專利名稱：塑料表面敷鍍金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料表面敷鍍金屬的方法。在本方法的范疇內(nèi)，按照本發(fā)明，在一個(gè)塑料制品的塑料表面或多個(gè)塑料制品的塑料表面敷鍍金屬。
一方面，敷鍍金屬的塑料用于裝飾目的，例如在衛(wèi)生設(shè)備領(lǐng)域或在汽車制造中。另一方面，塑料敷鍍金屬也在電子元件的表面處理方面出現(xiàn)以便電子屏蔽。特別是塑料表面(諸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和可能是ABS-聚碳酸酯摻合物)敷鍍金屬用于裝飾目的。
實(shí)際上在已知方法中，塑料表面最初通過(guò)強(qiáng)烈的蝕刻(例如用鉻酸或鉻鹽酸)糙化。表面糙化(由于蝕刻處理)特指在塑料表面產(chǎn)生了微洞穴。通常，這些微洞穴的尺寸大約為0.1到10微米。特別是這些微洞穴顯示的深度(即從塑料表面到內(nèi)部的距離)在0.1到10微米的范圍內(nèi)。蝕刻在較高溫度下及通常在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。添加到蝕刻液中的氧化劑的濃度通常較高。塑料表面糙化的目的就是允許隨后被應(yīng)用的活化層和/或金屬層幾乎鉤入糙化塑料表面。金屬層對(duì)糙化塑料表面的附著幾乎以這種已知方法中的按扣原理的方式獲得。塑料表面蝕刻或糙化后，表面最初用膠態(tài)鈀或離子鈀活化。就膠態(tài)法而言，這種活化之后是去除保護(hù)性的錫膠體，或就離子法而言，還原成元素鈀。隨后，銅或鎳化學(xué)沉積于塑料表面作為導(dǎo)電層。在這之后，分別進(jìn)行鍍鋅或敷鍍金屬。實(shí)際上，這種塑料表面的直接敷鍍金屬只用于某些塑料。如果塑料的充分糙化或合適微洞穴的形成通過(guò)蝕刻塑料表面分別是不可能的，就不能保證金屬層從功能上可靠地附著于塑料表面。因此，就已知方法而言，特別是能被敷鍍的塑料的數(shù)量就相當(dāng)有限。按照這種已知方法的直接敷鍍金屬通常只對(duì)ABS塑料部件作用沒(méi)有問(wèn)題。就ABS-聚碳酸酯摻合物和聚丙烯而言，敷鍍金屬只在某些工作條件下是可能的。正鑒于此，這種已知方法能夠加以改進(jìn)。
就另一種已知方法(“塑料無(wú)電電鍍和直接電鍍的新方法”，A.Vaskclis等，化學(xué)學(xué)院，A Gostauto 9，2600 Vilnius，立陶宛，論文提交INTERFINISH 96 WORLD CONGRESS，國(guó)際交流中心，伯明翰，英國(guó)，1996年9月10-12日)而言，塑料表面同樣可以分別通過(guò)較大或強(qiáng)烈的蝕刻糙化。這里微洞穴(被應(yīng)用的金屬層機(jī)械固定或鉤入其中)也是通過(guò)蝕刻在塑料表面產(chǎn)生的。蝕刻也發(fā)生在這種方法中的高溫下。蝕刻液通常具有高濃度的氧化劑。塑料表面(照這樣預(yù)處理)隨后用銅鹽溶液處理，此后用含有硫化物離子或多硫化物離子的第二種溶液處理。以這種方式，塑料表面產(chǎn)生了非化學(xué)計(jì)量(stochiomeric)硫化銅的導(dǎo)電層。這種已知方法的初始步驟之后是用上述溶液在室溫下將塑料表面最長(zhǎng)處理1分鐘。即使采用第一步，只有某些塑料可以一定程度地在功能上以更可靠或理想的方式敷鍍金屬。這種已知方法的第二步之后，用上述兩種溶液在70到90℃的更高溫度下及更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(5到15分鐘)進(jìn)行處理。采用這種工作方法，就是希望硫和銅離子都滲透塑料表面進(jìn)入塑料，并且希望也在塑料表面產(chǎn)生非化學(xué)計(jì)量硫化銅。按這種方式，特別是隨后被應(yīng)用的金屬層可獲得良好附著。但是，所述滲透只能以一種很不完全的方式進(jìn)行，因此金屬層的附著也有些地方不能令人滿意。此外，也是采用這種方法，只有某些塑料能以理想的方式敷鍍金屬。
實(shí)際上，這里另外還有許多已知方法，依此在蝕刻塑料表面和形成微洞穴之后，塑料表面用銅鹽溶液處理。隨后，采用硫化物溶液進(jìn)行處理。所有這些方法的特征在于其不利方面就是為了產(chǎn)生較滿意的金屬層，所述處理步驟必須按順序重復(fù)多次。當(dāng)然這既復(fù)雜又費(fèi)用巨大。
相反，本發(fā)明基于所述技術(shù)問(wèn)題開(kāi)始對(duì)所述類型的方法加以描述，通過(guò)這種方法(以一種不太復(fù)雜的方式)，大量塑料可以以一種功能上可靠和可重復(fù)的方式敷鍍金屬，依此它們能夠提供滿足所有需要的金屬層。
為了解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明描述了一種塑料表面敷鍍金屬的方法，按照以下加工處理步驟依次進(jìn)行1.1)塑料表面在溫和條件下進(jìn)行蝕刻。
1.2)隨后，塑料表面用包含至少一種鹽(“鈷鹽、銀鹽、錫鹽、鉛鹽”)的金屬鹽溶液處理。
1.3)塑料表面用硫化物溶液處理。
1.4)最后，塑料表面在金屬鍍槽中敷鍍金屬。
其它加工處理步驟(特別是漂洗步驟)可在本發(fā)明涉及的處理步驟之間進(jìn)行。
本發(fā)明涉及的溫和蝕刻特指采用低溫和/或更短時(shí)間及低濃度的蝕刻液分別對(duì)塑料表面“蝕刻”處理。原則上，當(dāng)前述三個(gè)條件之一滿足時(shí)溫和蝕刻條件就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明涉及的低溫指最大溫度40℃。當(dāng)溫和蝕刻條件通過(guò)低溫產(chǎn)生時(shí)，最高30℃是實(shí)用的，優(yōu)選采用在15℃和25℃之間的溫度。采用上述低溫，采用蝕刻液的預(yù)處理特別發(fā)生在3到15分鐘的時(shí)間內(nèi)，優(yōu)選5到15分鐘，更優(yōu)選5到10分鐘。本發(fā)明要求處理時(shí)間越短，溫度越高。但是，如果所選擇的處理時(shí)間相當(dāng)短，溫和蝕刻條件也可在高于40℃的溫度下獲得。按照本發(fā)明的一種方案，蝕刻處理在溫度40℃到95℃的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選50℃到70℃，處理時(shí)間為15秒到5分鐘，優(yōu)選0.5到3分鐘。這里本發(fā)明也要求處理時(shí)間越短，處理溫度越高。實(shí)際上，處理溫度和/或處理時(shí)間是按照所應(yīng)用的蝕刻液的類型選擇的。
本發(fā)明所規(guī)定的溫和蝕刻(與上面涉及的已知方法相反)也指塑料表面的糙化或塑料表面產(chǎn)生的微洞穴各自不會(huì)出現(xiàn)。按照現(xiàn)有技術(shù)采用蝕刻產(chǎn)生的微洞穴或空洞，通常各自直徑或深度分別在0.1到10微米的尺寸范圍內(nèi)。但是，本發(fā)明打算對(duì)蝕刻條件進(jìn)行調(diào)整從而在塑料表面只分別產(chǎn)生＜0.09微米，優(yōu)選＜0.05微米直徑，特別是深度的開(kāi)孔或孔隙。在這方面，深度指從塑料表面到塑料內(nèi)部的開(kāi)孔/入口的距離。因此，正如已知方法的情況那樣，傳統(tǒng)意義上的蝕刻在這里不會(huì)發(fā)生。本發(fā)明希望通過(guò)分別產(chǎn)生開(kāi)孔或孔隙，塑料表面被打開(kāi)用于金屬鹽溶液的金屬離子的擴(kuò)散。換句話說(shuō)，分別將塑料表面變成類膜物，或在塑料表面產(chǎn)生準(zhǔn)擴(kuò)散膜。在本發(fā)明范疇內(nèi)的溫和蝕刻條件也指應(yīng)用蝕刻條件，其目的是只有所述小孔在塑料表面產(chǎn)生而微洞穴或內(nèi)孔在塑料表面各自不會(huì)產(chǎn)生。實(shí)際上，在塑料表面范圍內(nèi)產(chǎn)生的擴(kuò)散孔或擴(kuò)散槽的深度＜0.09微米，優(yōu)選＜0.05微米。
本發(fā)明所希望的蝕刻處理可通過(guò)用蝕刻液和/或基本上也可分別通過(guò)等離子處理或等離子蝕刻來(lái)實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選用于蝕刻的蝕刻液含有至少一種氧化劑。在本發(fā)明范疇內(nèi)的溫和蝕刻也指氧化劑在低濃度下使用。高錳酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽和/或高碘酸鹽和/或過(guò)氧化物可用作氧化劑。按照一種方法，通過(guò)含有至少一種氧化劑的酸蝕刻液進(jìn)行蝕刻。優(yōu)選使用含有高錳酸鹽和磷酸(H3PO4)和/或硫酸的蝕刻水溶液。實(shí)際上，將高錳酸鉀用作高錳酸鹽。更優(yōu)選使用只含磷酸或主要為磷酸和僅僅少量硫酸的酸蝕刻液。按照本發(fā)明另一種應(yīng)用，通過(guò)含有高錳酸鹽的堿性水溶液蝕刻處理。這里也優(yōu)選使用高錳酸鉀。實(shí)際上，堿性水溶液含有堿液。本發(fā)明預(yù)見(jiàn)到所使用的蝕刻液的類型取決于被處理的塑料類型。蝕刻液中的氧化劑的優(yōu)選濃度為0.05到0.6摩爾/升。實(shí)際上，蝕刻液含有0.05到0.6摩爾/升高錳酸鹽或過(guò)硫酸鹽。本發(fā)明也希望蝕刻液含有0.1到0.5摩爾/升高碘酸鹽或過(guò)氧化氫。如上所述，更優(yōu)選高錳酸鹽用于蝕刻液。優(yōu)選的高錳酸鹽的比例為1克/升至高達(dá)高錳酸鹽(優(yōu)選高錳酸鉀)的溶解度極限。實(shí)際上，高錳酸鹽溶液含有2到15克/升高錳酸鹽，優(yōu)選2到15克/升高錳酸鉀。本發(fā)明希望高錳酸鹽溶液含有潤(rùn)濕劑。如上所述，溫和蝕刻也可以通過(guò)使用稀過(guò)硫酸鹽溶液或高碘酸鹽溶液或稀過(guò)氧化物水溶液獲得。優(yōu)選采用蝕刻液的溫和蝕刻處理在攪拌溶液的同時(shí)進(jìn)行。溫和蝕刻之后，將塑料表面漂洗(例如在水中漂洗1到3分鐘)。按照本發(fā)明一種更優(yōu)選的應(yīng)用，按照1.2)采用金屬鹽溶液的處理在溫度最高30℃，優(yōu)選在15和25℃之間的溫度下進(jìn)行。因此，在本發(fā)明范疇內(nèi)也用室溫范圍內(nèi)的金屬鹽溶液進(jìn)行處理。實(shí)際上，采用金屬鹽溶液的處理在沒(méi)有攪拌下進(jìn)行。優(yōu)選處理時(shí)間為30秒到15分鐘，優(yōu)選3到12分鐘。優(yōu)選使用的金屬鹽溶液的pH值在7.5和12.5之間，優(yōu)選調(diào)整到8到12之間。按照本發(fā)明一種優(yōu)選應(yīng)用，使用含有氨和/或至少一種胺的金屬鹽溶液。上述pH值的調(diào)整可借助于氨進(jìn)行，在這種情況下，在本發(fā)明范疇內(nèi)，使用堿金屬鹽溶液。但是，使用含有一種或多種胺的金屬鹽溶液基本上也是在本發(fā)明范疇內(nèi)。例如，金屬鹽溶液可含有單乙醇胺和/或三乙醇胺。在本發(fā)明范疇內(nèi)采用金屬鹽溶液的處理特指將塑料表面浸漬到金屬鹽溶液中。
按照一種更優(yōu)選的應(yīng)用(其在本發(fā)明范疇內(nèi)特別有意義)，將鈷鹽溶液用作金屬鹽溶液。優(yōu)選鈷鹽溶液含有0.1到1 5克/升Co(II)鹽，優(yōu)選5到12克/升Co(II)鹽。實(shí)際上，鈷(II)溶液含有硫酸鈷(II)和/或氯化鈷(II)。優(yōu)選鈷(II)溶液含有0.1到15克/升CoSO4·7H2O，更優(yōu)選1到10克/升CoSO4·7H2O。按照本發(fā)明范疇內(nèi)一種更優(yōu)選的應(yīng)用，使用的金屬鹽溶液(特別是鈷鹽溶液)含有至少一種氧化劑。例如氧化劑可以是如過(guò)氧化氫。氧化劑也可以通過(guò)將空氣吹入金屬鹽溶液而獲得。按照本發(fā)明優(yōu)選類型的應(yīng)用，如果金屬鹽溶液是鈷(II)鹽溶液，優(yōu)選使用該氧化劑，其前提是可將至少部分鈷(II)氧化變成鈷(III)。用金屬鹽溶液處理之后，塑料表面按要求漂洗。
按照本發(fā)明優(yōu)選類型的應(yīng)用，將塑料表面在加工處理步驟1.2)和1.3)之間浸漬到堿性水溶液中。
處理或浸漬時(shí)間優(yōu)選10秒到3分鐘，更優(yōu)選0.5到2分鐘。優(yōu)選使用最高30℃的槽溫，優(yōu)選15到25℃。實(shí)際上，堿性水溶液的pH值為9到14。在堿性水溶液中的浸漬優(yōu)選在稀鈉堿液中進(jìn)行。本發(fā)明范疇包括使用氫氧化鈉和/或氫氧化鉀和/或碳酸鈉制備堿性水溶液。更優(yōu)選堿性水溶液含有5到50克/升氫氧化鈉或氫氧化鉀。這里優(yōu)選氫氧化鈉和/或氫氧化鉀的濃度越高，金屬鹽溶液的金屬鹽濃度越高。原則上，塑料表面(不是堿性水溶液)也可以用酸浸水溶液處理。在本發(fā)明范疇內(nèi)在浸漬處理后，分別用水或蒸餾水漂洗。
按照本發(fā)明優(yōu)選類型的應(yīng)用，塑料表面按照處理步驟1.3)用堿金屬硫化物的堿性溶液處理。也可以使用硫化銨。例如硫化物可以是單硫化物、二硫化物、三硫化物或多硫化物。按照優(yōu)選方法，使用堿金屬硫化物(M2S，M＝堿金屬)，實(shí)際上為硫化鈉(Na2S)。堿金屬單硫化物(優(yōu)選硫化鈉)的濃度優(yōu)選為0.5到10克/升，更優(yōu)選為2到8克/升。實(shí)際上，堿金屬硫化物的堿性溶液含有5到25克/升氫氧化鈉(例如10克/升氫氧化鈉)。用硫化物溶液的處理優(yōu)選在15秒到5分鐘的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，更優(yōu)選30秒到2分鐘。按照處理步驟1.3)采用硫化物溶液的處理優(yōu)選在最高溫度30℃下進(jìn)行，優(yōu)選溫度在15和25℃之間。用硫化物溶液處理之后，按要求進(jìn)行漂洗(例如用冷水漂洗1到3分鐘)。
在本發(fā)明范疇內(nèi)，金屬鹽溶液(優(yōu)選鈷鹽溶液和/或硫化物溶液)添加有絡(luò)合物助劑以便穩(wěn)定受影響的溶液。因此，金屬鹽溶液可以至少部分含有金屬絡(luò)合物形式的金屬。另外在本發(fā)明范疇內(nèi)，金屬鹽溶液和/或硫化物溶液添加有潤(rùn)濕劑以便提高塑料表面最終的潤(rùn)濕。
在本發(fā)明范疇內(nèi)，可以使用含有至少一種來(lái)自化合物“醇、二醇、多元醇、聚鏈烷二元醇、聚烯烴二元醇、凝膠/溶膠構(gòu)造物質(zhì)諸如硅酸凝膠或氧化鋁凝膠”的物質(zhì)的硫化物溶液。在本發(fā)明范疇內(nèi)在硫化物溶液中使用這些物質(zhì)的混合物。在本發(fā)明范疇內(nèi)，也可以使用含有至少一種來(lái)自化合物“醇、二醇、多元醇、聚鏈烷二元醇、聚烯烴二元醇、凝膠/溶膠構(gòu)造物質(zhì)諸如硅酸凝膠或氧化鋁凝膠”的物質(zhì)的金屬鹽溶液(特別是鈷鹽溶液)。在本發(fā)明范疇內(nèi)在金屬鹽溶液中使用這些物質(zhì)的混合物。
按照本發(fā)明更優(yōu)選類型的應(yīng)用，塑料表面的干燥在加工處理步驟1.3)和加工處理步驟1.4)之間進(jìn)行。在本發(fā)明范疇內(nèi)，干燥是通過(guò)對(duì)塑料表面熱處理(采用高溫)進(jìn)行的。優(yōu)選塑料表面敷鍍金屬只出現(xiàn)在干燥之后。原則上，當(dāng)按照本發(fā)明采用所述方法時(shí)，可重復(fù)用金屬鹽溶液處理和/或硫化物溶液處理。在本發(fā)明范疇內(nèi)，在采用硫化物溶液的多次處理的情況下，塑料表面在任一處理之后干燥。
完成處理步驟1.3)之后，可以在塑料表面進(jìn)行直接敷鍍金屬。按照本發(fā)明范疇內(nèi)的有特定意義的一種更優(yōu)選的方法，塑料表面按照處理步驟1.4)在鎳槽中鍍鎳。在某種程度上可進(jìn)行電解直接敷鍍金屬。電化學(xué)鍍鎳優(yōu)選在瓦茨電解液中進(jìn)行。實(shí)際上，在這方面的處理時(shí)間為10到15分鐘，并且電解液溫度優(yōu)選30到40℃。在本發(fā)明范疇內(nèi)，就電化學(xué)鍍鎳而言，使用的初始電流密度0.3安/分米2，其隨后增加到3安/分米2。以這種方式鎳層可以通過(guò)電解敷鍍金屬沉積到塑料表面。
首先，本發(fā)明基于某一認(rèn)識(shí)，即按本發(fā)明所述以這樣的方式蝕刻塑料表面，令人驚奇的是最終可獲得被施用的金屬層很牢固地附著于塑料表面。這些牢固附著的金屬層顯示出耐高溫循環(huán)性，因此能經(jīng)受所有通常溫度下的循環(huán)沖擊。另外，本發(fā)明基于某一認(rèn)識(shí)，即使用本發(fā)明所述方法，可在較短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生條件，這些條件分別優(yōu)選適合后續(xù)施用金屬或鎳層。雖然重復(fù)處理步驟特別是重復(fù)步驟1.2)和1.3)對(duì)本發(fā)明范疇是基本的，但是令人驚奇的是沒(méi)有重復(fù)這些處理步驟也可獲得最優(yōu)結(jié)果。在本發(fā)明范疇內(nèi)，采用小的投資和小的物質(zhì)消耗，就可在塑料表面獲得優(yōu)質(zhì)的金屬層特別是鎳層。它不需要復(fù)雜的設(shè)備，可使用傳統(tǒng)的或通?？捎玫脑O(shè)備。為了應(yīng)用本發(fā)明涉及的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是只需有限空間。此外，本發(fā)明涉及的方法的應(yīng)用中所包括的時(shí)間很短，以致于與已知方法相比也導(dǎo)致了顯著的省時(shí)。另外，本方法可以以一種功能上可靠和簡(jiǎn)單的方式(其最終影響金屬層的質(zhì)量)加以控制。它在本發(fā)明范疇內(nèi)的特別的意義是通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明所含方法，令人驚奇的是各種塑料可以有效地以一種功能上可靠的方式敷鍍金屬。鑒于這一事實(shí)，特別令人驚奇的是只有極少數(shù)塑料可用在此以前的已知方法滿意地敷鍍金屬。首先，使用本發(fā)明涉及的方法純ABS可優(yōu)選敷鍍金屬并且敷鍍金屬?zèng)]有問(wèn)題。這也可應(yīng)用于ABS/PC摻合物特別是也可應(yīng)用于具有較高PC組分(PC＝聚碳酸酯)的ABS/PC摻合物。純PC借助于本發(fā)明涉及的方法敷鍍金屬也沒(méi)有問(wèn)題。令人驚奇的是，這種有效和功能上可靠的敷鍍金屬也可以施用于許多其它塑料，此處也包括以下塑料的情況POM(聚甲醛)、PEEK(聚醚醚酮)、PP(聚丙烯)。鑒于這一事實(shí)，按照本發(fā)明，塑料表面在高溫下的蝕刻不需要，也可獲得節(jié)能。因?yàn)橹恍枰獪睾偷奈g刻條件，大多數(shù)蝕刻液可以不同方式使用以便本發(fā)明涉及的方法不受任一觀點(diǎn)的限制?；诎凑毡景l(fā)明可對(duì)溫和蝕刻液進(jìn)行調(diào)整，它的優(yōu)點(diǎn)是配制腐蝕性的蝕刻液組分(例如鉻酸)。由于優(yōu)選加工處理步驟1.1)、1.2)和1.3)在最高溫度30℃下，優(yōu)選在15到25℃的溫度下進(jìn)行，全部只需要溫和條件(其中也包括)的本發(fā)明涉及的方法導(dǎo)致顯著的節(jié)能。此外，由于溫和條件，在很大程度上可避免不需要的副反應(yīng)。采用本發(fā)明涉及的方法，塑料表面可獲得很富選擇性的敷鍍金屬。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是采用這種方法，可以功能上可靠的方式避免使用支架。
下面，本方法在實(shí)施例的基礎(chǔ)上加以說(shuō)明根據(jù)敷鍍金屬的塑料類型，應(yīng)用酸蝕刻液或堿蝕刻液。按照本發(fā)明一種優(yōu)選應(yīng)用，將包含100到300毫升/升水，700到900毫升/升濃磷酸和3到7克/升高錳酸鉀的酸蝕刻液用于溫和蝕刻。按照一種應(yīng)用實(shí)施例，酸蝕刻液含有74％(重量)磷酸，26％(重量)水和5克高錳酸鉀。按照本發(fā)明另一種應(yīng)用，用于溫和蝕刻的堿蝕刻液實(shí)際上含有20到40克/升氫氧化鈉和5到1 5克/升高錳酸鉀。按照一種應(yīng)用實(shí)施例，堿蝕刻水溶液含有30克/升氫氧化鈉和10克/升高錳酸鉀。采用上述酸蝕刻液或堿蝕刻液，蝕刻優(yōu)選在室溫下在10分鐘的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。蝕刻處理之后，塑料表面按要求漂洗。此外，按照本發(fā)明優(yōu)選類型的應(yīng)用，應(yīng)用含有0.1到12克/升硫酸鈷(II)以及10到50毫升/升25％氨液的氨金屬鹽溶液。采用鈷鹽溶液的活化優(yōu)選在室溫下進(jìn)行即處理時(shí)間為5到10分鐘。采用鈷鹽溶液活化之后，塑料表面按要求漂洗。至于含水堿性溶液(在用金屬鹽溶液處理后優(yōu)選將部件浸漬其中)，將10到50克/升氫氧化鈉溶于水。按照一種應(yīng)用實(shí)施例，應(yīng)用具有20克/升氫氧化鈉的堿性水溶液。在堿性水溶液中的浸漬實(shí)際上在室溫及0.5到2分鐘的處理時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。優(yōu)選含有0.5到10克/升硫化鈉(Na2S)以及5到26克/升氫氧化鈉的硫化物溶液用作堿性硫化物溶液。按照一種優(yōu)選應(yīng)用實(shí)施例，應(yīng)用含有5克/升硫化鈉(Na2S)以及10克/升氫氧化鈉的堿性硫化堿金屬溶液。優(yōu)選硫化物處理在室溫下及0.5到5分鐘的處理時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。硫化物處理之后，塑料表面按要求漂洗。在本發(fā)明范疇內(nèi)，在敷鍍金屬(特別是鍍鎳)之前，將塑料表面干燥。
本發(fā)明通過(guò)六個(gè)實(shí)施例在下面作了更詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)用實(shí)施例1和2對(duì)應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)(對(duì)照實(shí)施例)，而實(shí)施例3到6闡明了本發(fā)明涉及的方法。在應(yīng)用實(shí)施例1、3和5中，使用表面積為50厘米2的ABS塑料盤(pán)，而實(shí)施例2、4和6使用的是表面積為70厘米2的抗沖擊聚苯乙烯的模壓產(chǎn)品。下面的符號(hào)“M”對(duì)應(yīng)于濃度“摩爾/升”。
應(yīng)用實(shí)施例1將表面積為50厘米2的ABS塑料盤(pán)在70℃下在含有4MH2SO4和3.5M CrO3的蝕刻液中浸漬3分鐘。隨后，用水漂洗。在這之后，將塑料制品在pH值為9.5的含有0.5M CuSO4·5H2O的氨液中及在溫度20℃下處理30秒。然后將塑料制品在蒸餾水中浸泡20秒，隨后用含有0.1M Na2S2及溫度為20℃的硫化物溶液處理30秒。這一處理之后，塑料制品再次在冷水中洗滌。在這之后是電化學(xué)鍍鎳。就此而言，該制品在含有1.2M NiSO4·7H2O，0.2M NiCl2·6H2O和0.5MH3BO3的瓦茨電解液中處理15分鐘。初始電流為0.3安/分米2，鍍鎳在40℃下進(jìn)行。
應(yīng)用實(shí)施例2將表面積為70厘米2的抗沖擊聚苯乙烯模壓制品在含有15MH2SO4和0.1M CrO3且溫度為20℃的蝕刻液中浸漬30秒。隨后，將制品在水中洗滌并隨后在20℃下在0.2克/升混合二甲苯和0.2克/升Sintanol的乳液中浸漬30秒。蝕刻處理之后，制品用蒸餾水洗滌。然后制品用pH值調(diào)整至9.8的含有0.5M CuSO4·5H2O單乙醇胺且溶液溫度為20℃的金屬鹽溶液處理30秒。隨后，將制品在蒸餾水中浸漬20秒并在這之后用含有0.1M NaS且溫度為20℃的硫化物溶液處理30秒。隨后，按上述重復(fù)用金屬鹽溶液處理及接著用硫化物溶液處理。這一處理之后，將制品在蒸餾水中漂洗并按應(yīng)用實(shí)施例1中所述在瓦茨電解液中電化學(xué)鍍鎳。
應(yīng)用實(shí)施例3將ABS塑料制品的表面在室溫下用15MH2SO4和0.05MKMnO4的溶液浸漬。蝕刻之后，制品用水漂洗并隨后在含有0.1M CoSO4和pH值為10以及溫度為20℃的氨液中處理10分鐘。在這之后，制品用水(其已用H2SO4酸化至pH值為1)處理。隨后，用含有0.01M Na2S2的硫化物溶液處理30秒。這一處理之后，將制品用蒸餾水中漂洗，然后按照應(yīng)用實(shí)施例1采用瓦茨電解液電化學(xué)鍍鎳。
應(yīng)用實(shí)施例4將抗沖擊聚苯乙烯制品的表面在室溫下用含有17MH2SO4和1MH2O2的溶液浸漬10分鐘。蝕刻之后，制品用水漂洗并隨后用pH值高達(dá)8的含有0.01M CoF3和單乙醇胺的溶液在溫度20℃下處理10分鐘。然后將制品在pH值為14的含有足夠氫氧化鈉的堿性水溶液中浸漬20秒。隨后，它們用含有0.05MK2S4的硫化物溶液處理30秒。處理過(guò)的制品然后用蒸餾水漂洗，干燥并然后按照應(yīng)用實(shí)施例1在瓦茨電解液中鍍鎳15分鐘。
應(yīng)用實(shí)施例5將ABS塑料制品的表面在室溫下用含有13M H3PO4和0.5MK2S2O8的溶液浸漬。蝕刻之后，制品用水漂洗。隨后，它們?cè)趐H值高達(dá)9的含有0.25M CoSO4和三乙醇胺的溶液中在20℃下處理10分鐘。此后，將制品在已用碳酸鈉將pH值設(shè)定在9的堿性水溶液中浸漬。隨后，它們?cè)诤?.02 K2S3的硫化物溶液中處理30秒。這一處理之后，塑料制品用蒸餾水漂洗，干燥并隨后在15分鐘內(nèi)按照應(yīng)用實(shí)施例1使用瓦茨電解液電化學(xué)鍍鎳。
應(yīng)用實(shí)施例6將抗沖擊聚苯乙烯制品的表面在室溫下用含有17M H2SO4和0.5MKIO4的溶液浸漬。蝕刻之后，制品用水漂洗并隨后用含有0.01MCoF3的溶液(其已用氨水將pH值調(diào)整至12且其溫度為20℃)處理。然后制品在酸液(其借助于醋酸已將pH值調(diào)整至5)中浸漬20秒。隨后，將制品在含有0.01M Na2S的硫化物溶液中處理30秒。這一處理之后，制品用蒸餾水漂洗，干燥并隨后按照應(yīng)用實(shí)施例1使用瓦茨電解液電化學(xué)鍍鎳15分鐘。
按照應(yīng)用實(shí)施例1到6進(jìn)行的本方法和相關(guān)數(shù)據(jù)以及最終金屬層的性能在下表中進(jìn)行了總結(jié)。
權(quán)利要求
1.一種塑料表面敷鍍金屬的方法，其中依次實(shí)施以下加工處理步驟1.1)塑料表面在溫和蝕刻條件下進(jìn)行蝕刻處理；1.2)隨后，塑料表面用包含“鈷鹽、銀鹽、錫鹽、鉛鹽”的至少一種鹽的金屬鹽溶液處理；1.3)塑料表面用硫化物溶液處理；1.4)最后，塑料表面敷鍍金屬。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中蝕刻處理在最高溫度40℃，優(yōu)選最高30℃下進(jìn)行，處理時(shí)間為3到154分鐘，優(yōu)選5到10分鐘。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中蝕刻處理在約40℃到95℃，優(yōu)選大于50℃到70℃的溫度下進(jìn)行，處理時(shí)間為15秒到5分鐘，優(yōu)選0.5到3分鐘。
4.按照權(quán)利要求1到3的方法，其中采用含有至少一種氧化劑的酸蝕刻液進(jìn)行蝕刻。
5.按照權(quán)利要求1到4的方法，其中使用含有高錳酸鹽和磷酸和/或硫酸的酸蝕刻水溶液。
6.按照權(quán)利要求1到5的方法，其中采用含有高錳酸鹽的含水堿性溶液進(jìn)行蝕刻處理。
7.按照權(quán)利要求1到6的方法，其中采用金屬鹽溶液在溫度小于或等于30℃下，優(yōu)選在約15和25℃之間的溫度下進(jìn)行處理。
8.按照權(quán)利要求1到7的方法，其中使用pH值設(shè)定在7.5和12.5之間，優(yōu)選在8和12之間的金屬鹽溶液。
9.按照權(quán)利要求1到8的方法，其中使用含有氨和/或至少一種胺的金屬鹽溶液。
10.按照權(quán)利要求1到9的方法，其中鈷鹽溶液用作金屬鹽溶液且鈷鹽溶液含有0.1到1 5克/升鈷(II)鹽，優(yōu)選0.5到12克/升鈷(II)鹽。
11.按照權(quán)利要求1到10的方法，其中使用含有至少一種氧化劑的金屬鹽溶液，特別是鈷鹽溶液。
12.按照權(quán)利要求1到11的方法，其中在加工處理步驟1.2)和1.3)之間使塑料表面在含水堿性溶液中進(jìn)行浸漬。
13.按照權(quán)利要求1到12的方法，其中在加工處理步驟1.3)中塑料表面用堿金屬硫化物的堿性溶液處理。
14.按照權(quán)利要求1到13的方法，其中在溫度小于或等于30℃，優(yōu)選在15和25℃之間的溫度下，按照加工處理步驟1.3)采用硫化物溶液進(jìn)行處理。
15.按照權(quán)利要求1到14的方法，其中在加工處理步驟1.3)和1.4)之間將塑料表面干燥。
16.按照權(quán)利要求1到15的方法，其中塑料表面按照加工處理步驟1.4)在鎳槽中鍍鎳。
全文摘要
一種塑料表面敷鍍金屬的方法,由此依次實(shí)施以下加工處理步驟:塑料表面在溫和蝕刻條件下蝕刻處理。隨后,塑料表面用包含至少一種來(lái)自下面“鈷鹽、銀鹽、錫鹽、鉛鹽”的鹽的金屬鹽溶液處理。塑料表面用硫化物溶液處理。最后,塑料表面在金屬槽中敷鍍金屬。
文檔編號(hào)C09K13/04GK1333843SQ99815493
公開(kāi)日2002年1月30日 申請(qǐng)日期1999年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月13日
發(fā)明者L·納魯斯克維西烏斯, G·羅佐韋斯基斯, J·文克維西烏斯, M·巴拉勞斯卡斯, A·默比烏斯, P·皮斯 申請(qǐng)人:恩索恩－Omi公司