La invención proporciona un procedimiento para metalizar polímeros de urea y otros polímeros por vía húmeda químico-electrolítica,

que comprende las siguientes etapas:

(a) mordentado del sustrato polimérico con una composición de mordentado que comprende un ácido o una mezcla de ácidos, orgánicos o inorgánicos;

(b) deposición química de una capa de cobre sobre el sustrato polimérico mordentado; y

(c) deposición electrolítica de una capa de estaño o cinc sobre la capa depositada en (b).

Opcionalmente, dicho procedimiento puede comprender una etapa adicional de deposición electrolítica o química de al menos otra capa metálica y/o una etapa adicional de acabado tal como oxidado, lacado, encerado o aceitado. Dicho procedimiento permite obtener una capa metálica sobre dichos sustratos poliméricos que presenta una muy buena adherencia y un aspecto final apto para ser utilizado como acabado decorativo

Procedimiento para metalizar polímeros de urea y otros polímeros.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de los recubrimientos de polímeros de urea (urea-formaldehído o baquelita) y otros polímeros con una capa de metal con una buena adherencia de la misma y con un aspecto final decorativo. En particular, se refiere a un procedimiento para metalizar a nivel industrial piezas poliméricas de urea y otros polímeros por vía húmeda y de forma químico-electrolítica que comprende esencialmente el mordentado de las piezas, la deposición química de una capa de cobre sobre la pieza mordentada y la deposición electrolítica de una capa de estaño o cinc sobre dicha capa de cobre. De este modo, se obtiene una capa metálica sobre dichos polímeros que presenta una muy buena adherencia.

Antecedentes de la invención

Es conocido el interés de los fabricantes de piezas de baquelita en recubrirlas con una capa de metal para mejorar, principalmente, su aspecto final.

Actualmente, es posible recubrir metálicamente otro tipo de polímeros como el ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) o el poliéster de forma industrial. Para ello se utiliza un método por vía húmeda y de forma químico-electrolítica en el cual las piezas se someten a las siguientes etapas del proceso total:

Todos los procesos de lavado son necesarios para eliminar los restos de líquido del último concentrado de las piezas, fundamentalmente para que no contaminen los concentrados posteriores ya que los agotarían.

En el mordentado, es decir, en el primer paso del proceso, se realiza un pequeño ataque sobre la superficie del polímero que abre unas cavidades en las cuales se pueda depositar el catalizador.

El neutralizado sirve para eliminar los residuos de ácido crómico de la pieza a metalizar. Este paso es esencial para eliminar cualquier traza de cromo hexavalente de la superficie de las piezas ya que es un veneno para el posterior tratamiento con catalizador. Generalmente en el neutralizado se emplean sales a base de sulfito, que son las encargadas de reducir el cromo hexavalente a trivalente.

En el activado se emplea simplemente una disolución de ácido clorhídrico en agua. Su función es hacer de barrera a posibles contaminaciones de arrastres de pasos anteriores del proceso, así como acidificar la superficie de la pieza con el mismo ácido del cual está compuesto el catalizador.

Una buena catalización de la superficie de la pieza es la llave para conseguir una buena deposición química de metal. Actualmente el catalizador más empleado es el constituido por una disolución coloidal de cloruro de paladio y cloruro de estaño (II) en ácido clorhídrico. El coloide es de 1 a 5 nm y está constituido por un núcleo interior de paladio rodeado exteriormente por esferas de hidróxido de estaño (IV). Estas partículas coloidales se adhieren en las pequeñas cavidades producidas en la etapa de mordentado, recubriendo completamente la superficie de la pieza.

Para comenzar la deposición química sobre el paladio es necesario eliminar el cloruro de estaño (IV) que rodea, en el coloide, al núcleo de paladio. Este paso se lleva a cabo en el tratamiento con un acelerador. Las soluciones típicas están compuestas de productos químicos que disuelvan y/o acomplejen a los compuestos de estaño (II) y (IV). Las formulaciones más comunes utilizan ácido fluobórico mezclado con ácido clorhídrico.

Tras la deposición química de níquel (para el caso del ABS) o de cobre (para el caso del poliéster), se efectúa una deposición electrolítica de cobre a partir de un electrolito de carácter ácido y, finalmente, se procede a aplicar el acabado deseado.

Este proceso de metalización del ABS data de la década de los años 60 del pasado siglo y hasta nuestros días el proceso ha seguido siendo el mismo, habiéndose perfeccionado tan sólo alguno de los productos utilizados en él.

Dicho proceso, sin embargo, no es válido para metalizar la baquelita ya que el resultado obtenido con él no es satisfactorio: se consigue un acabado de aspecto mate, rugoso y la adherencia del metal a la superficie polimérica es nula.

También es sabido que diferentes centros de investigación y empresas han realizado varios intentos para metalizar baquelita pero no lo han conseguido de forma satisfactoria. Es más, en alguna ocasión se ha llegado a ver, en alguna feria, piezas de este polímero aparentemente bien metalizadas pero que se habían realizado a nivel de laboratorio y que no cumplían los mínimos de adherencia exigibles, no siendo posibles fabricarlas a nivel industrial.

Así pues, continúa existiendo en el estado de la técnica la necesidad de procedimientos alternativos de metalizado de la baquelita (urea o urea-formaldehído), y de otros polímeros a nivel industrial y con adherencia total.

Los presentes inventores han descubierto que la sustitución del baño de cobre ácido en la deposición electrolítica por un baño de estaño o cinc, ha llevado a conseguir una fuerte adherencia de la capa metálica al sustrato polimérico, superior incluso a la conseguida con el sistema "deposición química de níquel + deposición electrolítica de cobre" utilizado en la metalización del ABS y a la del sistema "deposición química de cobre + deposición electrolítica de cobre" utilizado en la metalización del poliéster con fibra de vidrio en circuitos impresos. Es decir, se consigue un efecto sinérgico por la combinación de una deposición química de cobre y una deposición electrolítica de estaño o cinc.

Además, el uso de una composición de mordentado distinta a la convencional en la que no usa ácido crómico ni ningún otro producto que contenga sales de cromo hexavalente, considerados altamente tóxicos, asegura la ausencia de dichos compuestos peligrosos para la salud.

Con el procedimiento de metalizado de la presente invención, por tanto, se puede recubrir a nivel industrial piezas fabricadas con polímeros de urea con una capa de metal consiguiendo una buena adherencia de la misma y un aspecto final decorativo. Además, el procedimiento de la invención mejora las características de metalización de otros polímeros que, hasta la fecha, no se han conseguido metalizar de manera industrial.

Objeto de la invención

El objeto de la presente invención, por tanto, es proporcionar un procedimiento para metalizar polímeros de urea y otros polímeros por vía húmeda químico-electrolítica con una buena adherencia final y un buen acabado decorativo. Dicho procedimiento comprende, esencialmente, el mordentado del sustrato polimérico, la deposición química de una capa de cobre sobre el sustrato polimérico mordentado y la deposición electrolítica de una capa de estaño o cinc sobre dicha capa de cobre.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento para metalizar polímeros de urea y otros polímeros que comprende las etapas de:

Se trata de metalizar polímeros de urea y otros polímeros...

1. Procedimiento para metalizar polímeros de urea y otros polímeros, caracterizado porque comprende las etapas de:

a) mordentado del sustrato polimérico con una composición de mordentado que comprende un ácido o una mezcla de ácidos, orgánicos o inorgánicos;

b) deposición química de una capa de cobre sobre el sustrato polimérico mordentado; y

c) deposición electrolítica de una capa de estaño o cinc sobre la capa depositada en (b).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa depositada en la etapa (c) es una capa de estaño.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa depositada en la etapa (c) es una capa de zinc.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de mordentado de la etapa (a) comprende un 1-80% en peso de ácido.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la composición de mordentado de la etapa (a) comprende un 40% en peso de ácido.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido de la composición de mordentado de la etapa (a) es un ácido inorgánico seleccionado del grupo compuesto por ácido sulfúrico, clorhídrico, fluorhídrico, fosfórico, nítrico y silícico; un ácido orgánico seleccionado del grupo compuesto por ácido acético, ascórbico, benzoico, nitrobenzoico, sulfámico, tartárico, cítrico, fórmico, láctico y metansulfónico; o una mezcla de los mismos.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el ácido de la composición de mordentado de la etapa (a) es ácido sulfúrico solo o mezclado con un ácido orgánico.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el mordentado de la etapa (a) se efectúa a una temperatura comprendida entre 0 y 70ºC, siendo la temperatura máxima permitida de 70ºC.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el mordentado de la etapa (a) el tiempo de estancia de las piezas en la composición de mordentado varía de 2 minutos a 12 horas, siendo el tiempo máximo de estancia de 24 horas.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la deposición química de la etapa (b) el tiempo mínimo de tratamiento en el baño es el necesario para depositar un mínimo de 0,2 µm.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la deposición electrolítica de la etapa (c) el tiempo mínimo de deposición será el necesario para poder depositar un mínimo de 1 µm.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una etapa adicional de deposición electrolítica o química de al menos otra capa metálica.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la capa metálica adicional es una capa de cobre, níquel, oro, plata, cromo, zinc, rodio, o de una de sus aleaciones, o de mezclas de los mismos.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una etapa adicional de acabado, preferiblemente de oxidado, lacado, encerado o aceitado.