Úvod: Výrobní proces plastových výrobků zahrnuje především čtyři klíčové procesy: tváření forem, povrchovou úpravu, tisk a montáž. Povrchová úprava je nepostradatelnou součástí a procesy předúpravy jsou nezbytné pro zlepšení přilnavosti povlaků a poskytnutí dobré vodivé podkladové vrstvy pro pokovování. Tento článek stručně popisuje procesy povrchové předúpravy plastových výrobků.
Povrchová předúprava plastových výrobků zahrnuje především povrchové úpravy a pokovování. Obecně mají plasty vysokou krystalinitu, nízkou nebo žádnou polaritu a nízkou povrchovou energii, což ovlivňuje přilnavost povlaků.
Vzhledem k tomu, že plasty jsou nevodivé izolanty, nelze na jejich povrchy přímo aplikovat pokovování pomocí standardních procesů galvanického pokovování. Před povrchovou úpravou by proto měly být provedeny nezbytné předúpravy, aby se zlepšila přilnavost povlaku a zajistila se vodivá podkladová vrstva s dobrou přilnavostí.
Předúprava zahrnuje odmaštění plastového povrchu, tj. odstranění olejových a odformovacích činidel a povrchovou aktivační úpravu, jejímž účelem je zlepšit přilnavost povlaku.
01 Odmašťování
Odmašťování plastových výrobků. Podobně jako odmašťování kovových výrobků lze plastové výrobky odmašťovat pomocí organických rozpouštědel nebo alkalických vodných roztoků obsahujících povrchově aktivní látky. Odmašťování organickým rozpouštědlem je vhodné pro čištění parafínového vosku, včelího vosku, mastnoty a jiných organických nečistot z plastových povrchů. Použité organické rozpouštědlo by nemělo rozpouštět, bobtnat nebo praskat plast; měl by mít nízký bod varu, být těkavý, ne-toxický a-hořlavý.
Alkalické vodné roztoky jsou vhodné pro odmašťování plastů-odolných vůči alkáliím. Tento roztok obsahuje louh sodný, alkalické soli a různé povrchově aktivní látky. Nejčastěji používaným povrchově aktivním činidlem je řada OP, tedy alkylfenolpolyoxyethylenether, který netvoří pěnu a nezanechává zbytky na povrchu plastu.
02 Aktivace povrchu Tato aktivace má za cíl zlepšit povrchové vlastnosti plastů, tj. vytvořit polární skupiny nebo zdrsnit povrch plastu, což usnadňuje smáčení povlaků a jejich adsorbování na povrch součásti. Existuje mnoho metod povrchové aktivační úpravy, jako je chemická oxidace, plamenová oxidace, leptání parou rozpouštědla a oxidace korónovým výbojem. Nejrozšířenější metodou je chemická krystalická oxidace, při které se běžně používá roztok kyseliny chromové. Typická formulace je 4,5 % dichromanu draselného, 8,0 % vody a 87,5 % koncentrované kyseliny sírové (96 % nebo vyšší).
Některé plastové výrobky, jako je polystyren a ABS plasty, mohou být přímo potaženy bez chemické oxidace. K získání vysoce{1}}kvalitních povlaků se někdy používá chemická oxidace. Například ABS plast lze po odmaštění leptat zředěným roztokem kyseliny chromové. Typická formulace je 420 g/l kyseliny chromové a 200 ml/l kyseliny sírové (měrná hmotnost 1,83). Typický proces ošetření je 65 stupňů -70 stupňů po dobu 5-10 minut, následuje opláchnutí vodou a vysušení. Výhodou leptání kyselinou chromovou je, že dokáže rovnoměrně ošetřit plastové výrobky různých tvarů. Jeho nevýhodou je nebezpečný provoz a problémy se znečištěním.
Účelem předúpravy před potažením je zlepšit přilnavost mezi potahem a plastovým povrchem a vytvořit na plastovém povrchu vodivý kovový podklad. Proces předúpravy zahrnuje především: mechanické zdrsnění, chemické odmaštění, chemické zdrsnění, senzibilizační ošetření, aktivační ošetření, redukční ošetření a bezproudové pokovování. První tři kroky mají zlepšit přilnavost povlaku, zatímco poslední čtyři mají vytvořit vodivou kovovou podkladovou vrstvu.
01 Mechanické a chemické zdrsňování
Mechanické a chemické zdrsnění využívají mechanické a chemické metody ke zdrsnění plastového povrchu, čímž se zvětší kontaktní plocha mezi povlakem a substrátem. Obecně se má za to, že pevnost spojení dosažená mechanickým zdrsněním je pouze asi 10 % pevnosti dosažené chemickým zdrsněním.
02 Chemické odmašťování
Metoda odmašťování plastových povrchů před nátěrem je stejná jako u předúpravy před nátěrem.
03 Senzibilizace
Senzibilizace zahrnuje adsorbování snadno oxidovatelných látek, jako je chlorid cíničitý a chlorid titaničitý, na plastový povrch, který má určitou adsorpční kapacitu. Tyto adsorbované, snadno oxidovatelné látky jsou během aktivace oxidovány, zatímco aktivátor je redukován na katalytická jádra, která zůstávají na povrchu produktu. Senzibilizace pokládá základ pro následné bezproudové pokovování.
04 Aktivace
Aktivace zahrnuje ošetření senzibilizovaného povrchu roztokem katalyticky aktivních sloučenin kovů. V podstatě se produkt obsahující adsorbované redukční činidlo ponoří do vodného roztoku oxidantu obsahujícího sůl vzácného kovu. Ionty vzácných kovů, působící jako oxidanty, jsou redukovány o S²⁺n a redukované částice vzácných kovů se usazují na povrchu produktu jako koloidní částice se silnou katalytickou aktivitou. Když je tento povrch ponořen do roztoku bezproudového pokovování, tyto částice se stanou katalytickými centry, což urychluje reakci bezproudového pokovování.
05 Redukční léčba
Před bezproudovým pokovováním se aktivované a opláchnuté produkty ponoří do roztoku redukčního činidla o určité koncentraci používaného při bezproudovém pokovování, aby se odstranil veškerý zbývající aktivátor. Říká se tomu redukční léčba. Pro bezproudové pokovování mědí se pro redukční úpravu používá roztok formaldehydu; pro bezproudové pokovování niklem se používá roztok fosfornanu sodného. 06 Chemické pokovování Účelem chemického pokovování je vytvořit vodivý kovový film na povrchu plastových výrobků, čímž se vytvoří podmínky pro galvanické pokovování kovových vrstev na plastové výrobky. Proto je chemické pokovování klíčovým krokem při galvanickém pokovování plastů.
