A műanyag termékek gyártási folyamata főként négy kulcsfontosságú folyamatot foglal magában: formázás, felületkezelés, nyomtatás és összeszerelés. A felületkezelés elengedhetetlen kelléke, az előkezelési eljárások pedig elengedhetetlenek a bevonatok tapadásának javításához és jó vezetőképes aljzat biztosításához a bevonatokhoz.
Műanyag termékek felületi előkezelése:
Ez elsősorban a bevonat- és bevonatkezeléseket foglalja magában. Általában a műanyagoknak magas a kristályossága, alacsony vagy nincs polaritásuk, és alacsony a felületi energiájuk, ami befolyásolja a bevonatok tapadását. Mivel a műanyagok nem-vezető szigetelők, a bevonat nem alkalmazható közvetlenül a felületükre szabványos galvanizálási eljárásokkal. Ezért a felületkezelés előtt el kell végezni a szükséges előkezeléseket a bevonat adhéziójának javítása és a jó tapadású vezetőképes alsó réteg biztosítása érdekében.
Bevonat előkezelés:
Az előkezelés magában foglalja a műanyag felület zsírtalanítását, azaz az olaj- és formaleválasztó szerek eltávolítását, valamint a felületaktiváló kezelést, melynek célja a bevonat tapadásának javítása.
01 Zsírtalanítás
Műanyag termékek zsírtalanítása. A fémtermékek zsírtalanításához hasonlóan a műanyag termékek is zsírtalaníthatók szerves oldószerekkel vagy felületaktív anyagokat tartalmazó lúgos vizes oldatokkal. A szerves oldószeres zsírtalanítás alkalmas paraffinviasz, méhviasz, zsír és egyéb szerves szennyeződések műanyag felületekről történő tisztítására. A használt szerves oldószernek nem szabad feloldania, megduzzadnia vagy megrepednie a műanyagot; alacsony forráspontúnak, illékonynak, nem-mérgezőnek és nem-gyúlékonynak kell lennie.
A lúgos vizes oldatok alkalmasak lúg{0}}rezisztens műanyagok zsírtalanítására. Ez az oldat marónátront, lúgos sókat és különféle felületaktív anyagokat tartalmaz. A leggyakrabban használt felületaktív anyag az OP sorozat, azaz az alkil-fenol-polioxietilén-éter, amely nem képez habot és nem hagy maradékot a műanyag felületen.
02 Felszíni aktiválás
Ennek az aktiválásnak a célja a műanyagok felületi tulajdonságainak javítása, azaz poláris csoportok létrehozása vagy a műanyag felület érdesítése, így a bevonatok könnyebben nedvesedhetnek és adszorbeálódnak az alkatrész felületén. A felületaktivációs kezelésnek számos módja létezik, mint például a kémiai oxidáció, a lángoxidáció, az oldószergőz-maratás és a koronakisüléses oxidáció. A legszélesebb körben alkalmazott módszer a kémiai kristályoxidációs kezelés, amely általában krómsavas oldatot használ. Egy tipikus készítmény 4,5% kálium-dikromát, 8,0% víz és 87,5% tömény kénsav (96% vagy magasabb).
Egyes műanyag termékek, például a polisztirol és az ABS műanyagok közvetlenül bevonhatók kémiai oxidációs kezelés nélkül. A kiváló minőségű bevonatok{1}}előállítása érdekében néha kémiai oxidációs kezelést alkalmaznak. Például zsírtalanítás után az ABS műanyagot hígított krómsavoldattal lehet maratni. A tipikus készítmény 420 g/l krómsav és 200 ml/l kénsav (fajsúly 1,83). A tipikus kezelési folyamat 65-70 fok 5-10 percig, majd vizes öblítés és szárítás. A krómsavas maratás előnye, hogy a műanyag termék alakjának összetettségétől függetlenül egyenletesen kezelhető. Hátránya, hogy a művelet veszélyes és környezetszennyezést okoz.
A bevonat előkezelése:
A bevonat előkezelésének célja a bevonat és a műanyag felület közötti tapadás javítása, valamint a műanyag felületen vezető fémes alsó réteg kialakítása. Az előkezelési folyamat főként a következőket foglalja magában: mechanikai érdesítés, kémiai zsírtalanítás, kémiai érdesítés, szenzibilizáció, aktiválás, redukció és elektromos bevonat. Az első három lépés a bevonóréteg tapadási képességének javítása, míg az utóbbi négy egy vezetőképes fém alátét kialakítása.
01 Mechanikai és kémiai érdesítés
A mechanikai és kémiai érdesítési eljárások mechanikai, illetve kémiai módszereket alkalmaznak a műanyag felület érdesítésére, növelve a bevonatréteg és az alapfelület közötti érintkezési felületet. Általában úgy gondolják, hogy a mechanikai érdesítéssel elért tapadás csak körülbelül 10%-a a kémiai érdítéssel elértnek.
02 Kémiai zsírtalanítás
A műanyag felületek bevonat előtti zsírtalanítási módja megegyezik a bevonat előkezelésével.
03 Szenzibilizáció
Az érzékenyítés során könnyen oxidálható anyagokat, például ón-dikloridot és titán-trikloridot adszorbeálnak a műanyag felületére bizonyos adszorpciós kapacitással. Ezek az adszorbeálódó, könnyen oxidálható anyagok az aktiválás során oxidálódnak, míg az aktivátor katalitikus magokká redukálódik, és a termék felületén marad. Az érzékenyítés célja a fémréteg utólagos elektromentes bevonatának megalapozása.
04 Aktiválás
Az aktiválás során az érzékenyített felületet katalitikusan aktív fémvegyületek oldatával kezelik. Lényegében az adszorbeált redukálószert tartalmazó terméket egy nemesfémsót tartalmazó oxidálószer vizes oldatába merítjük. Az oxidálószerként működő nemesfém ionokat S²⁺n redukálja, a redukált nemesfém részecskék pedig erős katalitikus aktivitású kolloid részecskékként rakódnak le a termék felületén. Ha ezt a felületet kémiai bevonóoldatba merítjük, ezek a részecskék katalitikus központokká válnak, felgyorsítva a kémiai bevonási reakciót.
05 Csökkentő kezelés
A kémiai bevonat előtt az aktivált és leöblített terméket egy bizonyos koncentrációjú redukálószer-oldatba merítik, amelyet a kémiai bevonatnál használnak, hogy eltávolítsák a maradék aktiválószert. Ezt redukciós kezelésnek nevezik. A réz kémiai bevonásához formaldehid oldatot használnak a redukciós kezeléshez; nikkelezéshez nátrium-hipofoszfit oldatot használnak. 06 Kémiai bevonat
A kémiai bevonat célja, hogy a műanyag termékek felületén vezetőképes fémfilmet hozzon létre, ami megteremti a feltételeket a fémrétegek galvanizálásához a műanyag termékekre. Ezért a kémiai bevonat kulcsfontosságú lépés a műanyag galvanizálásban.
