Способ получения электропроводных покрытий

ОПИСАпИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 23.07,81 (21) 3325183/23-05 (1 М.КЛ.З с присоединением заявки Мо В 05 О 5/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описаиия 15.12.82 М.А.Баранаускдс, А.И.Жебраускас, М.И.Иалкаувкас и А.Ю.Прокопчик(72) Авторыизобретения Вильнюсский государственный университетим. В.Капсукаса и Институт химии и имическойтехнологии АН Литовской СС(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ПОКРЫТИЙ Изобретение относится к модифи- кации свойств диэлектрических материалов и может быть использовано для создания экранирующих и токопроводящих конструкций, а также гальванической металлизации полимеров и других диэлектриковИзвестен способ нанесения электропроводных сульфидных покрытий на иэделия из полиамидов 1 ) путем обработки их поверхности горячим раствором солей металлов второй группы с последующей обработкой раствором сульфида натрия. Однако полученное таким образомпокрытие отличается низким сопротивлением 0,1-5 кОм/П . Метод не является универсальныг 1 - обработка в растворе солей ведется при 80-100 С,что недопустимо для многих термопластов; технология загрязняет окружающуюсреду вследствие интенсивного выделения токсичного сероводорода из ваннв атмосферу и в промывные воды, таккак концентрация сульфида натрия вванне 100-200 г/л. Покрытие, нанесенное по данной технологии на других полимерах, имеет высокое сопротивление Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения электропроводного покрытия наразличных диэлектриках - пластмассах( 2 , согласно которому поверхностьобрабатывают раствором соли меди прикомнатной температуре, промывают горячей водой и обрабатывают растворомсульфида натрия.Для увеличения электропроводности нанесение покрытия повторяют несколько раз, но и после трехкратного нанесения, сопротивление на 15 зеркально гладкой поверхности пластмасс составляет 0,8-1,0 кОгл/т 1, а нашероховатых поверхностях пластмассоно резко увеличивается. Для практических целей сопротивление 0,81,0 кОм/О часто оказывается слишкомбольшим, например при последующейгальванической металлизации на такихповерхностях медленно проходит затяжка поверхности металлов, незозмож но металлизировать детали сложногопрофиля, требуются дополнительные то,коподводящие контакты для металлизации больших поверхностей. Этим методом полученные покрытия на других Зо диэлектриках (например стекле керами 980858ке), имеют более высокое сопротивление. Недостатком данного способа также является применение горячей воды для промывки.Цель изобретения - снижение электрического сопротивления, 5Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу получения электропроводных покрытий обработкой поверхности диэлектриков раствором соли меди, промывкой и последующей 1 О обработкой сульфидирующим агентом, обработку поверхности диэлектриков ведут в растворе соединения одновалентной меди, а в качестве сульфидирующего агента используют 0,002- 15 0,12 М раствор полисульфида.Раствор соединения одновалентной меди получают путем введения восстановителя например гидразина,гидрохинона, сульфита, в раствор комплекО снего соединения двухвалентной меди. .Последний готовят путем введения в водный раствор сульфата или хлорида меди лиганда, например органических аминов, гидроокиси и солей аммония, и др. в расчете 1-3 моль на 1 моль соли мели. Восстановитель вводят в расчете 0,05-0,5 моль на 1 моль соли меди. Обработку в этом растворе ведут 3-60 с, после чего поверхность промывают водой в течение 3-30 с и обрабатывают в разбавленном растворе полисульфида с концентрацией 0,002-0,12 М. Сопротивление покрытия превышает 0,7 кОм/ц, если концентрация полисульфида ниже 0,002 М, Резкое увеличениесопротивления наблюдается и при превышении концентрации указанного предела, а при концентрации 0,16 М и выше сульфидное покрытие на поверхности вообще не образуется. Поэтому оптимальной концентрацией полисульфида для большинства диэлектриков следует считать 0,04-0,06 М. Для нанесения следующего слоя, обработку после промывки повторяют, начиная с погруже ння в раствор соединения меди. Обработку в растворах проводят при комнатной температуре, так как нагрев мало сказывается на качестве покрытия. Промывка ведется в ванне с про точной водопроводной водой. Разбавленный раствор полисульфида позволяет вести промывку после обработки раствором соли меди и после полисуль фида в одной и той же ванне, 55Электропроводность увеличивается при нанесении нескольких слоев, но практически для достижения сопротивления 0,1-0,7 кОм/П достаточно двух или трехслойного покрытия. 60П р и м е р ы 1-21. Для приготовления одного литра раствора соединения соли одновалентной меди растворяют 0,4 моль соли двухвалентной меди(например сульфата или хлорица) в 400 мл воды. Отдельно в таком же объеме воды растворяют 0,8 моль лиганда (например хлорида аммония), оба раствора смешивают, добавляют 0,1 моль восстановителя (например сульфита натрия) и объем раствора доводят до 1000 мл.Раствор полисульфида готовят следующим образом.В 600 мл насыщенного водного раствора сульфида натрия растворяют 125- 150 г серы при нагревании до 60 100 С. Полученный раствор доводят воРдой до 1 л, вследствие чего получают раствор с концентрацией около 1,2 М, который затем разбавляют в 10-600 раз в зависимости от требуемой концентрации, Раствор полисульфида можно готовить и другими известными методами.Составы растворов и режимы нанесения покрытия на различные: диэлектрики приведены в таблице, Указанные вей величины сопротквления соответстуют трехслойному покрытию. Примеры 1 и 5 показывают, что несоблюдение рекомендованных концентрацией полисульфида приводит к увеличению сопротивления покрытия посравнению с примерами 2 и 4,Минимальное сопротивление в примере 3 достигается благодаря оптимальной концентрации полисульфида. В отсутствии лиганда (пример 6) или восстановителя(пример 7) сопротивление покрытиярезко увеличивается, Пример 20 и 21выполнены по технологии прототипас промывкой после обработки раствором соли меди соответственно горячей(70 С) и холодной (18 С) водой.ПредлагаемЫй способ нанесениясульфидного покрытия обеспечиваетнизкое электрическое сопротивление0,1-0,7 кОи/О. Это облегчает, например, металлизацию диэлектриков,особенно сложной форьы, и не требуетсложной системы контактов, Как показано в таблице, метод обладает большой универсальностью для широкогоассортимента диэлектриков-полимерных,силикатных и др. Это выгодно отличает предлагаемый способ от других.Предлагаемая технология менее загрязняет окружающую среду вреднымсероводородом из-за незначительногоего выделения в газообразном состоянии из сильно разбавленной ваннысульфидирования, Резко снижается количество сероводорода и в сточнойводе, а при использовании общей ванны промывки после обработки раствором соли меди к сульфкдкрованиявообще исключается, так как соединения серы взаимодействуют с ионамимеди с образованием инертного осадкасульфида меди,в 1 О Щ Н О О Ц Ф 4в 1 1 1 и О 9в г в Н Х фО1 1 9 МН Н Р О Н 1 О е 1 1в в 1 1 И О н а О Д 1 ХФ НХй Зс Х ОВОЭВУООЙ ЖХОХ ЯЬИНО О 1 ХКН1 11 1 11 1 г г1 1 1 Ю ц ф Ф г е. М и ф о о 1 1 1а о Ч гЕ Нс ъо оФ ФЯ1 11. щ Фю, ом, н ЭМ 1 1 Чв в в вО. 1 1н Ю Ю Е Э 11 ЭМ с о о ю 1 1 1 о е мц ЛЬ юо 1 1 р Ю гЧ О гф меаХ О Ф -НФЦ ЭОН ХМО 013 ХаацЙ нО ь вО%ОХ980858 Формула изобретения Составитель В. БалгинТехред Т.Маточка Корректор А. Ференц Редактор И. Митровка Заказ 9548/11 Тираж 727 Подписное ВНИИПИ Государственногс комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф,г. Ужгород, улПроектная, 4 Расход реактивов ванн происходит в основном за счет их выноса с раствором на поверхности деталей в сточные воды. Использование разбавленной ванны резко снижает расход полисульфидов.Предлагаемый способ не требует расхода в энергии для подогрева растров или промывочной воды. Все это дает ощутимый экономический эффект,Способ получения электропроводных покрытий обработкой поверхности диэлектриков раствором соли меди, промывкой и последующей обработкой сульч фидируюшим агентом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения электропроводности, обработку поверхности диэлектриков ведут раствором соединения одновалентной меди, а в качестве сульфидирующего агента используют 0,002- 0,12 М раствор полисульфида,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1, Авторское свидетельство СССРР 619542, кл. С 23 С 3/02, 1975.2. Ставницер И.И. и др. Гальваническая металлиэация изделий иэ капрона. - "Технология и организация15 производства", Киев, 1978, Р 1,с. 56-57 (прототип).