Раствор для получения меднополимерных покрытий

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом меднении как металлических деталей, так и диэлектриков, в частности резинотехнических изделий (РТИ). Водный раствор содержит, г/л: сернокислая медь 4-5, калий натрий виннокислый 20-22, сернокислый натрий 15-16, натрия гидроксид 10-12, поливинилпирролидон 2-3, бензоат аммония 0,05-0,1, формалин 20-22. Технический результат: повышение эластичности медного покрытия, повышение адгезии к покрываемой поверхности РТИ и увеличение скорости реакции. 2 табл.

 

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом меднении как металлических деталей, так и диэлектриков, в частности резинотехнических изделий (РТИ).

Модификация РТИ заключается в нанесении полимерного покрытия методом электроосаждения на предварительно металлизированные поверхности. Процесс состоит из ряда последовательно выполняемых операций: химическое меднение поверхности РТИ, электроосаждение полимерного покрытия, термообработка.

Нанесение медного подслоя необходимо для придания поверхности РТИ электропроводных свойств перед последующим формированием композиционного полимерного покрытия методом электроосаждения, при этом толщина электропроводного слоя не должна превышать 1-2 мкм.

Процесс формирования медного подслоя на диэлектрики состоит из ряда операций: обезжиривание, травление, сенсибилизация, активирование, химическое меднение. Все операции перед химическим меднением осуществляют по известным методикам /Шалкаускас М. Химическая металлизация пластмасс. Л., Химия, 1977, 168 с./

Известен раствор для химического меднения (прототип), содержащий, г/л: медь сернокислая - 4, калий, натрий виннокислый - 20, натрий сернокислый - 15, натрия гидроксид - 10, формалин - 20. /А.с. №1770344, С 09 К 13/02. Состав для травления поверхности резины, с.3. Опубл.23.10.92. Бюл.№39/.

Этот раствор применяется для формирования электропроводного медного слоя как на диэлектриках, так и на эластичных материалах (резинах) перед последующим нанесением на него полимерного покрытия.

Однако электропроводный подслой, полученный из описанного раствора, отличается низкой эластичностью на резинах (10 мм по ШГ-1) и невысокой адгезией.

Перед авторами стояла задача повышения эластичности медного подслоя, повышение его адгезии к покрываемой поверхности РТИ и увеличение скорости реакции.

Поставленная задача решается тем, что в раствор, содержащий меди сульфат, калий, натрий виннокислый, натрия сульфат, едкий натр, формалин, дополнительно введены поливинилпирролидон и бензоат аммония, и компоненты взяты в соотношении, г/л:

медь сернокислая 4-5

калий, натрий виннокислый 20-22

натрий сернокислый 15-16

натрия гидроксид 10-12

поливинилпирролидон 2-3

бензоат аммония 0,05-0,1

формалин 20-22

Сущность изобретения заключается в том, что введение полимера (поливинилпирролидон) и бензоат аммония в раствор химического меднения повышает скорость реакции химического меднения, а также вводимый полимер образует с ионами меди комплексные соединения, которые значительно повышают прочность на изгиб эластичных материалов с таким покрытием и одновременное армирование образующимися комплексами покрытия, улучшение прочности сцепления покрытия с основой и исключает растворение медного слоя в процессе электроосаждения. Вводимый бензоат аммония повышает стабильность раствора.

Концентрации компонентов подобраны таким образом, чтобы обеспечить достижение максимального эффекта, т.е. увеличение количества включаемых в покрытие частиц комплекса и равномерность их распределения.

Пример приготовления раствора химического меднения.

Раствор готовят с таким расчетом, чтобы в отсутствие деталей в ванне не происходило образование меди в объеме раствора. При приготовлении раствора все компоненты, кроме формалина, растворяются в дистиллированной воде отдельно, а после фильтрации смешиваются. Отдельно растворяют ПВП и бензоат аммония, полученную смесь вводят в раствор меднения.

Формалин добавляют в раствор после загрузки образцов. Процесс ведется при температуре 18-25°С в течение 15-30 минут. ПВП представляет собой порошок белого цвета, температура размягчения 150-160°С.

В ходе исследования был разработан ряд составов, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Составы растворов химического меднения
КомпонентыСодержание, г/л
123456Прототип
Медь сернокислая4455454
Калий, натрий виннокислый20202222202220
Натрий сернокислый15151616151615
Натрия гидроксид10101212101210
Поливинилпирролидон23232,52,5-
Бензоат аммония0,050,10,050,10,070,07-
Формалин20202222202220

Полученные составы растворов использовали для химической металлизации образцов из резины на основе бутадиен-нитрильных, изопреновых, акрилатных каучуков. В ходе исследований определена скорость реакции меднения и проверка разработанных покрытий на эластичность, прочность сцепления с основой. В табл. 2 приведены результаты испытаний для резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков. Данные для других резин лежат практически в этих же пределах.

Таблица 2

Свойства полученных покрытий
ПоказателиНомер композиции
123456Прототип
Прочность на изгиб по ШГ-1,мм33333310
Скорость реакции, мкм/ч4,54,24,44,14,54,53,5
Прочность сцепления, МПа3,12,73,12,73,03,02,5

Как видно из табл. 2, введение в состав раствора водорастворимого полимера и бензоата аммония позволяет увеличить скорость реакции и повысить эластичность покрытия в 3 раза.

На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемая полимерная антифрикционная композиция может быть защищена патентом Российской Федерации.

Раствор для получения меднополимерных покрытий, содержащий медь сернокислую, калий натрий виннокислый, натрий сернокислый, натрия гидроксид, формалин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит водорастворимый полимер - поливинилпирролидон и бензоат аммония при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислая медь4-5
Калий натрий виннокислый20-22
Сернокислый натрий15-16
Натрия гидроксид10-12
Поливинилпирролидон2-3
Бензоат аммония0,05-0,1
Формалин20-22



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности к составам растворов для контактного меднения тугоплавких металлов, например циркония и его сплавов, и может быть использовано для нанесения технологической подсмазки при волочении.

Изобретение относится к области нанесения тонкослойных металлических покрытий на металлические детали, конкретно к нанесению золота, серебра, платины, палладия, никеля, ртути, индия, висмута и сурьмы, и может быть использовано в микроэлектронике, электротехнических и светоотражающих устройствах, а также в ювелирной промышленности.

Изобретение относится к нанесению антифрикционных покрытий натиранием, в частности к составам для нанесения покрытий в виде тонкой пленки меди на поверхности трения в машиностроительной, металлообрабатывающей и др.

Изобретение относится к оборудованию для химического покрытия металлических порошков с последующей их очисткой от продуктов реакции с использованием ультразвуковых колебаний и может быть использовано в производстве экологически чистых композиционных материалов в металлургической и электротехнической промышленности, а также в машиностроении.

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий. .

Изобретение относится к получению сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой и может быть использовано в электронной промышленности.

Изобретение относится к химическому нанесению металлических покрытий. .
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом осаждения композиционных медных покрытий на стальные детали, которые могут быть использованы в электрической, химической промышленности и машиностроении

Изобретение относится к способам меднения пластмасс, в частности полимерных композиционных материалов на основе углеродных волокон, и может быть использовано при производстве мебельной фурнитуры, бытовых приборов, предметов быта, в автомобильной и радиотехнической отраслях промышленности
Изобретение относится к технологии получения металлизированных тканых и нетканых материалов и может быть использовано для производства катализаторов, а также для изготовления декоративных и отделочных материалов

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях для обработки проволоки, ленты, труб и других изделий различного сечения
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для металлизации стальной проволоки
Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов и может быть использовано при производстве железобетонных стальных конструкций, эксплуатируемых при повышенных нагрузках

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для повышения термической стабильности порошкообразного гидрида титана
Изобретение относится к способам производства гибких печатных плат, соединительных кабелей, шлейфов, микросхем. Предложен способ подготовки поверхности полиимида под химическое осаждение медного покрытия, заключающийся в травлении полиимида водным раствором щелочи, содержащим 150-250 г/л NaOH или КОН, при температуре 60±2°C в течение 5-15 мин с последующей активацией водными растворами азотнокислого серебра состава 3-5 г/л в течение 10-15 мин при комнатной температуре. Технический результат – предложенная технология химического нанесения проводящего покрытия технологически проще, экономичней и химически и экологически безопасней известного уровня техники. 7 пр.
Наверх