大的吸水性。这种性质也将约相当大量的铬(VI)吸入聚合物中,通过清洗和其它化学处理不能容易地去除这些铬。

因此,包括用含有无机酸与溶剂(通常是乙二醇醚)组合的水溶液预处理聚酰胺塑料部件的上述另一种可选方法似乎是有利的。在该方法中,在实施预处理后,催化塑料部件,该步骤包括两个或三个步骤:第一个任选步骤包括将塑料部件浸入极性聚合物溶液中,从而给部件表面提供非常薄的该聚合物层。该聚合物用来以更高的浓度和更大的强度将催化剂粘结到聚酰胺塑料部件的表面上。由此将降低昂贵的催化剂的消耗并且部件的进一步催化将是更加可靠的。在从塑料部件中清洗掉粘附溶液后,通常通过使部件与含有胶体钯的溶液接触对其进行催化。所述溶液是酸性的并包含氯化锡并且完美地非常适合于催化非极性烯烃聚合物例如ABS或聚碳酸酯。还描述了将这种溶液用于聚酰胺塑料部件的催化(EP 0 406 859 B1)。

但是,已经证明不一定需要使用这些复杂且昂贵的催化剂来处理微孔聚酰胺塑料部件。包含离子钯的溶液也证明是适合的,这种溶液是更容易制备并且不太昂贵的。根据催化方法的类型,在用催化剂处理后,在特定的溶液中进一步处理塑料部件。例如,如果已经使用胶体钯催化剂,塑料部件与所谓的促进剂接触,其将除去胶体颗粒周围的锡鞘(tin sheath)。所有能够溶解锡(II)的溶液都可以用于此目的,例如稀盐酸、硫酸、氢氧化钠和有机酸。通过还原剂,例如硼烷酸盐(boranates)(二甲基氨基硼烷和碱金属硼氢化物)和次磷酸盐,吸附到所用塑料部件上的离子钯将被还原成单质(elemental)钯金属。

现今,最常施用的方法包括使用溶胀和清洗溶液处理聚酰胺塑料部件,所述溶液包含乙二醇醚、无机酸和表面活性剂。在该溶液中处理部件所需的处理时间后,彻底清洗掉该溶液粘附到塑料部件上的残余。然后,在适当的调节剂中处理并且最后在酸性钯盐溶液中催化部件。在已经暴露于还原溶液中后,在无电镀镍溶液中对部件镀镍,然后电镀铜并且最后电镀用作饰面的金属,通常是镍或铬。

此外,DE 31 37 587 C2公开了用包含有机溶剂(例如乙二醇醚)和酸(例如盐酸)的溶液预处理用于装饰应用的聚酰胺塑料部件。随后,通过无电镀金属涂层镀覆部件,金属很好地粘附到部件上。

此外,EP 0 406 859 B1和EP 0 604 13 1 B1公开了用氧化性酸,例如铬酸/硫酸预处理聚酰胺塑料部件。另外,EP 0 604 131 B1还公开了用无机酸,包括盐酸、硫酸、磷酸、铬酸、甲酸和乙酸刻蚀聚酰胺塑料部件。两篇文献的方法都还包括使聚酰胺塑料部件与包含胶体钯和锡(II)的溶液接触,在通过加速处理后除去锡(II)。另外,EP 0 604131 B1还公开了使用敏化剂-活化剂方法或者将部件浸泡在钯溶液还原溶液中来处理聚酰胺塑料部件。

考虑到在上述方法的每个步骤之间通常需要三次清洗步骤,直至无电镀镍步骤的全部工序涉及16个步骤。

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