用于將金屬涂層施加到非電導性基體上的方法技術

本發明專利技術涉及用于將金屬涂層施加到非電導性基體上的方法，包括以下步驟：（ａ）將該基體與包含貴金屬／ＩＶＡ族金屬溶膠的活化劑接觸以得到經處理的基體，（ｂ）用包含以下的溶液的組合物接觸所述經處理的基體：（ｉ）Ｃｕ（ＩＩ）、Ａｇ、Ａｕ或Ｎｉ可溶性金屬鹽或其混合物，（ｉｉ）０．０５－５ｍｏｌ／ｌ的ＩＡ族金屬氫氧化物和（ｉｉｉ）用于所述金屬鹽的金屬離子的絡合劑，包括對所述金屬鹽的金屬離子具有約０．７３－約２１．９５的累積形成常數ｌｏｇＫ的有機材料，其特征在于在將所述溶液與該基體接觸之前和／或在接觸過程中，用電流處理依照步驟（ｂ）的組合物一段時間。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及以及在該方法中使用 的經電處理以提高其性能的組合物。
技術介紹
已知有多種涂覆非電導性表面的方法。在濕化學方法中，待鍍金屬的表面在適合 的初步處理之后，要么首先催化然后以無電方式鍍金屬并然后(如果需要)進行電解鍍金 屬，要么直接電解鍍金屬。然而，依照所述具有無電鍍金屬的第一變體的方法已被證實是不利的，因為該無 電鍍金屬浴的工藝管理是困難的，來自該浴的廢水的處理是復雜且昂貴的，而且該工藝耗 時長，因此由于該鍍金屬浴的低沉積速度導致其也是昂貴的。尤其對于塑料部件(例如衛生設備配件和汽車工業的)的金屬涂層，以及對于用 作屏蔽電磁輻射的電氣設備外殼的部件的金屬涂層而言，該無電鍍金屬方法存在問題。在 這種模制部件的處理中，通常較大體積的該處理溶液被從一個處理浴轉送到下一個中，因 為這些部件具有的形狀使得當將該部件提起時將該處理溶液傳送到該浴之外。因為無電鍍 金屬浴通常包含相當量的有毒甲醛和復雜前體(其僅可困難地除去)，因此在其處理中大 量的這些浴將會損失，而且必須以復雜的方式將其處理掉。因此，開發了一系列鍍金屬方法，通過其可以直接用金屬涂覆該非電導性表面而 不進行無電鍍金屬(例如參見 EP0298298A2、US4, 919，768、EP0320601A2、US3, 984，290、 EP0456982A1和 W089/08375A1)。在EP0616053A1中，公開了用于對非電導性表面直接鍍金屬的方法，其中首先用 清潔劑/調節劑溶液對該表面進行處理，然后用活化劑溶液(例如鈀膠態溶液)處理，用錫 化合物穩定，然后用包含比錫更貴重的金屬的化合物以及堿金屬氫氧化物和絡合物形成體 的溶液進行處理。然后，能夠在包含還原劑的溶液中處理該表面，最后能夠對其進行電解鍍^^ I^l ο1096/^29452涉及用于對非電導性材料制成的基體的表面選擇性或部分電解鍍金 屬的方法，為了該涂覆方法，所述基體被固定在涂覆有塑料的夾持元件上。所述方法包括以 下步驟a)用包含鉻(VI)氧化物的蝕刻溶液對該表面進行初步處理；然后立即b)用鈀/ 錫化合物的膠態酸性溶液處理該表面，注意防止與吸附增進溶液提前接觸；C)用包含能夠 被錫(II)化合物還原的可溶金屬化合物、堿金屬或堿土金屬氫氧化物、和至少足以防止金 屬氫氧化物沉淀的量的所述金屬用絡合物形成劑的溶液處理該表面；d)用電解鍍金屬溶 液處理該表面。EP0616053A1和W096/29452中所述的方法不利之處在于它們需要使用大量的貴金屬(例如鈀，其是非常昂貴的金屬)。如果降低活化步驟中的鈀含量，鍍覆結果是不令人 滿意的。因此，本專利技術的目的在于提供如下方法所述方法需要減少量的貴金屬(例如鈀)來活化待涂覆金屬的非電導性基體的表面，且對于具有復雜幾何形狀的基體也能實現高質 量和可靠的鍍覆性能。
技術實現思路
通過實現了該目的，所述方法包括 以下步驟(a)將該基體與包含貴金屬/IVA族金屬溶膠的活化劑(activator)接觸以得到經 處理的基體，(b)用包含以下的溶液的組合物接觸所述經處理的基體⑴Cu (II)、Ag、Au或Ni可溶性金屬鹽或其混合物，(ii)(source of hydroxide ions),(iii)用于所述金屬鹽的所述金屬的離子的絡合劑，其包含對所述金屬鹽的所述 金屬的離子具有約0. 73 約21. 95的累積形成常數(cumulative formation constant) log K的有機材料，其特征在于在將所述溶液與該基體接觸之前或在接觸過程中，用電流處 理依照步驟(b)的組合物一段時間。附圖說明圖1顯示了依照本專利技術的系統的典型裝置，具有電源以為用于處理基體的依照步 驟(b)的組合物提供電流。具體實施例方式已經發現在將所述溶液與該基體接觸之前或在接觸過程中，對依照步驟(b)的組 合物施加一段時間的電流顯著改進了鍍覆結果和工藝可靠性。當應用依照本專利技術的方法 時，在之前活化步驟(a)中為達到良好表面光潔度所需的貴金屬(例如鈀)的量能夠大大 降低。當對依照步驟(b)的組合物施加電流時，在陰極上測定的電流密度優選在0. 01 1 OA/dm2范圍，更優選0. 05 IA/dm2，甚至更優選0. 1 0. 5A/dm2。可以在用依照步驟(b)的溶液與該基體接觸的同時連續施加電流。可替代地，可 以在用依照步驟(b)的溶液接觸該基體之前施加電流，并在浸漬該基體的過程中停止。在第三種替代方式中，可以在用依照步驟(b)的溶液接觸該基體之前以及另外在 該基體的浸漬過程中施加電流。對于依照步驟(b)的溶液的在先處理，電流通常施加30s 120分鐘的時間，更優 選10 60分鐘，甚至更優選20 40分鐘。可以將該電流一次施加到上述活化劑溶液上， 并隨后可以在該經處理的溶液中處理數個基體。可替代地，可以在活化劑溶液中的每次處 理之前施加電流。當在用依照步驟(b)的溶液接觸該基體的同時連續施加電流時，這可以優選在將 該基體浸漬到該溶液中的整個過程中進行。可替代地，在該基體浸漬期間的一些時間點可 以將電流停止。所用的陽極材料優選是不銹鋼、銅、銅合金(例如黃銅)、鈦、鍍鉬的鈦、石墨、銥或銠。陰極材料可以與該陽極材料相同或不同。優選使用不銹鋼、銅、銅合金(例如黃銅)、 鈦、鍍鉬的鈦、石墨、銥或銠。該陽極和陰極的尺寸可以根據施加的電流、工件的幾何形狀、依照步驟(b)的溶 液中化合物的濃度、溶液的溫度等而改變。例如，對于具有0. 90mX0. 96mX3. 16m的尺寸和 約2700升處理液體的近似容積的包含依照步驟(b)的溶液的處理槽，該陽極和陰極可以具 有90cmX300cm IOcmXlOcm的尺寸，優選90cmX 30cm 30cmX 30cm。陽極和陰極的尺 寸可以相同或不同。這取決于槽的尺寸和裝置的限制，例如可以施加的最大電流的限制。可 以在常規實驗中確定陰極和陽極的最佳尺寸。圖1中示出了依照本專利技術的系統(1)的典型裝置。該處理液體(2)是上述依照步 驟(b)的溶液。使用夾持設備(5)將基體(4)浸漬在該處理液體中。用于供給電流的裝置 (3)包括電流源(3a)、陽極(3b)和陰極(3c)。該活化劑溶液的陽極處理導致化學消耗的降低、較低的貴金屬帶出(drag-out) 和較高的制備可靠性。待依照本專利技術的方法涂覆的非電導性基體沒有特別限制。這些基體包括經過強烈 結構化的塑料部件，例如經設計在第三維度中具有明顯延伸的蜂窩狀物(comb)或制品，例 如咖啡壺、電話聽筒、水管配件等。然而，依照本專利技術也可以涂覆其他非電導性基體，例如陶 瓷基體或其他金屬氧化物非電導性基體。此外，可以涂覆小的表面，例如印刷電路板的通孔壁。該非電導性基體可以是聚合物，選自由以下構成的組聚烯烴，例如聚苯乙烯，聚 苯乙烯共聚物，例如聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，SBS)，聚丙烯，聚乙烯；聚酰胺；丙烯 腈和丙烯酸甲酯的共聚物、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、氯乙烯和苯乙烯的共聚物 (SAN)、丁二烯和苯乙烯的共聚物(ABS)、丁二烯、苯乙烯(ABS)和聚碳酸酯(PC)的共聚物； 聚酰亞胺、聚酯、酚醛樹脂和環氧化物。該非電導性基體也可以是玻璃基體。所述基體然后可以任選地用化學蝕刻劑進行微蝕刻，其中該基體包本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于將金屬涂層施加到非電導性基體上的方法，包括以下步驟：（ａ）將該基體與包含貴金屬／ＩＶＡ族金屬溶膠的活化劑接觸以得到經處理的基體，（ｂ）用包含以下的溶液的組合物接觸所述經處理的基體：（ｉ）Ｃｕ（Ⅱ）、Ａｇ、Ａｕ或Ｎｉ可溶性金屬鹽或其混合物，（ｉｉ）氫氧化物離子源和（ｉｉｉ）用于所述金屬鹽的金屬的離子的絡合劑，包含對所述金屬鹽的金屬的離子具有約０．７３－約２１．９５的累積形成常數ｌｏｇ　Ｋ的有機材料，其特征在于在將所述溶液與該基體接觸之前和／或在接觸過程中，用電流處理依照步驟（ｂ）的組合物一段時間。

【技術特征摘要】
1.用于將金屬涂層施加到非電導性基體上的方法，包括以下步驟(a)將該基體與包含貴金屬/IVA族金屬溶膠的活化劑接觸以得到經處理的基體，(b)用包含以下的溶液的組合物接觸所述經處理的基體 (i) Cu (II)、Ag、Au或Ni可溶性金屬鹽或其混合物，( )氫氧化物離子源和(iii)用于所述金屬鹽的金屬的離子的絡合劑，包含對所述金屬鹽的金屬的離子具有 約0. 73-約21. 95的累積形成常數log K的有機材料，其特征在于在將所述溶液與該基體接觸之前和/或在接觸過程中，用電流處理依照步 驟(b)的組合物一段時間。2.權利要求1的方法，其中在將所述溶液與該基體接觸過程中施加電流。3.前述權利要求任意一項的方法，其中該電流范圍是0.05-lA/dm2。4.前述權利要求任意一項的方法，其中提供...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳偉杰，潘科亮，
申請(專利權)人：安美特德國有限公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]