Introducción: El proceso de fabricación deproductos plásticosEl proceso consta principalmente de cuatro etapas clave: formación del molde, tratamiento superficial, impresión y ensamblaje. El tratamiento superficial es una parte fundamental. Para mejorar la adherencia del recubrimiento y proporcionar una buena base conductora para el chapado, el pretratamiento es indispensable.
Pretratamiento superficial de productos plásticos
Principalmente incluye el tratamiento de recubrimiento y el tratamiento de galvanoplastia. Generalmente, los plásticos presentan un alto grado de cristalinidad, baja o nula polaridad y baja energía superficial, lo que afecta la adhesión del recubrimiento. Dado que el plástico es un aislante no conductor, no se puede galvanizar directamente sobre su superficie según las especificaciones generales del proceso de galvanoplastia. Por lo tanto, antes del tratamiento superficial, se debe realizar un pretratamiento necesario para mejorar la fuerza de adhesión del recubrimiento y proporcionar una capa base conductora con buena adherencia para la galvanoplastia.
Pretratamiento del recubrimiento
El pretratamiento incluye el desengrasado de la superficie plástica, es decir, la limpieza del aceite y el agente desmoldante de la superficie, y la activación de la superficie plástica, con el fin de mejorar la adherencia del recubrimiento.
1. Desengrasado
Desengrasado deproductos plásticosDe forma similar al desengrase de productos metálicos, el desengrase de productos plásticos puede realizarse mediante la limpieza con disolventes orgánicos o el desengrase con soluciones acuosas alcalinas que contengan tensioactivos. El desengrase con disolventes orgánicos es adecuado para eliminar parafina, cera de abejas, grasa y otros residuos orgánicos de la superficie del plástico. El disolvente orgánico utilizado no debe disolver, hinchar ni agrietar el plástico, y debe tener un punto de ebullición bajo, ser volátil, no tóxico e ininflamable. Las soluciones acuosas alcalinas son adecuadas para desengrasar plásticos resistentes a los álcalis. La solución contiene sosa cáustica, sales alcalinas y diversos tensioactivos. El tensioactivo más utilizado es el de la serie OP, es decir, el éter de alquilfenol polioxietileno, que no forma espuma ni permanece en la superficie del plástico.
2. Activación de la superficie
Esta activación tiene como objetivo mejorar las propiedades superficiales de los plásticos, es decir, generar grupos polares en la superficie del plástico o aumentar su rugosidad para que el recubrimiento se humedezca y se adhiera con mayor facilidad a la superficie de la pieza. Existen diversos métodos de tratamiento de activación superficial, como la oxidación química, la oxidación por llama, el grabado con vapor de disolvente y la oxidación por descarga de corona. El más utilizado es la oxidación química cristalina, que suele emplear ácido crómico líquido. Su fórmula típica consiste en 4,5 % de dicromato de potasio, 8,0 % de agua y 87,5 % de ácido sulfúrico concentrado (más del 96 %).
Algunos productos plásticos, como el poliestireno y el ABS, pueden recubrirse directamente sin tratamiento de oxidación química. Para obtener un recubrimiento de alta calidad, también se utiliza el tratamiento de oxidación química. Por ejemplo, después del desengrasado, el plástico ABS puede grabarse con una solución diluida de ácido crómico. Su fórmula típica es de 420 g/L de ácido crómico y 200 ml/L de ácido sulfúrico (densidad 1,83). El proceso típico consiste en 65 °C a 70 °C durante 5-10 minutos, lavado con agua y secado. La ventaja del grabado con ácido crómico es que, independientemente de la complejidad de la forma del producto plástico, se puede tratar de manera uniforme. La desventaja es que la operación es peligrosa y genera contaminación.
Pretratamiento del recubrimiento
El objetivo del pretratamiento del recubrimiento es mejorar su adherencia a la superficie plástica y formar una capa inferior metálica conductora sobre dicha superficie. El proceso de pretratamiento incluye principalmente: rugosidad mecánica, desengrasado químico, rugosidad química, tratamiento de sensibilización, tratamiento de activación, tratamiento de reducción y recubrimiento químico. Los tres primeros pasos mejoran la adherencia del recubrimiento, y los cuatro últimos forman la capa inferior metálica conductora.
1. Rugosidad mecánica y rugosidad química
El tratamiento de rugosidad mecánica y química consiste en aumentar la rugosidad de la superficie plástica mediante métodos mecánicos y químicos, respectivamente, para incrementar el área de contacto entre el recubrimiento y el sustrato. Generalmente se considera que la fuerza de adhesión que se logra mediante la rugosidad mecánica es solo alrededor del 10 % de la que se consigue con la rugosidad química.
2. Desengrasado químico
El método de desengrase para el pretratamiento del recubrimiento de superficies plásticas es el mismo que el método de desengrase para el pretratamiento del recubrimiento.
3. Sensibilización
La sensibilización consiste en adsorber sustancias fácilmente oxidables, como dicloruro de estaño, tricloruro de titanio, etc., sobre la superficie de plásticos con cierta capacidad de adsorción. Estas sustancias adsorbidas se oxidan durante el tratamiento de activación, y el activador se reduce a núcleos de cristal catalítico que permanecen en la superficie del producto. La función de la sensibilización es preparar el terreno para la posterior capa metálica de recubrimiento químico.
4. Activación
La activación consiste en tratar la superficie sensibilizada con una solución de compuestos metálicos catalíticamente activos. Su esencia radica en sumergir el producto adsorbido con el agente reductor en una solución acuosa que contiene un oxidante de sal de metal precioso, de modo que los iones de metal precioso se reduzcan por acción del S²⁺n como oxidante, y el metal precioso reducido se deposite en la superficie del producto en forma de partículas coloidales con una fuerte actividad catalítica. Al sumergir esta superficie en una solución de recubrimiento químico, estas partículas se convierten en centros catalíticos, lo que acelera la velocidad de reacción del recubrimiento químico.
5. Tratamiento de reducción
Antes del recubrimiento químico, los productos activados y lavados con agua limpia se sumergen en una solución de agente reductor de concentración específica, utilizada en el proceso de recubrimiento químico para reducir y eliminar el activador no lavado. Este proceso se denomina tratamiento de reducción. Para el recubrimiento químico de cobre, se utiliza una solución de formaldehído, mientras que para el recubrimiento químico de níquel, se utiliza una solución de hipofosfito de sodio.
6. Recubrimiento químico
El objetivo del recubrimiento químico es formar una película metálica conductora sobre la superficie de los productos plásticos para crear las condiciones necesarias para la electrodeposición de la capa metálica. Por lo tanto, el recubrimiento químico es un paso clave en la electrodeposición de plásticos.
Fecha de publicación: 13 de junio de 2024