Способ получения электропроводных покрытий

 

ОПИСАпИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.07. 81 (21) 3325183/23-05 (31) М. КЛ. с присоединением заявки ¹

В 05 D 5/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.1282. Бюллетень ¹ 46 (53) УДК668.066 (088. 8) Дата опубликования описаиия15.12.82

М.A. Баранауска с, A. И .Жебраускас, N. И .Иалкауекас и А.Ю.Прокопчик (72) Авторы изобретения

Вильнюсский государственный университет им. В.Капсукаса и Институт химии и химической

1 технологии AH Литовской CC (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к модификации свойств диэлектрических материалов и может быть использовано для создания экранирующих и токопроводящих конструкций, а также гальванической металлизации полимеров и других диэлектриков °

Известен способ нанесения электропроводных сульфидных покрытий на иэделия из полиамидов (1) путем обработки их поверхности горячим раст-. вором солей металлов второй группы с последующей обработкой раствором сульфида натрия.

Однако полученное таким образом покрытие отличается низким сопротивлением 0,1-5 кОм/Q . Метод не является универсальныи — обработка в растворе солей ведется при 80-100 С, что недопустимо для многих термопластов; технология загрязняет окружающую среду вследствие интенсивного выделения токсичного сероводорода из ванн в атмосферу и в промывные воды, так как концентрация сульфида натрия в ванне 100-200 г/л. Покрытие, нанесенное по данной технологии на других полимерах, имеет высокое сопротивление., Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения электропроводного покрытия на различных диэлектриках — пластмассах (2 ), согласно которому поверхность обрабатывают раствором соли меди при комнатной температуре, промывают горячей водой и обрабатывают раствором сульфида натрия.

Для увеличения электропроводности нанесение покрытия повторяют несколько раз, но и после трехкратного нанесения, сопротивление на

15 зеркально гладкой поверхности пластмасс составляет О, 8-1, 0 кО л/т1, а на шероховатых поверхностях пластмасс оно резко увеличивается. Для практических целей сопротивление 0,8

1,0 кОм/g часто оказывается слишком большим, например при последующей гальванической металлизации на таких поверхностях медленно проходит затяжка поверхности металлов, незозмож25 но мета лизировать детали сложного профиля, требуются дополнительные то, коподводящие контакты для металлиза:ции больших поверхностей. Эти л методом полученные покрытия на других

Зо диэлектриках (например стекле керами980858 ке), имеют более высокое сопротивление. Недостатком данного способа также является применение горячей воды для промывки.

Цель изобретения - снижение электрического сопротивления. 5

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу получения электропроводных покрытий обработкой поверхности диэлектриков раствором соли меди, промывкой и последующей 1О обработкой сульфидирующим агентом, обработку поверхности диэлектриков ведут в растворе соединения одновалентной меди, а в качестве сульфидирующего агента используют 0,002- 15

О, 1 2 М р ас тв ор поли суль фида.

Раствор соединения одновалентной меди получают путем введения восстановителя„ например гидразина,гидрохинона, сульфита, в раствор комплек 0 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 промы- 0 вают 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 M. Резкое увеличение

9 сопротивления 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 M. Для нанесения следующего слоя, обработку после промывки повторяют, начиная с погруже- 45 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- 50 точной водопроводной водой. Разбавленный раствор полисульфида позволяет вести промывку после обработки раствором соли меди и после полисуль. фида в одной и. той же ванне. 55

Электропроводность увеличивается при нанесении нескольких слоев, но практически для достижения сопротивления 0,1-0,7 кОм/D достаточно двух или трехслойного покрытия. 60

Пример ы 1-21. Для приготовления одного литра раствора соединения соли одновалентной меди растворяют 0,4 моль соли двухвалентной меди (например сульфата или хлорида) 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 125150 г серы при нагревании до 60

100 С. Полученный раствор доводят воР дой 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 в

1 ей величины сопротквления соответстуют трехслойному покрытию.

Примеры 1 и 5 показывают, что несоблюдение рекомендованных концентрацией полисульфида приводит к увеличению сопротивления покрытия по сравнению 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 покрытия резко увеличивается. Пример 20 и 21 выполнены по технологии прототипа с промывкой после обработки раствором соли меди соответственно горячей (70 C) и холодной (18 C) водой.

ПредлагаеМый способ нанесения сульфидного покрытия обеспечивает низкое электрическое сопротивление

0,1-0,7 кОи/О. Это облегчает, например, металлизацию диэлектриков, особенно сложной форьы, и не требует сложной системы контактов. Как показано в таблице, метод обладает большой универсальностью для широкого ассортимента диэлектриков-полимерных, силикатных и др. Это выгодно отличает предлагаемый способ от других.

Предлагаемая- технология менее загрязняет окружающую среду вредным сероводородом.из-за незначительного его выделения в газообразном состоянии из сильно разбавленной ванны сульфидирования. Резко снижается количество сероводорода и в сточной воде, а llpH HclloJIIsoBRHHH общей ванны промывки после обработки раствором соли меди к сульфкдкрованиявообще исключается, так как соединения серы взаимодействуют с ионами меди с образованием инертного осадка сульфида меди.

980858! О,Р .1»е

О О

C) . !«Ъ е» е-!

) I 1 («! . («! в! ф о, Ю

C) м, »

Ю О

ill с О

О О а I I I I I I I I

<с! О г4 н в в в в в t в t в и 4

«» е » I I I I I 1 1 1 I 1

1 и

1 О

t е ъ

1 Э

Эа

Х О В!

Н 63 Ц

ОНХ

t e 0 3

В! Э М аале

iO ь

Q в! 0 йЧ Ю

О (Ч

О О О

О О О с « с

О О О

Ю

«Ф

an Q В в» О 1 с с

О О!! 1 1

1 в

В t

I I

1 1 й

1 1

I 1 1

В В и

I 1 I (Ч е»

Ф

Р

Ф Э

Х IE I

В

О. 1

Х » в .д

Н

9 Х

I 1 1 «0 в в ° @ Х

Н

9 Ф Х I

О 1

Hi Е»

51 в в

1 !

1 й!

1 и

1 1 в и й

1 I о Л

Э ь A

1 I Щ О 9 Н Х Ы

1 1 Q Х

Э

I! I

В

О 1

Н! й!

I 1

° t в

1 I 1

1 й!

1 1

I !

Ф3

Н Ц О

ib Х 6

О

Х О

Н 9

Х

Н 1 с

О Х

И Н

О

Ia Н °

Х 1

Э

О

9 О

Х

О.

Ф

5 о.

6 а

90 а

Хl«0

ХХ 5

g М Р

U О Й

Ь о е Д 6 !«

Н

9

Ф t 5»

1 1 О

Х

Э

36 1 в

О ч

1 I I 1 1

В t t В °

1 I I 1 1

О О

»Ч <«Ъ W Ю Е е ф Е О !Ч ЕеЪ Ф an Ю Фс е» е » е» е» е-! «.» «-Ф е-4

° » йЧ

Ю

»Ч а ф Ю Ю

I I I а О !

Ч В » с с

Ю Ю

Ю О е!Ъ с °

О О

I 1

Г Ю а с с

Ю О ф ф

° Э <Ч с с о о

Ю «Ф еЧ е» с

О Ю

О Ф с

Ю

I ф ееЪ с ь

Ю !!Ъ р с с

О Ю

1 1

О О ю an с

О Ю о an

a! w с с о о

I 1

1!В»«Ъ

° в е Ъ

\ с

Ю Ю

<Ч О е Л с

ОО ! I

Е Ю

«.» О с о о

0Ъ лю с с

Ю В

I I

О В

РЪ с с»«!

a!I! Ц

Х а

Э О

0 в!

О Э

Э О

Н О

O Ц

О. л

flj

Н! О

О б а O

Е

В3 в!

03 X

6» Ж Х

Й

С \ с

Х

g, о

Э

980858

Формула изобретения

Составитель В. Балгин

Техред 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-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ° Проектная, 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, про-, мывкой и последующей обработкой сульч фидируюшим агентом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения электропроводности, обработку поверхности диэлектриков ведут раствором соединения одновалентной меди, а в качестве сульфидирующего агента используют 0,0020,12 М раствор полисульфида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 619542, кл. С 23 С 3/02, 1975.

2. Ставницер И.И. и др. Гальваническая металлиэация изделий иэ капрона. - "Технология и организация

15 производства", Киев, 1978, 9 1, с. 56-57 (прототип).