Состав для активирования поверхности термопластов

Состав для активирования поверхности термопластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<и1908935

Сею э Сенатских

Сецналистнчвскна

Рвснублнк

ОП ИСАНИВ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (72) Авторы изобретения

К. М. Горбунова, Л. И. Лямина, Н. acosa;-Э;=П."Канина, И А. Курмашова и Л. Я. Ягодкина

1 - (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ АКТИВИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

ТЕРМОПЛАСТОВ

Изобретение относится к металлизации пластмасс, в.частности к подготовке поверхности пластмасс перед металлизапией. . Известны различные способы активирования поверхности непроводяФих материалов перед ее металлизацией.

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

Недостатки таких составов —:дефицитность и высокая стоимость металлического порошка, 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 порошки, обладая высокоразвитой поверхностью, легко окисляются на воздухе, в результате чего поверхность теряет свою каталитическую активность, следовательно для. ес восстановления требуется дополнительная обработка.

Наиболее близким к предлагаемому является известный состав для активирования поверх; ности термопластов, содержащий порошкообразные оксиды и/или гидрооксиды кадмия, индия, свинца или цинка, 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 оксидов или гидрооксидов в 1%-ном растворе едкого калия до соответствующих металлов.

Недостатком известного состава является необходимость высоких энергозатрат на процесс электрохимического восстановления оксида до металла, так как восстановление данных оксидов протекает с низким выходом цо току, поскольку потенциал реакции восстановления оксидов близок к потенциалу выделения водо. рода.

Ilem изобретения — снижение энергозатрат

sa процесс активироваиия.

90893

32 — 36 10

Указанная цель достигается тем, что состав для активирования поверхности термопластов, .содержащий соединение свинца в виде IlopolllKB зластомерное связующее и органический раство. ритель, содержит и качестве соединения свинца и эластомерного связующего соответственно галогенид свинца и изопренстирольный, термоэластопласт при следующем соотношении. компонентов, вес %:

Галогенид свинца

Изопренстирольный термоэластопласт 4 — б

5 4

Органический раствор итель Остальное

В качестве органического растворителя для получения композиции может быть использована смесь трихлорэтилена и бензина в равных коли-, чествах.

Изопренс гирольный термозластопласт представ1 ляет собой трехблочный термопластичный полимер типа А — Б — А, где А — блок полистирола, Б — блок изопрена. Структурная формула изопренстирольного термоэластопласта имеет вид

В центре макромолекулы расположен блок

Б изопрена, обуславливающий пластичные свойства термоэластопласта, а по краям располага- ются "жесткие" блоки А полистирола. Блоки А не допускают взаимодействия блока Б с идентичными блоками других макромолекул, что исключает возможность сшивки 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 спосо бов, 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 завершении процесса восстановления судят по изменению цвета покрытия, который из белого (хлорид свинца) превращается в темно-серый (свинец) .

Для увеличения скорости процесса активирования (электрохимического воссиновлення) соеФиений свинца до металла и снижения энергозатрат опробованы составы, представленные в табл. 1.

Пример 1. Приготовляют 100 г пред лагаемого состава для акгивирования.

Ф

Для этого 6 r термоэластопласта растворяют в 52 г растворителя (смесь бензина и,трихлорэтилена, взятых в равных количествах), к полученному раствору добавляют 36 г хлорида

25,свинца и перемешивают до получения однородной массы, Полученную сме;ь наносят на предварительно взвешенные образцы из АБС вЂ” 2020 (43х75х2) мм кистью, Затем образцы высуши-. вают при 20 С в течение 25 мин. После вы..Е сушивания образцы взвешивают повторно да постоянного веса. Вес активирующего состава (g на 1 дм, поверхности составляет 1,05—

0,98 r. Восстановление хлорида свинца до свин ца осуществляют в 0,3 М растворе К $0 при

З5 силе тока 0,2 А и напряжении 4 В. О заверше- нии процесса восстановления судят по изменению цвета покрытия: из белого (хлорид свинца) — в темно-серый (свинец), а также по нача лу бурного выделения водорода, которое на4g блюдается в момент завершения процесса восстановления соли. Время проведения процесса электрохимического восстановления фиксируют.

Пример 2. Приготовляют 100 r 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. IIoayченный состав наносят на предварительно взвешенные образцы из АБС вЂ” 2020 (43х70х2 мм) о и высушивают при 20 С в течение 25 мин.

Затем обоазцы повторно взвешивают, Вес состава на 1 дм поверхности составит 1,04 — 0,98 г..

Электрохимическое восстановление оксида свинца до свинца осуществляют в 1 -ном растворе КОН при силе тока 0,2 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 выде908935 ления водорода, наблюдаемого в момент полного восстановления окиси.

Результаты экспериментов и рассчитанные на их основании значения выхода по току и энергозатрат приведены в табл. 2. 5

Выход по току рассчитывают по формуле

ЬТ = щ 9b500- 100

Энергозатраты рассчитывают по формуле

3 V (Ъщ чбс где Д вЂ” сила тока, А;

t — время проведения процесса, ч;

V — рабочее напряжение, В;

m — количество восстановленного вещества;

Э вЂ” грамм-эквивалент металла.

Из табл. 2 видно, что выход по току при восстановлении хлорида свинца составляет 89%,,а при восстановлении оксида свинца 71%, скорость восстановления свинца из состава увеличивается в 1,55 раза. Это обеспечивает в конечном итоге снижение энергозатрат в 1,58 раза.

Установлено, что восстановление соединений

25 свинца не носит поверхностный характер, а идет по всей глубине состава. С этой целью приготавливают образцы композиции различной толщины на стеклянной подложке. Поверхность образцов составляет 1 см . Восстановление проводят с использованием точечного контакта, 30

Ъ который устанавливают в центре образца.

Восстанавливаемый образец помещают в стеклянный стаканчик, который устанавливают в зеркало.

Исследование проводят с композйциями 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 металлического свинца на границе с электролитом по. величине и форме полностью соответствует поверхности свинца на границе со стеклом. При использовании образцов толщиной более 60 мкм металлический свинец с обратной стороны (на границе хлорид свинца, стеклянная подложка) появляется с запаздыванием во времени.

Таблица 1 омпоненты, вес. О, по способу известному предлагаемому

Оксид свинца

Неопрен

36

Хлорид свинца

Термоэластопласт

Остальное

Остальное

Органический растворитель

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 свин ца: хлорид и бромид свинца, однако в качества галогенида свинца в данном составе могут быть также использованы фторид свинца и иодид свинца.

Результаты опробования этих составов представлены в табл. 4.

Поскольку не менее важным фактором яв ляется адгезия металлического покрытия к ,подложке 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 PM — 5 в соответствии с ОСТ3-3217 — 75.

Анализ табл. 4 показывает, что при исполь. зовании предлагаемого состава для активирования поверхности термопласта 5, выход Но то- ку 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, предъявляемым к техническим иэделиям.

Применение изопренстирольного термоэластопласта в предлагаемом составе позволяет использовать менее токсичные органические растворители, такие как бензин и трихлорэти,лен.

Компоненты, входящие в предлагаемый состав для активирования, недефицитны.

Предлагаемый состав обеспечивает снижение энергозатрат, который является важным технологическим фактором в химических и галь-ванически цроцессах металлиэации пластмасс.

Органический растворитель

908935

Таблица 2

2.

Вес, г/дм

Время восстановления, ч БТ, % нергозатраты, Втт.ч

Состав

88 — 90 0,84 — 0,86

0,87 — 0,91

1,40 — 1,42

1,05 — 0,98

Предлагаемый

Известный

70 — 72

1;32 — 1,35

1,04 — 0,98

Таблица 3

Состав

Содержание, вес,%

7(лорид свинца Бромид свинца

ИСТ Растворитель

3,0

67,0

30,0

3,5

65,5

31,0

64,0

4,0

32,0

62,5

4,5

33,0

61,0

5,0

34,0

59,5

5,5

35,0

58,0.

6,0

56,5

6,5

37,0

Таблица 4

Состав известнь и предлагаемый

1 2 3 4 5 6 7 8

630. 650 680 700 780 800 850 880

400 420 480 520 530 540 550 550

850

АЖ езия, АВС г/см

ПС

71,0

92,3 91,8 90,3 89,6 89,0 88,7 87,5 86,0

ВТ, %

Форм ула изобретения

Состав для активирования поверхности тер мопластов, содержащий соединение свинца в виде порошка, эластомерное связующее и органический растворитель, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на процесс активирования, он в качестве соединения свинца и эластомерного

Остальное

7 36,0

Показатель

50 связующего содержит соответственно галогенид свинца и изопренстирольный термоэластопласт при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Галогенид свинца 32-36

Изопренстирольный термоэластопласт 4-- 6

Органическии растворитель

Составитель Р. Ухлинова

:Гехред М.Гергелв Корректор С. Шекмар .

Редактор Н. Ковалева

Тираж 1049

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскал наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 765/34

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

). Казначей Б. Я. Подготовка непроводников к нанесению металлических покрытий.

Нанесение 1йеталлопокрытий на неметаллические материалы химическим и электрохимн908935 10 ческим методами. Сборнпц М., МДНТП, 1970, с. 16..

2. P. ж. "Texsaaoraa неорганических .веществ". 1974, йе 18, l&J1 365П.

3. Патент.США У 3764280, кл. 29-19, опублик. 1973.