用于对绝缘塑料表面进行金属化的方法技术

本发明专利技术涉及使用不含六价铬的蚀刻溶液对绝缘塑料进行金属化的方法。所述蚀刻溶液基于包含氯酸根离子源和钒化合物的硫酸溶液。在利用所述蚀刻溶液对塑料进行处理后，利用已知方法将塑料金属化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及在绝缘塑料表面的金属化之前对绝缘塑料表面进行的预处理，并且可 W被应用于其中需要塑料部件的装饰性或功能性金属涂层的各种工业中。在含有氧化剂和 稳定剂化合物的没有六价铭的溶液中进行所述预处理。
技术介绍
在绝缘塑料表面的无电金属化（electrolessmetallization)之前对绝缘塑料 表面进行预处理的常规方法由如下构成；在含有六价铭的溶液中对表面进行蚀刻，然后，在 钮化合物的离子或胶体溶液中进行活化，要么在次磯酸钢溶液中还原（大多数情况下）， 要么在分别吸附在塑料表面上的钮离子或胶体钮粒子的酸性溶液（通常为盐酸）中速化 (acceleration)，所述绝缘塑料表面的无电金属化主要为无电锻镶或无电锻铜。 在绝缘基底表面的预处理步骤期间，为了亲水化目的而需要进行蚀刻，使得表面 在水溶液中的过程的其它阶段中变得亲水，具有足够量的吸附的钮盐，和确保金属涂层对 绝缘塑料表面的适当结合。为了引起金属在塑料上的无电沉积，利用随后的还原或速化 进行活化。其后，通过自催化反应发生在金属化溶液中利用金属的无电锻（electroless plating)，在该自催化反应中沉积在表面的金属用作催化剂W进行进一步沉积。对于该种 无电锻，主要使用金属镶和铜。 其后，在第一金属层上可进行电解锻（electrolyticplating)或水电锻 (galvanicplating)。可W施加各种金属，例如铭、镶、铜和黄铜或前述金属的其它合金。 常规方法的主要缺点设及蚀刻溶液中的铭酸的致癌性（cancerogenicity)。另外， 在无电沉积步骤期间沉积的金属如镶还覆盖机架（rack)的用塑料溶胶绝缘的部分，该导 致在随后的电化学金属电锻的溶液中的金属损失，因此是不期望的。 在现有技术中已经提出了解决该一问题的多种方法。 美国专利申请2005/0199587A1公开了在含有20g^~70g^高铺酸钟的酸性溶 液中对绝缘塑料表面进行蚀刻的方法。上述溶液中的最佳KMn〇4浓度为接近50g/l。当浓 度低于20g/l时，溶液是无效的，而浓度上限是由高铺酸钟的溶解度所决定的。在蚀刻之 后，在含有胺的钮盐溶液中进行活化，和在例如棚氨化物、次磯酸盐或阱溶液中进行进一步 的还原处理。 然而，该一方法具有大量缺点。在蚀刻溶液中的高的高铺酸盐浓度（建议约50g/ 1，具有约48体积％的磯酸）下，特别是在高温下，高铺酸盐很快分解。建议的温度是100了 即37°C。试验显示在该一温度下，溶液在4小时~6小时后变得无效，即塑料表面没有被亲 水化且在金属化期间在一些地方保持为未涂布的；在涂布的区域中，与塑料的粘附力很弱。 需要用并不便宜的另外部分的高铺酸盐经常对溶液进行调节。另外，形成了不溶的高铺酸 盐分解产物，从而污染了被金属化的表面。 另外，高铺酸盐溶液中的蚀刻使得机架的塑料溶胶绝缘体的表面活化，该是因为 机架的塑料溶胶绝缘体的表面涂布有蚀刻反应的产物即二氧化铺。后者促进钮化合物在塑 料溶胶上的吸附，所述塑料溶胶倾向于在无电金属沉积的溶液中金属化。在表面上形成二 氧化铺是任何组成的高铺酸盐蚀刻溶液的特性。因此，本专利技术的一个很重要的目的是避免 机架金属化和在随后的金属化步骤中产生金属损失。 立陶宛专利申请LT2008-082也设及绝缘塑料表面在金属化之前的预处理。公开 了用于蚀刻的预处理组成，例如在浓度为13mol/L(约75体积％ )~17mol/L(90体积％ ) 的硫酸中、在温度为l〇°C~80°C下、利用0. 005M~0. 2M的氧化溶液将聚酷亚胺蚀刻1分 钟~2分钟，其中氧化剂可W是KMn〇4、肥1〇4、￥2〇5、腺1〇3。在氯酸盐仍〇3-，1= 83.5肖/111〇^ 的情况下，该对应于0. 4g^~16. 7g/l的浓度。 在该件申请的表2中提供了一个实例，所述实例含有7mol/L(约50体积％ )的硫 酸和0.2mol/L(16.7g/L)的氯酸盐。然而，已经显示，该种高浓度的氯酸盐引起预处理溶液 的快速分解，该是不期望的。 立陶宛专利技术申请2012042设及在50体积％~80体积％硫酸中的氯酸盐溶液中对 塑料进行蚀刻的方法。除氯酸盐外，蚀刻溶液可W还含有标准氧化电势超过氯酸根离子的 标准氧化电势的另外的氧化剂。在碱金属氨氧化物溶液中进行处理后，在钮化合物的溶液 中对塑料进行活化，然后为了还原或速化的任一目的而保持在溶液中，并且之后进行无电 锻镶过程。所述方法的优点在于无电镶涂层与塑料之间的粘附力的值高，W及从锻镶过程 中排除了塑料溶胶涂布的塑料涂布的机架。 该蚀刻溶液可能会从环境空气吸收水蒸汽，并且由于产生的稀释而可能会不利地 影响蚀刻性能。解决该种问题的一个方案是升高蚀刻溶液的温度，然而，该可能会引起溶液 的稳定性较低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是发现用于对制品的电绝缘塑料表面进行预处理的蚀刻溶 液，其在升高的温度下具有增加的稳定性，且仍提供施加在塑料表面上的金属层的足够的 粘附强度。 通过使用一种用于对电绝缘塑料表面进行预处理的蚀刻溶液实现了该一目的，所 述蚀刻溶液包含W下组分：a) -种或多种的氯酸根离子源，b) -种或多种饥化合物，[001引C)硫酸。 所述氯酸根离子的源可W是任何水溶性盐。最常用的是氯酸钢和氯酸钟。 所述氯酸根离子在所述蚀刻溶液中的浓度范围在0. 0016mol/l至0.12mol/l之 间。优选范围在 0. 003mol/l~0. 08mol/l或 0.Olmol/1 ~0. 06mol/l或 0. 004mol/l~ 0. 04mol/l间变化。 硫酸的浓度范围为50体积％~80体积％，优选为55体积％~70体积％，甚至更 优选为60体积％~65体积％。 所述饥化合物在所述蚀刻溶液中的溶度范围为0.Olg^~20.Og/1，优选为0.Ig/ 1~8g^，甚至更优选为0. 5g^~7.Og^。通过使用饥化合物，可W在蚀刻过程中使用更 高的温度从而保持塑料表面与新形成的金属层之间的强的粘附力。通过升高蚀刻溶液的温 度，可w降低其中的硫酸的浓度，从而使蚀刻溶液更加便宜且使用更安全，该是有利的，并 且对于本领域的技术人员而言也是已知的。 可W使用任何水溶性饥化合物作为饥化合物。最常用的是五氧化二饥（V2〇e)和/ 或碱金属饥酸盐（a化alivanadate)如NaV〇3、KV〇3。 任选地，所述蚀刻溶液中可W包含磯酸作为另外的酸。所述磯酸的浓度范围通常 为10体积％~40体积％，优选为15体积％~30体积％。当另外使用磯酸时，可W意外地 进一步增加所锻金属层的粘附力。 60体积％~65体积％的硫酸与20体积％~30体积％的磯酸的混合物是特别优 选的。 所述蚀刻溶液可任选地含有2g/l~20g/l的的另外的氧化剂，其标准氧化电势超 过所述氯酸根离子的标准氧化电势。该种氧化剂优选为高舰酸盐的源，例如高舰酸钢。 所述氯酸盐、饥化合物和硫酸形成了黄色化合物，其在H2SO4溶液介质中的标准氧 化电势对于与塑料表面在室温下的反应来说是足够的。由于该一反应，塑料表面变得亲水 并W足够的强度吸附钮化合物。氯酸盐和硫酸之间的反应的黄色产物对于钮催化剂是有毒 的。在蚀刻期间，其穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对电绝缘塑料表面进行预处理的蚀刻溶液，所述蚀刻溶液包含以下组分：a)一种或多种氯酸根离子源，b)一种或多种钒化合物，和c)硫酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱奥纳斯·纳鲁斯克维丘什，达纳斯·布迪洛夫斯基斯，奥纳·吉列内，洛雷塔·塔马绍斯凯特·塔马休奈特，
申请(专利权)人：埃托特克德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE