[发明专利]对表面上具有至少两种不同塑料的物体进行金属化的方法

说明书

本发明基于对表面上具有至少两种不同塑料的物体进行金属化的常规方法。根据常规方法，对所述物体A)用蚀刻溶液蚀刻，B)用胶体溶液或金属化合物的溶液处理，所述金属是元素周期表中第VIIIB或IB族的金属，以及C)用金属化溶液进行电解金属化。

塑料物体可利用无电金属化法或者利用直接电镀法进行金属化。在两种方法中，都是首先清洗并蚀刻物体，然后用贵金属处理，最后进行金属化。通常利用铬酸/硫酸进行蚀刻。基于有机溶剂或碱性或酸性高锰酸盐溶液制备的蚀刻溶液可作为备选用于某些塑料。蚀刻用来使物体的表面更适应于后续金属化，从而物体的表面可被后续处理步骤中的各溶液充分润湿并且沉积的金属足够牢固地附着于表面。为了蚀刻由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS共聚物)制成的表面，使用铬酸/硫酸进行蚀刻使得形成表面微孔，其中金属沉淀而后牢固地粘附于其表面上。一旦完成蚀刻，就用包含贵金属的活化剂活化塑料用于无电金属化，然后进行无电金属化。然后还可电解涂布较厚的金属层。在不使用无电金属化而是进行直接电镀法的情况中，通常用钯胶体溶液处理蚀刻的表面，然后用包含与络合剂形成络合物的铜离子的碱溶液处理。其后物体可直接进行电解金属化(EP 1 054 081B1)。

在按照美国专利4,590,115的直接电镀法的一个备选实施方案中，制造塑料物体，其在聚合物中包含非贵金属如铜的非导电性氧化物小颗粒。使用还原剂如氢化硼将暴露于物体表面上的氧化物颗粒还原成金属。而后可立即或者以后用金属电解涂布该物体。该文献指出将包含氧化铜(I)的物体置于水浴中通过超声波作用进行清洗。然后利用硼氢化钠将物体中的氧化铜(I)还原成铜，从而电解铜而后可沉积在物体的表面上。

超声波辐射对无电镍沉积的形成、结构和硬度的动力学的影响在M.Y.Abyaneh等人,“Effects of Ultrasonic Irradiation on the Kinetics of Formation,Structure and Hardness of electroless nickel Deposits“,J.Electrochem.Soc.,154(9),D467-D472(2007)中有述。因此，对于在无电镍沉积浴中使用超声波，可显著提高镍在钢板上的沉积速度。

待金属化的塑料部件通常用注塑法制造。如果为了获得不同的表面特征制造由两种或更多种不同的塑料构成的塑料部件，则它们可采用所谓的多注塑法（multiple injection method）制造。在此工艺中，将第一塑料注入注塑模具中，然后将第二塑料注入具有不同的形式并且包含该注塑法要制造的物体的注塑模具中。因此，以适当的方式可制造由三种不同的塑料构成的物体。

对于由塑料制成的物体或者包含塑料的那些物体的装饰性电镀而言，对塑料的预处理的要求一直在提高。在塑料金属化的情况中通常使用以钯为基础制成的胶体活化剂。当使用此活化剂时，由注塑法导致的物体表面中的缺陷被覆盖，由此而被掩盖。但是，如此制得的物体在后续温度测试法中或者在该物体已处于其最终使用场所并且例如被安装在装置中之后可能失败，因为活化之后沉积的金属层可能不能充分附着于基底。

在选择性塑料金属化的情况中也有特别高的要求，其中待处理的物体由至少两种不同的塑料制成，用以实现仅物体一部分表面的金属化而表面的其它部分保持未金属化。

因此，通常使用活化剂，根据各自的要求，对它们的组成或者使用它们所需的操作参数进行特别地配置。使用这样的活化剂可设定物体表面的最大钯覆盖面，或者物体表面的不同区域的最佳选择性。如果在金属化设施中制造不同的物体，需要有用于不同活化剂的多个容器和任选存在的额外的清洗槽，以至于总体而言需要相当全面的设施技术以及复杂的设施控制系统和后勤。

这同样适用于由塑料制成的物体的常规无电金属化所需的促进步骤，用来制备物体的活化表面用于后续以适当的方式进行无电金属化。这意味着使用部分不同的促进剂来电镀包含两种或三种塑料的物体，因为这些也必须通过使它们的组成以及使用它们的最佳操作参数适应金属化的选择性或者塑料基底上的最大钯覆盖面进行调整。在此情况中也需要具有相当全面的设施技术和复杂的控制系统和后勤。