Способ изготовления металлизированных изделий

Номер патента: 636107

Авторы: Адольф, Ингрид, Йоахим

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИД 1 зТГЛЬСТВУ Свюз Соеетскнк Социалистически к Республик(51 23) Приоритет - (82) 2 31)ВР С 23 Ь/1743781)8) Г Государственный комитеСовета Министров СССРно делам изобретенийи открытий 53) УДК 678.898(43) Опубликовано 05,1 278. бюллетень45 (45) Дата опубликования описания 10.12.78 72) Авто ностранцы 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЯследуетатериала,Изобретение относится к способу изготовления металлизированных иэделий в виде листов, пленок, лент, профилей из термопластичных полимерных материалов, таких как полиэтилентерефталат, полиметакрилат, полиуретан, полиамид, полиолефин, поликарбонат, или как термостойкие полимерные материалы, например полихиноксалин.Известны полимерные материалы, по лучаемые напылением в вакууме или путем нанесения покрытия при реакции восстановления иэ раствора солей металлов, причем необходимы многоступенчатые процессы для нанесения метал-)о лического покровного слоя, которые придают полимерным материалам новые качества, такие как высокая поверхностная проводимость, светонепроницаемость, отражение тепловой радиации, поверхностная твердость и внешний вид металла.Эксплуатационные свойства этих соединений из полимеров и металлов зависят как от свойств отдельных компонентов композиции, так и от прочности сцепления металлического покровногослоя с полимерным;материалом. Для улучшения адгезионной прочности поверхности полимерного материала придают шероховатость известными физическими способами, например путем обработки пескоструйными аппаратами, или поверхность подготавливают таким образом, что становится возможным достаточное механическое сцепление металла с полимерным материалом, аналогично так называемому кнопочному механизму, описание которого дано для АБС-полимеров.Для достижения этих полых пространств химическим путем компоненты полимерного материала выделяют растворением с его поверхности путем воздействия органических растворителей, например ацетона, или кислот, например серной, соляной, трихлоруксусной кислоты, хромовой смеси 1 бихромат калия или натрия и серная кислота) и/или щелочных реагентов, например водного или спиртового раствора едкого натра, щелочного раствора гидраэингидрата. Другой метод описывает обработку полимерного материала комплексом солей металлов в растворенном виде в присутствии растворителя, который полимер растворяет, размягчает или придает ему набухаемостьПосле процесса травления сенсибилнзация полимерного мпреимущественно хлоридом олова, затем активация путем воздействия растворов солей благородных металлов, например хлорида палладия или нитрата серебра в ионогенной или коллоидной форме. Подготовленные таким образом материалы могут быть методом гальванизации снабжены соответствующими слоями и в случае необходимости подвергнуты дальнейшему нанесению покрытия,недостаток, всех названных методов травления заключается в том, что в процессе удаления с поверхности полимерного материала методом растворения отдельных компонентов настолько понижаются его механические свойства,10 К этим слоям связующих либо добавляюттонко измельченные порошкообразные металлы, как алюминий, медь или серебро,до их нанесения, либо после нанесениясвязующего распыляют их на еще влаж 40 ную поверхность, или коллоидальные металлы, например палладий, выделяют -. путем восстановления из растворов егосолей. Эти осажденные металлы позволяют проводить последующую металлизацию 45 полимерного материала как гальваничес ким путем, так и без подвода тока.Прииспользовании связующего слоя на полиуретановой основе, который аналогично другим названным выше слоям связующих 50 после сушки при 90 С представляет со-.абой компактную прозрачную пленку, металлизацию проводят например, с помощью алюминия или серебра, преимущест" венно напылением под, вакуумом;Снабженные, таким образом, метал 55 лическим покрытием полимерные материалы, характеризуемые большой величиной отношения поверхности к объему, например ленты и пленки,. весьма чувствительны к воздействию давления и бО вследствие недостаточного адгезионного сцепления металлического верхнего слоя с полимерным материалом обладают склонностью к расслаиванию и образованию трещин. 65 в частности, при большом соотношенииповерхности и объеме, как например в пленках или лентах, что применение этих методов для технических целей является спорным. Кроме того, прочность сцепления металлического верхнего слоя с полимерным материалом- носителем составляет лишь около 100 гс/6,5 мм.По другим способам для улучшения ацгезионной прочности сцепления металла с полимерным материалом применяют связующие или клеи, например сополимеры акриламида (метакриламида) и поливинилбутират, или винилиденхлорида и акрилнитрила, или полиэфир из этиленгликоля, терефталевой и изофта левой кислот, или полиуретан из Форполимера убегана на основе полиэфира и полиизоционата, которые наносят на материал-основу в виде дисперсий или растворов погружением или распылением.ЗБ Множество известных способов улучшения адгезионной прочности сцепления металла;: полимерным материалом свидетельствует о большом значении, которое придают специалисты этой ста. дии процесса в связи с производством металлизированных полимерных материалов.Наиболее близким из,известных к предлагаемому способ изготовления металлизированных изделий в форме, например, пленок, заключающийся в нанесении на основной слой слоя пластмассы, например, эпоксидной или фенольной смолы, в которую введено 10- 40 вес. тонкодисперсного вещества, например мела, в образовании пористой структуры в нем путем обработки с последующей металлизацией 1 .Недостатком известного способа является низкая адгезия металлического слоя к полимеру.Цель изобретения - увеличение адгезии металлического слоя к полимеру и увеличение прочности конструкции иэделия в целом.Поставленная цель достигается выполнением полимерного адгезионного слоя между полимерным материалом и металлическим верхним слоем в виде пористого слоя путем покрытия подвергающегося металлизации иэделия раство" ром или дисперсией полимера, способного к коагуляции при температуре 23-30 С и относительной влажности возадуха от 40 до 95 с последующим промыванием получЕнного слоя водой и высушиванием.при температуре 50-70 С.В качестве полимеров, пригодных для образования пористого адгезионного слоя, могут служит, например, полиуретановые полимеры, в частности на основе полиэфира с молекулярным весом 2200, дифенилметандиизоцианат и диаминодифенилметан в качестве удлинителей цепи, а также линейные низко- молекулярные полиэфиры на основе полиэтилентерефталата преимущественно со средним молекулярным весом от 20000 до 50000, или поливинилформаль (моле,кулярный вес100000). В случае нанесения покрытия с,нескольких сторон проведение процессапо изобретению преимущественно осуществляют таким образом, что полимерный материал пропускают методом погружения через 5-20-ный раствор полимерного материала, служащего для нанесения покрытия, в диметилформамиде или в смеси из диметилформамида и ацетойа или через 5-20-ную дисперсию полимерного материала для нанесения покрытияв смеси из галогенированных углеводородов, например дихлорэтана, и диметилформамида, а в случае одностороннего нанесения покрытия - покрывают преимущественно указанным выше полимерным материалом для нанесения покры 636107тия в растворенном илк диергкронаццом виде,Далее полимерный материал с нанесенным покрытиел поступает в так называемый сушильный кацап для Образования пористого адгезионного слоя,В этот канал подают воздух с относительной влажностью более 40, прекмущестненно более 65, прк нормальномдавлении и температуре около 30 С,Созданная влажность приводит к коагуляции полимерного материала покрытияна полимерном материале и вызываетодновременно образование пористыхгелевых структур, которые Фиксируются в ходе дальнейшего процесса насыщения водой при температуре менее50 С с целью полного удаления раствоорителя. Затем материал сушат при температуре более 50 С. Получают полимерный материал с покрытием из пористого адгезионного слоя, имеющий молочно-мутноватый внешний вид.Без применения кислотных и/илищелочных травильных растворов снабженный полимерным адгезионным слоемполимерный материал может быть подвергнут металлизации химическим илифизическим путем в соответствии с известным методом. Возможно последующееэлектролитическое усиление металлического верхнего слоя, например медного,дополнительным слоем меди или другогометалла. При добавке в ванны блескообразующих веществ получают блестящиепонерхности.Прочность сцепления полученных всоответствии с изобретением поромерных адгезионных слоев на полимерном 38материале, например на основе полиэтилентерефталата, составляет слойтолщиной 0,5 мм от 300 до 400 гс; получают также показатели приблизительно 500 гс/6,5 мм. 40Адгезиокнаяпрочность нанесенногомедного слоя тол 1 циной 110 мм составляет от 300 до 400 гс/6,5 мм.Прочность сцепления измеряют спомощью принятого для этих испытанийметода путем отдирания наложенной поддавлением клеющей пленки, 45Прочность сцепления металлическоговерхнего слоя с полимерным материаломпо предлагаемому способу значительнопревышает показатели, которые получают при использовании известных методон 50Это объясняется в основном тем, чтометалл покрытия практически можетудерживаться механически н микропорахпоромерного адгезионного слоя приблизительно аналогично кнопочному механизму в АБС-пслкмерах к таким образомприобретает дополнительную сцепляемость с полимерным слоем материала,кроме физико-химическкх усилий сцеп.ления.Это означает, что при отделенииметаллического верхнего слоя от полимерного материала, наряду с преодо де ц кем межмолек уля рьх усилий, металл дОлжец быть ООРОбОждец От его мехаци - ческого сцеплеция в поромарцом адсе- ЗКОЦЦОМ СЛОЕ.Особое техническое значение имеет тот Факт, чта в соответствии с методом изобретения можно отказаться от примецеция разнообразных дорогостоящих методов травления, которые значительно ухудшают качество полимерного материала, в частности, при большом отношении поверхностей к обьему, например н лентах и пленках.Изменением параметров процесса, например вида и концентрации полимерного раствора для нанесения покрытия, состава смеси растворителей, температуры к влажности воздуха, можно в широких пределах варьировать размер пор поромерцого адгезкоцного слоя, что позволяет испольэовать этот способ для металлкзацик пОлкмерных материалов. Преимущество изобретения заключается к в том, что получение пористого адгезионцого слоя может проводиться как при периодическом процессе, так и при непрерывном нанесении покрытия. Это дает возможность получать, например, бесконечные ленты.П р к м е р 1. На ленту из полкэтклентерефталата толщиной 36 ммк методом погружение в 10-цый раствор полиуретаца в смеси растворителей, состоящей кз 78 нес. дкметклформамида к 22 вес, ацетоца,с двух сторон наносят покрытие. Полиуретан получают из полкэфира диэтклецглкколя адкпиновой ккслоты с молекулярным весом 2200 и 4,4-диизоцканатдкфенилметана в диметилфармамкде при образовании Форполимера, к которому для удлинения цепи добавляется дкамицодкфенилметан.После нанесения покрытия ленту пропускают через сушильный канал, в который подают воздух при температуре от 20 до 30 С с относительной возможекостью 85.Для Фиксацкк сокоагулиронанного полимерного материала покрытия к для усиленного формирования пористых гелевых структур из ленты удаляст весь растворктель при температуре менее 50 С при дальнейшем процессе обработки водой. После последующей сушки при температуре более 50 С получают полкэтклецтерефталатную ленту, не дающую отлкпа, мутного цвета, покрытую поромерным адгезионным слоем. Прочность сцепления поромерцого слоя с материалом основной составляет среднюю величину между 285 и 350 гс/6,5 мм.Для металлкзации ленты последнюю подвергают сецскбклизацкк раствором хлоркда олова П , активацик н водном солянокислом растворе хлоркца лалладкя к заключительному медненкю без подвода тока, Адгезионная прочность медного слоя составляет приблизительно 350 гс/6,5 мм при толщине слоя меди 110 мм.636107Усиленйя медного слоя достигают гальваническим методом, причем добавкой в ленты блескообразующих веществ получают блестящую поверхность.П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 на полиэтилентерефталатную ленту толщиной Зб ммк наносят двустороннее покрытие из 20-ного раствора низко молекулярного полиэфира полиэтилентерефталата (молекулярный вес50000) в смеси диметилформамид-ацетон (1:1). Коагуляция протекает с помощью потока воздуха при температуре ЗО С и; )О 65-ной относительной влажности. После обработки Ленты водой при температуре 250 С для удаления остатков растворителя, а также сушки в потоке воздуха температурой 50 С получают ленту-основу мутного цвета с поромерным покрытием с поверхностью, не дающей отлипа.Адгезионная прочность поромерного адгезионного слоя на полиэтилентереФталатной ленте составляет более 300 гс/6,5 мм, т. е. при этом показателе происходит отслаивание напрессованной клеющей пленки, без явлений отделения поромерного слоя от материал- основы. Подготовленный таким образом материал без кислотного и/или щелочного протравливания, как указано в примере 1, может быть подвергнут омеднению без подвода тока. Адгезионная прочность медного слоя составляет ЗО среднюю величину между 310 и 350 гс/6,5 мм, Возможно дальнейшее электролитическое усиление медного слоя медью или другими металлами.П р и м е р 3. Как указано в при мере 1, на полиэтилентерефталатную ленту толщиной 36 ммк наносят двустороннее покрытие в 5-ном растворе поливинилформаля(молекулярный вес 100000) в диметилформамиде. После коагуляции 40 посредством воздуха с относительной влажностью 90, дальнейшей обработки водой и сушки получают. ленту-основу мутного цвета, не дающую отлипа, с поромерным покрытием. Адгезионная прочность поромерного адгезионного слоя на материале-основе составляет 45 от 395 до 500 гс/6,5 мм, а слоя медного покрытия, аналогично примеру 1наносимого без подвода тока, - от320 - до 410 гс/6,5 мм. Возможнодополнительное электрическое усиление медью или другим металлом.П р и и е р 4. Готовят полиуретановую дисперсию. К 72,3 г 30-ногораствора, состоящего из полиуретанас концевыми ОН-группами (число ОН,молекулярный вес 3200) и дихлорэтана, . добавляют 140 г диметилформамида. Вэтот раствор вносят при перемешивании7,7 г 75-ного раствора уретанавогоФорполимера обычной торговой марки(эквивалентный вес изоцианата 324)на основе толуилендиизоцианата и триметилолпропана, Путем добавления 44 г 65 30-ного раствора низкомолекулярногополиэтилентерефталат-полизфира (числоОН около 5, молекулярный вес50000)в диметилформамиде получают полиуретановую дисперсию,На ленту из полиэтилентерефталататолщиной Зб ммк наносят двустороннеепокрытие методом погружения в 17-нуюдисперсию полиуретана в смеси с дихлорэтаном и диметилформамидом полученную указанным выше способом. Длякоагуляции ленту пропускают через канал, в который подают поток воздухас температурой от 23 до ЗООС при относительной влажности 50. После обработки водой предварительно обработанной таким образом ленты при температуре менее 50 ОС для удаления всегорастворителя и последующей сушки получают полиэтилентерефталатную лентумутного цвета, покрытую поромернымслоем с поверхностью, не дающей отлипа. Прочность сцепления поромерногослоя с материалом-основой составляетболее 400 гс/9 мм.Для металлизации ленты ее подвергают сенсибилизации раствором хлоридаолова (11), активации в водном солянокислом растворе хлорида палладия изаключительному меднению без подводатока. Адгезионная прочность нанесенного химическим путем медного слоя составляет более 250 гс/9 мм. Усилениемедного слоя достигается. гальваническим методом, причем добавкой в лентублескообразующих веществ получают блес.тящую поверхность.П р н м е р 5. На лист толщиной3 мм из поликарбоната обычной торговой марки наносят покрытие с однойстороны путем промазывания 15-нымраствором полиуретана в смеси из растворителей, состоящей из диметилформамида и ацетона (3:1) . Полиуретанполучают описанным в примере 1 способом. После коагуляции полиуретановогопокрытия при температуре от 25 до ЗОСпри относительной влажности воздуха95, обработки водой для удаления растворителя и сушки получают поликарбонатный лист мутного цвета с поромерным покрытием, с поверхностью, не дающей отлипа. Адгезионная прочностьсцепления поромерного слоя на материале-основе составляет более400 гс/9 мм, т. е. при отдирании напрессованрой клеющей пленки при400 гс, поромерный слой не отделяется,от материала-основы.Металлизацию листа осуществляютаналогично примеру 1 без подвода тока. Адгезионная прочность медногослоя составляет приблизительно400 гс/9 мм.П р и м е р 6. На лист толщиной3 мм из полиметакрилата обычной торговой марки, как описано в примере5, наносят одностороннее покрытие,промывают 15-ным раствором полиуре636107 10 Формула изобретения Составитель В. БалгинТехред Н.Андрейчук Корректор Е. Папп Редактор Л. Ушакова Заказ 6852/12 Тираж 508 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тана. После коагуляции полиуретанового покрытия при температуре 25-30 Спри относительной влажности воздуха95, обработки водой для удалениярастворителя и сушки получают не дающий отлипа полиметакрилатный листмутного цвета с п.ромерным слоем покрытия, Прочность сцепления поромерного слоя на материале-основе составляет более 500 гс/9 мм. т. е. при отдирании напрессованной клеющей пленки при 500 гс поромерный слой не удаляется с материала-основы. 10Металлизацию листа осуществляютаналогично примеру 1 беэ тока. Адгезионная прочность медного слоя составляет приблйзительно 450 гс/9 мм.П р и м е р 7. На лист толщиной3 мм из полиуретана обычной торговоймарки, полученный методом литья поддавлением, наносят с одной стороныпокрытие, аналогично примеру 5, промаэывают 15-ным раствором полиуретана.йПосле коагуляции полиуретанового покрытия при температуре от 25 до 30 Си относительной влажности воздуха 95,обработки водой для удаления растворителя и сушки получают не дающий отлипа, полиуретановый лист мутного цвета 5с поромерным слоем покрытия. Прочностьсцепления поромерного слоя на материале-основе составляет среднюю величинумежду 450 и 550 гс/9 мм,Металлизацию листа осуществляют 30аналогично примеру 1 без подвода тока.Адгезионная прочность медного слоя составляет около 450 гс/9 мм.П р и м е р 8. На пленку из полихиноксалина толщиной 100 ммк наносят 35с одной стороны покрытие аналогичнопримеру 5, промазывают 15-ным раствором полиуретана. После коагуляции полиуретанового покрытия при температуре от 25 до 30 С и относительной влажности воздуха 95, обработки водой для удаления растворителя и сушки получают не дающую отлипа пленку мутного цвета из полихиноксалина с поромерным слоем покрытия. Прочность сцепления поромерного слоя на материале-основе составляет более 500 гс/9 мм, т.е. при отдирании напрессованной клеющей пленки при 500 р поромерный слой не удаляется с материала-основы.Металлизацию листа осуществляют аналогично примеру 1. Адгеэионная прочность медного слоя составляет приблизительно 450 гс/9 мм. Способ изготовления металлизированных иэделий в форме, например пленок, путем по крайней мере одностороннего последовательного нанесения на термопластичный полимерный материал пористого и металлического слоев, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения адгезии металлического слоя к полимеру и увеличения прочности конструкции изделия в целом, термопластичный материал покрывают раствором или дисперсией полимера, способного к коагуляции при температуре 23-30 С и относительной влажности воздуха в интервале от 40 до 95, промывают водой и высушивают при температуре 50-70 С. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:1. Патент Англии Р 1259774,кл.С 7 Г, 1972.

Смотреть

Заявка

2070183, 24.10.1974

АКАДЕМИ ДЕР ВИССЕНШАФТЕН ДЕР ДДР

ЙОАХИМ ГЭДЕ, АДОЛЬФ ГЕЗИРИХ, ИНГРИД ЛЕШКЕ

МПК / Метки

МПК: B32B 15/08

Метки: металлизированных

Опубликовано: 05.12.1978

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-636107-sposob-izgotovleniya-metallizirovannykh-izdelijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ изготовления металлизированных изделий</a>

Похожие патенты