PRETRATAMIENTO DE LAS MATERIAS PLÁSTICAS.

Procedimiento de ataque químico de la superficie de una materia plástica mediante una solución con una base de ácido sulfúrico y de anhídrido crómico, caracterizado porque:

(i) la concentración de ácido sulfúrico está comprendida entre 500 y 760 g/l,(ii) la concentración de anhídrido crómico está comprendida entre 30 y 200 g/l, ventajosamente entre 30 y 150 g/l,(iii) la acidez resultante es por lo menos igual a 13 y a lo sumo igual a 16, y porque(iv) la solución comprende además un catalizador de oxidación en una concentración comprendida entre 0, 1 y 100 g/l, ventajosamente entre 0, 1 y 1 g/l

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2002/001226.

Solicitante: COVENTYA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 51, RUE PIERRE 92110 CLICHY FRANCIA.

Inventor/es: COVENTYA.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 9 de Abril de 2002.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Tratamiento químico o revestimiento de materiales... > C08J7/14 (con ácidos, sus sales o anhídridos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento químico por descomposición ya sea... > C23C18/24 (por medio de soluciones acuosas ácidas)

Clasificación PCT:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > C08J7/00 (Tratamiento químico o revestimiento de materiales modelados hechos de sustancias macromoleculares (revestimiento con materiales metálicos C23C; deposición electrolítica de metales C25))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Tratamiento químico o revestimiento de materiales... > C08J7/14 (con ácidos, sus sales o anhídridos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento químico por descomposición ya sea... > C23C18/24 (por medio de soluciones acuosas ácidas)

Clasificación antigua:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS;... > Tratamiento químico o revestimiento de materiales... > C08J7/14 (con ácidos, sus sales o anhídridos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento químico por descomposición ya sea... > C23C18/24 (por medio de soluciones acuosas ácidas)

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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Fragmento de la descripción:

Pretratamiento de las materias plásticas.

La presente invención tiene por objeto un procedimiento de ataque químico (etching) de superficies de materia plástica destinadas a ser recubiertas por un depósito metálico o no.

La presente invención se refiere al ámbito de los revestimientos de piezas generalmente de materia plástica, en particular los revestimientos metálicos utilizados en concepto de revestimientos técnicos o decorativos.

Este tipo de piezas metalizadas es muy buscado sobre todo en la industria automóvil, la industria del material sanitario y de los accesorios para cuartos de baño, en las industrias de la cosmética y perfumería. Por otro lado, estos tipos de revestimiento son muy útiles sobre todo para las aplicaciones que tienden a sacar provecho de la conductibilidad de los metales y del aislamiento de las materias plásticas, especialmente en los ámbitos de la telecomunicación y de la electrónica. La metalización de las materias plásticas en continuo se realiza por lo general mediante electrólisis en medio acuoso después de un acondicionamiento químico de la superficie en su totalidad mediante oxidación o disolución química, lo que permite crear una superficie microporosa hidrófila. El acondicionamiento químico de la superficie se realiza por lo general mediante unas fórmulas o composiciones de mordentado (etching formulations) que contienen por lo menos anhídrido crómico y ácido sulfúrico, eventualmente asociados a ácido fosfórico y a unos tensioactivos fluorados.

Estas composiciones muy comúnmente utilizadas hoy en día presentan unos inconvenientes importantes desde el punto de vista de la ecología, la seguridad y la destrucción de los vertidos.

En efecto, contienen unas concentraciones de ácido crómico comprendidas entre 380 g/l y 450 g/l, el cual debe ser eliminado en los diferentes procesos industriales, ahora bien, este producto es particularmente nocivo para el medioambiente y la salud humana.

Sin embargo, hasta la fecha, este compuesto ha resultado ser indispensable en el ataque de las materias plásticas ya que permite crear unas microrrugosidades necesarias para el anclaje de la catalización y de los depósitos metálicos sucesivos.

Se han realizado varios intentos para reducir la concentración de anhídrido crómico en estas composiciones de mordentado, pero ninguna de estas composiciones ha permitido aportar resultados satisfactorios, especialmente porque crean unos defectos en la superficie de las materias plásticas tratadas. Otras composiciones de sustitución que han sido propuestas presentan el inconveniente importante de metalizar los soportes con una base de plastisol que llevan las piezas para tratar. El reemplazo eventual de estos plastisoles por unos revestimientos fluorados requeriría una inversión muy elevada por parte de los industriales así como la puesta a punto de un nuevo procedimiento de tratamiento de las materias plásticas.

Por lo tanto, la puesta a punto de un procedimiento de ataque químico que permita evitar estos inconvenientes sería muy apreciada.

Ahora bien, el inventor encontró de una manera muy sorprendente que era posible realizar este tratamiento químico de las superficies disminuyendo las concentraciones de ácido crómico y obteniendo al mismo tiempo unas superficies sin defecto que permiten una buena adhesión de los revestimientos que se aplican en ellas.

Por consiguiente, la presente invención tiene por objeto un procedimiento de ataque químico de la superficie de una materia plástica mediante una solución de ácido sulfúrico y de anhídrido crómico, caracterizado porque:

i) la concentración de ácido sulfúrico está comprendida entre 500 y 760 g/l,

ii) la concentración de anhídrido crómico está comprendida entre 30 y 200 g/l, ventajosamente entre 30 y 150 g/l,

iii) la acidez resultante es por lo menos igual a 13 y a lo sumo igual a 16 y

iv) la solución comprende además un catalizador de oxidación, presente en una concentración comprendida entre 0,1 y 100 g/l, ventajosamente entre 0,1 y 1 g/l.

Se entiende por acidez resultante en el sentido de la presente invención, la acidez calculada para 1 ml de baño mediante titulación con NaOH N/1; esto es:

(A) la determinación de la concentración de ácido crómico (CrO3) expresado en g/l,

(B) la determinación de la concentración de ácido sulfúrico (H2SO4) expresado en g/l, se denomina x = A x 0,02 e y = B/49, mientras que la acidez total calculada es igual a (x + y). La acidez calculada es sensiblemente igual a la acidez medida pm 0,5, variando la acidez medida según el pH elegido en el punto de viraje.

En un modo particular de realización de la invención, la concentración de ácido sulfúrico está comprendida entre 500 y 600 g/l y la concentración de anhídrido crómico está comprendida entre 60 y 150 g/l.

A título representativo de las materias plásticas que pueden estar sometidas al procedimiento de tratamiento según la invención, se puede citar especialmente las materias plásticas transformadas mediante moldeado por inyección como los ABS (acrilo-nitrilo-butadieno-estireno), las aleaciones de ABS/PC (acrilo-nitrilo-butadieno-estireno/policarbonato), los P.P.E (éter de polifenilo), los P.P.O (óxido de polifenilo), los polipropilenos, las poliamidas así como todas las materias plásticas habitualmente metalizables.

En el marco del procedimiento de la invención, el tratamiento se realiza a temperaturas convencionalmente utilizadas, especialmente a temperaturas de 65 a 70ºC para los ABS y de 69 a 72ºC para los polipropilenos y los ABS/PC. Las duraciones de tratamiento igualmente convencionales están preferentemente comprendidas entre 8 y 12 minutos para los ABS y entre 9 y 15 minutos para los polipropilenos y los ABS/PC.

Según un modo de realización particularmente ventajoso de la invención, como catalizador de oxidación se puede utilizar el pentóxido de vanadio o el anhídrido molíbdico.

De una manera aún más ventajosa, se añade el catalizador de oxidación en forma de una solución en un ácido mineral fuerte. En el caso de que el catalizador de oxidación sea el pentóxido de vanadio o el anhídrido molíbdico, se puede utilizar el ácido sulfúrico, especialmente unas soluciones de pentóxido de vanadio de 0,1 g/l a 200 g/l en el ácido sulfúrico.

En la gama de concentración de anhídrido crómico y de ácido sulfúrico utilizada en el procedimiento según la invención, la titulación total de la acidez expresada en ml de hidróxido de sodio debe estar comprendida entre 13 y 16. El límite de acidez está determinado por el límite de concentración de ácido sulfúrico.

Para los baños convencionales, más allá de una concentración de 450 g/l de ácido sulfúrico, aparecen unos fenómenos de precipitación de ácido crómico en los baños de mordentado, lo que hace que las fórmulas de este tipo resulten poco cómodas en producción. A un valor inferior, el mordentado de las materias plásticas, especialmente el de los ABS es insuficiente y no permite considerar una producción de calidad; en efecto, las reacciones de oxidación-reducción dentro de estas composiciones de mordentado en contacto con las materias plásticas reducen la eficacia y la estabilidad de los baños que hacen que toda producción resulte aleatoria, hasta incluso imposible.

Según el procedimiento de la invención, las concentraciones de anhídrido crómico son inferiores...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de ataque químico de la superficie de una materia plástica mediante una solución con una base de ácido sulfúrico y de anhídrido crómico, caracterizado porque:

(i) la concentración de ácido sulfúrico está comprendida entre 500 y 760 g/l,

(ii) la concentración de anhídrido crómico está comprendida entre 30 y 200 g/l, ventajosamente entre 30 y 150 g/l,

(iii) la acidez resultante es por lo menos igual a 13 y a lo sumo igual a 16, y porque

(iv) la solución comprende además un catalizador de oxidación en una concentración comprendida entre 0,1 y 100 g/l, ventajosamente entre 0,1 y 1 g/l.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración de ácido sulfúrico está comprendida entre 500 y 600 g/l y la concentración de anhídrido crómico está comprendida entre 60 y 150 g/l.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el catalizador de oxidación es el pentóxido de vanadio o el anhídrido molíbdico.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se añade el catalizador de oxidación en forma de una solución en un ácido mineral fuerte.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pentóxido de vanadio o el anhídrido molíbdico están en solución con el ácido sulfúrico.

6. Procedimiento de ataque químico de la superficie de una materia plástica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la materia plástica es elegida dentro del grupo constituido por el ABS, los polipropilenos, las poliamidas, los P.P.O, los ABS/PC y los P.P.E.

7. Solución con una base de ácido sulfúrico y de anhídrido crómico caracterizada porque:

(i) la concentración de ácido sulfúrico está comprendida entre 500 y 760 g/l,

(ii) la concentración de anhídrido crómico está comprendida entre 30 y 200 g/l, ventajosamente entre 30 y 150 g/l,

(iii) la acidez resultante es por lo menos igual a 13 y a lo sumo igual a 16, y porque

(iv) la solución comprende además un catalizador de oxidación en una concentración comprendida entre 0,1 y 100 g/l, ventajosamente entre 0,1 y 1 g/l,

y que contiene eventualmente un tensioactivo fluorado.

8. Pieza moldeada de ABS caracterizada porque ha sido sometida a un mordentado mediante un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 antes de su metalización.