用于塑料表面的无铬酸洗液制造技术

一种在金属喷镀准备阶段用于塑料表面预处理的酸洗溶液，该溶液包含一种锰（ＶＩＩ）离子源和一种无机酸；其中该酸洗溶液完全不含铬（ＶＩ）离子、碱金属离子及碱土金属离子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种酸洗溶液及对塑料表面进行酸洗的方法。本专利技术尤其涉及一种在对ABS塑料表面及ABS共混聚合物表面进行金属化之前对之进行酸洗的溶液及方法。
技术介绍
出于技术上的原因，或出于装饰上的原因，塑料表面经常被涂覆以合适的金属层。出于技术原因进行涂覆的一个例子，是采用金属镀层技术在塑料表面上形成导电结构。如果是出于装饰的原因进行涂覆，就可以用这种金属化方式生产出具有高品质外观的塑料表面。特别是在汽车构造领域，装饰性金属化的塑料表面被广泛应用。在电子及电气工程领域，通过合适的金属沉积工序将导电结构沉积于某种塑料板上，从而可形成集成电路。对于沉积于塑料表面之金属镀层的耐久力来说，金属镀层在塑料表面具有足够的附着力很关键。为了产生相应强度的附着力，现有技术通常的做法是在相应的金属沉积操作之前将塑料表面粗糙化，以能够使金属沉积层获得足够的粘附力。为了达到这个目的，已知现有技术中存在着不同的方法。典型的方法，是用含有铬(VI)离子的酸洗溶液处理塑料表面。例如，这类以铬-硫酸为基础的溶液可以包含铬(VI)氧化物与硫酸，其重量比为1∶1。将塑料表面浸没于这种铬酸洗液中，塑料表面中的聚丁二烯成分就会氧化分解并在表面上留下洞穴，这就会成为粘附金属沉积层的相应锚定结构。据认为粘附力就是通过这种锚定效果产生。然而，含铬(VI)化合物被怀疑具有致癌作用，因此对处理这类化合物有着严格的环保规定。考虑会释放铬(VI)的化合物所造成的潜在危险，禁止在工业上使用含铬(VI)化合物的禁令不可能被排除。用于塑料表面的所述含铬(VI)酸洗溶液的替代物，是以碱金属高锰酸盐为基础的酸洗溶液。为达此目的，采用的是以碱金属高锰酸盐(优选高锰酸钾)为基础的酸洗溶液和一种无机酸，例如磷酸。这样制备的酸洗溶液里没有含铬(VI)化合物，且对塑料表面具有良好的酸洗效果，特别是对于ABS塑料表面的处理。以碱金属高锰酸盐为基础的酸洗溶液所包含的碱金属高锰酸盐浓度通常可高达20g/l，其溶解于相应的无机酸中，如40％至85％的磷酸。然而，投入使用的碱金属高锰酸盐会受限于其自身的快速分解作用，因此新制备的碱金属高锰酸盐酸洗溶液的酸洗效果，在几个小时后就不充分了。作为碱金属高锰酸盐的分解产物，胶状的锰(IV)化合物明显产生，该胶状化合物既不能过滤也不能离心过滤。该已经失去酸洗效果的酸洗溶液，可以通过添加碱金属高锰酸盐重新恢复其酸洗效力。然而在此过程中，胶状锰(IV)分解产物、锰(II)离子以及碱金属离子会在酸洗溶液中越积越多。这种浓度累加会导致酸洗溶液的粘性逐渐增加，当增加到一定程度，该酸洗溶液就必须废弃，因为其已不能再实现令人满意的酸洗效果。-->上述碱金属高锰酸盐酸洗溶液的另一个缺点是其分解产物的胶状外观。如上所述，由于这些分解产物既不能被过滤掉也不能被离心过滤分离，这些胶状的锰(IV)化合物经常在整个塑料表面涂覆过程中散布。这种散布会对沉积过程产生很大影响，导致最终沉积的金属层存在缺陷或不充分。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的是提供一种用于塑料表面的无铬酸洗溶液，该溶液能够克服现有技术中已知的与碱金属高锰酸盐酸洗溶液相关的种种问题。本专利技术的另一个目的是提供一种对塑料表面进行酸洗的适宜方法，特别是针对ABS塑料和ABS共混聚合物表面的酸洗。具体实施方案本申请要求欧洲专利申请07015812.6的优先权，该欧洲专利申请文件的全部公开内容在这里被明确纳入作为本申请的参照。就酸洗溶液而言，本专利技术的目的通过提供一种用于塑料表面预处理的酸洗溶液得到解决，这种酸洗溶液包含锰(VII)离子及一种无机酸，其特征在于，该酸洗溶液不包含碱金属及碱土金属离子。作为其中的一种无机酸，按照本专利技术制备的酸洗溶液所包含的一种酸剂选自于如下群组：磷酸，过氧单磷酸，过氧二磷酸，硫酸，过氧单硫酸，过氧二硫酸。在本专利技术的一个具体实施例中，也可以采用至少两种上述酸剂的混合物。按照本专利技术，酸洗溶液所含的锰(VII)离子的浓度范围介于0.001mol/l至0.5mol/l之间。这里，选自于上述群组的无机酸的浓度可以介于1mol/l至18.5mol/l之间。除了锰(VII)离子之外，本专利技术所述之酸洗溶液还可以包含其它离子以支持酸洗过程。为达此目的，银、铋、钒、钼、铅或铜离子，或者其混合物，都特别适于选用。这些其它离子的浓度可以介于0.001mol/l至2mol/l之间，优选浓度介于0.001mol/l至0.01mol/l之间。添加这些其它离子可以提高效率，并可以促进快速蚀刻活性物质的形成，同时使酸洗溶液具有棕色特征。此外，依照本专利技术制备的酸洗溶液还可以包含其它添加剂诸如润湿剂或去泡沫剂。按照本专利技术，酸洗溶液中所含的锰(VII)离子，是通过在氧化室内的阳极氧化作用，从包含氧化状态低于(VII)价位之锰离子的溶液中转化获得。含锰离子溶液是通过将合适的锰盐溶解于或扩散于一种酸溶液中而制得。合适的锰(II)盐例子有碳酸锰MnCO3，硫酸锰MnSO4，一氧化锰MnO，二氯化锰MnCl2，二乙酸锰Mn(CH3COO)2，硝酸锰Mn(NO3)2或其混合物。合适的锰(III)盐例子有三氧化二锰Mn2O3，磷酸锰MnPO4，氢氧基氧化锰MnO(OH)，三乙酸锰Mn(CH3COO)3，三氟化锰MnF3或其混合物。合适的锰(IV)盐例子有二氧化锰MnO2。用于制备具有氧化特性的锰(VII)离子的酸性溶液，其所包含的一种酸剂，选自于如下群组：磷酸，过氧单磷酸，过氧二磷酸，硫酸，过氧单硫酸，过氧二硫酸。在本专利技术中一-->个有利的具体实施例中，溶液中用于制备具有氧化特性之锰(VII)离子的酸剂与包含在酸洗溶液中的酸剂相符。在本专利技术的一个具体实施例中，也可以采用至少两种上述酸剂的混合物。锰(VII)价离子的制备以及本专利技术所述之酸洗过程在一个氧化室内进行。用于此目的的氧化室包括一个阳极隔间和一个阴极隔间，二者被一个隔板或隔膜相互分开，该隔板或隔膜可以允许离子相对通过。混合氧化物电极适宜做阳极，例如涂覆了铱/钌混合氧化物的钛电极。作为一种替代物，涂有金刚石薄膜的铌阳极，由整块铂金构成的阳极或涂有铂金镀层的阳极都可适用。所采用的阳极物质必须具有充分的高氧过电压，以使处于低氧化状态的锰离子能够氧化为锰(VII)离子。而另一方面，阳极物质的氧过电压又必须低到一定程度以防止过氧单硫酸盐、过氧二硫酸盐及双氧水的形成。抗腐蚀电极材料，例如那些由不锈钢或石墨构成的材料，适宜做阴极物质。作为阴极材料的前提条件，是要求该物质也同样能够抵抗阴极电解液中的酸腐蚀。阳极电解液可以由一种浓酸和一种溶解于该浓酸的可释放Mn离子的化合物构成。例如，一种适宜的阳极电解溶液由85％的磷酸和溶解于其中的浓度为0.1至0.3mol/l的碳酸锰组成。按照本专利技术，阴极电解液可以由相应的稀无机酸构成，例如50％浓度的磷酸溶液。通过采用范围为0.1A/dm2至100A/dm2的电流密度，优选1A/dm2至50A/dm2之间的数值，更优选2A/dm2至25A/dm2之间的数值，锰(VII)即可通过电流氧化作用而产生。为了氧化形成锰(VII)离子，阳极在每升阳极电解液中的表面积为0.01dm2至3dm2之间，优选0.1dm2至3dm2之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在金属喷镀准备阶段用于塑料表面预处理的酸洗溶液，该溶液包含：　　一种Ｍｎ（Ⅶ）离子源；和　　一种无机酸；　　其中该酸洗溶液完全不含铬（Ⅵ）离子、碱金属离子及碱土金属离子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-8-10 07015812.61.一种在金属喷镀准备阶段用于塑料表面预处理的酸洗溶液，该溶液包含：一种Mn(VII)离子源；和一种无机酸；其中该酸洗溶液完全不含铬(VI)离子、碱金属离子及碱土金属离子。2.按照权利要求1所述的酸洗溶液，其中所述无机酸至少为一种选自于如下群组的酸剂：磷酸，过氧单磷酸，过氧二磷酸，硫酸，过氧单硫酸，过氧二硫酸。3.按照权利要求1所述的酸洗溶液，其中锰(VII)离子源所提供的锰(VII)离子的浓度介于0.001mol/l至0.5mol/l之间。4.按照权利要求2所述的酸洗溶液，其中所述无机酸的浓度介于1mol/l至18.5mol/l之间。5.按照权利要求1所述的酸洗溶液，其另外所包含的一种或多种元素的离子选自于群组：Ag，Bi，V，Mo，及Cu。6.按照权利要求1所述的酸洗溶液，其所包含的一种或多种选自于Ag，Bi，V，Mo，及Cu元素群组的离子浓度，介于0.001mol/l至2.0mol/l之间。7.按照权利要求1所述的酸洗溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克皮特舒尔德曼，乌尔里希普林茨，克里斯托弗沃尔纳，
申请(专利权)人：恩索恩公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]