PROCEDIMIENTO PARA LA ACTIVACIÓN DE SUBSTRATOS PARA LA GALVANIZACIÓN DE PLÁSTICOS.

Procedimiento para la metalización de substratos de plástico, en el que los substratos de plástico se decapan, se activan, se lavan, dado el caso se tratan con una solución aceleradora y se metalizan químico-reductoramente y/o a continuación electrolíticamente, caracterizado porque el decapado y la activación de los substratos de plástico se lleva a cabo en un paso de procedimiento común y se realiza en una primera solución de decapado y activación, que comprende al menos un decapante que contiene ácido mineral y un activador ionógeno, presentando el decapante al menos ácido fórmico, ácido acético y/o ácido trifluoroacético

La presente invención se refiere a un procedimiento para la metalización de substratos de plástico, en el que las superficies de plástico se decapan, se activan, se lavan, dado el caso se tratan con una solución aceleradora y se metalizan químico-reductoramente y/o a continuación electrolíticamente.

Procedimientos del tipo indicado se han dado a conocer por el documento US-A-3 661 783, el US-A-3 672 940 y el US-A-3 767 538.

El desarrollo de procedimientos para la metalización de plásticos se ha impulsado hoy en día con especial intensidad, además de la producción de superficies decorativas, debido a las propiedades funcionales notablemente ventajosas que se consiguen con ellos, en especial frente a objetos metálicos recubiertos. El muy poco peso, la fabricación más sencilla y más económica de los plásticos así como la procesabilidad no complicada y las amplias posibilidades de conformación de los plásticos han conducido ya a una sólida implantación en el mercado, en especial en el sector decorativo o en el campo de la aplicación electrónica.

Con la demanda de las más distintas variaciones de plásticos con recubrimiento metálico, crece también además el número de los procedimientos de metalización así como de los plásticos con capacidad para ser metalizados. Un requisito básico para una metalización electrolítica de un plástico es que el plástico no conductor se recubra por adherencia con una capa conductora como base para la subsiguiente metalización. Los pasos de trabajo esenciales son el acondicionamiento de las superficies del plástico, la siembra con gérmenes y la subsiguiente metalización.

En los procedimientos de uso corriente en primer lugar se decapa la superficie del plástico para hacer esta rugosa o para modificarla químicamente de tal modo que con ello sea posible la incorporación de gérmenes metálicos. Se decapa por ejemplo con decapantes de cromo-ácido sulfúrico, decapantes de permanganato ácidos o alcalinos u otros decapantes oxidantes. Igualmente la rugosidad de las superficies del substrato puede realizarse también por tratamiento con plasma. Las piezas de plástico decapadas se lavan y a continuación se siembran con gérmenes o activan. A continuación de la activación se realiza según sea la capa de activación o bien una deposición metálica químico-reductora o sin corriente de una capa conductora sobre la superficie del plástico, con una subsiguiente estructuración de capa electrolítica, o bien una metalización directa.

La activación puede realizarse por la ruta de la catálisis coloidal o ionógena así como utilizando activadores metálicos o activadores complejos metálicos. Los últimos forman sulfuros y polisulfuros difícilmente solubles, siendo adecuados como metales en especial estaño, plomo, plata, cobalto, manganeso y cobre. El proceso coloidal clásico comprende a este respecto una multiplicidad de procesos de reducción y lavado muy intensivos en tiempo y costes. Nuevos procedimientos basados en los activadores metálicos o complejos metálicos posibilitan ciertamente un tiempo de tratamiento substancialmente más corto, sin embargo no cualquier plástico es adecuado para la penetración y deposición de tales complejos metálicos, de modo que después del lavado o de la inmersión intermedia en una solución los complejos unidos a la superficie flojamente se eliminan y se produce una reticulación desigual y/o incompleta de los complejos metálicos con una solución reticulante, lo que conduce de modo inconveniente a una metalización incompleta de la superficie del plástico y/o al agrietamiento y/o desconchado de la capa de metalización seca.

Por el contrario, los procedimientos de la catálisis ionógena ofrecen ciertamente simplificaciones respecto a las variantes habituales, son insensibles a los productos químicos arrastrados de los sucesivos baños y por tanto ecológicos. Sin embargo tampoco los procedimientos de la catálisis ionógena son adecuados hasta ahora para todos los plásticos.

Plásticos especiales como poliacetato, polisulfona, poliestireno, poli(óxido de fenileno), polipropileno o poliamida no pueden metalizarse hasta ahora en absoluto o solo con un coste muy elevado con los procedimientos conocidos. Así, por ejemplo es posible metalizar algunos de estos plásticos mediante una coordinación selectiva de los decapantes al plástico respectivo así como mediante otras adaptaciones aparatosas y sobre todo muy costosas de los procedimientos. Debido a la observación de condiciones de trabajo muy determinadas debidas a ello tales procedimientos son frecuentemente extremadamente propensos a tener fallos. Ya variaciones mínimas en las condiciones de procedimiento pueden conducir a que la superficie del plástico no se prepare óptimamente, de modo que no pueden conseguirse hasta ahora una adherencia de la capa metálica sobre la superficie del plástico funcionalmente segura y satisfactoria así como resultados suficientemente reproducibles. En especial tiempos erróneos de decapado modifican las superficies tan inconvenientemente que son necesarios los más precisos controles para mantener tasas de productos defectuosos reducidas.

En especial, las piezas de trabajo de poliamida solo pueden galvanizarse, si es que es posible, por los procedimientos conocidos del estado de la técnica con un elevado coste desproporcionado. En consecuencia, hasta ahora para la elaboración de capas metálicas esencialmente satisfactorias se efectúan frecuentemente pasos de procedimiento varias veces, llevándose a cabo principalmente el paso de activación varias veces sucesivamente. A este respecto sin embargo la proporción de piezas recubiertas defectuosamente, en especial en piezas de trabajo grandes, disminuye solo en una medida insatisfactoria.

La presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento para la metalización de las más distintas superficies de plástico, en especial de piezas de trabajo de poliamida, con el que se mejore notablemente la capacidad de metalización con la ejecución del procedimiento de modo más sencillo, más económico y más rápido y se produzcan revestimientos metálicos funcionalmente seguros así como reproducibles.

El objetivo se consigue conforme a la invención mediante un procedimiento del tipo indicado al principio caracterizado porque el decapado y la activación de los substratos de plástico se lleva a cabo en un paso de procedimiento común y se realiza en una primera solución de decapado y activación que comprende al menos un decapante que contiene un ácido mineral y un activador ionógeno, en la que el decapante presenta al menos ácido fórmico, ácido acético y/o ácido trifluoroacético.

Mediante el procedimiento conforme a la invención se especifica ventajosamente un acondicionamiento esencialmente más sencillo y económico de los plásticos a metalizar, con lo que se hace posible un ahorro de etapas de proceso así como una mejora de la adherencia de la capa de metalización sobre substratos de plástico, como en especial a la poliamida relevante en el mercado. A este respecto, en el proceso de acondicionamiento el substrato de plástico a metalizar para el simultáneo decapado y activación de las superficies de los plásticos se introduce en una primera solución de decapado y activación que comprende al menos un decapante que contiene un ácido mineral y un activador ionógeno, en la que el decapante presenta al menos ácido fórmico, ácido acético y/o ácido trifluoroacético. El procedimiento conforme a la invención esta caracterizado además porque la superficie de plástico a metalizar puede metalizarse con menos propensión a fallos y menos costosamente. Con el procedimiento se efectuó un ajuste ventajoso de los decapantes a la solución de activación para utilizar estos como una primera solución para el acondicionamiento de los substratos de plástico. Esta primera solución -o también solución de acondicionamiento posibilita ventajosamente, debido a su composición optimizada, la realización de dos etapas de proceso en un paso de procedimiento. Presenta a este respecto al menos uno o varios decapantes, un humectante con actividad decapante, un ácido mineral, como por ejemplo ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, etc., y un activador que contiene iones de metales nobles, preferiblemente iones de paladio.

Sorprendentemente resulta que con el procedimiento conforme a la invención se acondicionan en este paso de acondicionamiento tan ventajosamente no solo piezas de gran superficie sino también piezas de trabajo complejas, en especial substratos...

1. Procedimiento para la metalización de substratos de plástico, en el que los substratos de plástico se decapan, se activan, se lavan, dado el caso se tratan con una solución aceleradora y se metalizan químico-reductoramente y/o a continuación electrolíticamente, caracterizado porque el decapado y la activación de los substratos de plástico se lleva a cabo en un paso de procedimiento común y se realiza en una primera solución de decapado y activación, que comprende al menos un decapante que contiene ácido mineral y un activador ionógeno, presentando el decapante al menos ácido fórmico, ácido acético y/o ácido trifluoroacético.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque como substratos de plástico se utilizan preferiblemente substratos de poliamida.

3. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la solución de decapado y activación presenta al menos uno o varios decapantes, un humectante con actividad decapante, un ácido mineral y un activador que contiene iones de metales nobles.

4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el paso de procedimiento agrupado en la solución de decapado y activación se realiza a una temperatura entre 20ºC y 90ºC, preferiblemente entre 30ºC y 35ºC.

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los substratos de plástico se tratan de 1 a 10 min, preferiblemente de 4 a 6 min, con la solución de decapado y activación.

6. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los substratos de plástico se tratan a continuación con una segunda solución de reducción, presentando la solución de reducción al menos un primer reductor adaptado a un subsiguiente procedimiento sin corriente externa y un reductor adicional.

7. Procedimiento conforme a la reivindicación 6, caracterizado porque los substratos de plástico se tratan a una temperatura entre 35ºC y 55ºC, preferiblemente entre 40ºC y 55ºC, con la segunda solución de reducción.

8. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque los substratos de plástico se tratan de 1 a 10 min, preferiblemente de 4 a 6 min, con la segunda solución de reducción.

9. Solución para el simultáneo decapado y activación de substratos de plástico que comprende uno o varios decapantes, un humectante con actividad decapante, un ácido mineral y un activador que contiene iones de metal noble, caracterizada porque la solución contiene como decapante al menos ácido fórmico, ácido acético y/o ácido trifluoroacético.

10 10. Solución conforme a la reivindicación 9, conteniendo la solución hasta 50 g/l del ácido orgánico.

11. Solución conforme a una de las reivindicaciones 9 a 10, conteniendo la solución de 0,001 a 10 g/l, preferiblemente de 0,01 a 1 g/l de un humectante con actividad decapante.

12. Solución conforme a una de las reivindicaciones 9 a 11, conteniendo la solución como humectante con actividad decapante un humectante perfluorado o parcialmente fluorado.

20 13. Solución conforme a una de las reivindicaciones 9 a 12, conteniendo la solución de 10 a 1000 mg/l, preferiblemente de 45 a 55 mg/l, de iones divalentes de paladio.

14. Solución conforme a una de las reivindicaciones 9 a 13, conteniendo esta de 200 a 300 ml/l, preferiblemente de 225 a 275 ml/l, de un ácido clorhídrico del 37%.