Úvod: Výrobný proces plastových výrobkov zahŕňa hlavne štyri kľúčové procesy: formovanie formy, povrchovú úpravu, tlač a montáž. Povrchová úprava je nenahraditeľnou súčasťou a procesy predúpravy sú nevyhnutné na zlepšenie priľnavosti náterov a poskytnutie dobrej vodivej podkladovej vrstvy pre pokovovanie. Tento článok stručne popisuje procesy predúpravy povrchu plastových výrobkov.
Povrchová predúprava plastových výrobkov zahŕňa najmä povrchovú úpravu a pokovovanie. Vo všeobecnosti majú plasty vysokú kryštalinitu, nízku alebo žiadnu polaritu a nízku povrchovú energiu, čo ovplyvňuje priľnavosť náterov.
Keďže plasty sú nevodivé izolanty, pokovovanie nie je možné priamo aplikovať na ich povrchy pomocou štandardných procesov galvanického pokovovania. Preto by sa pred povrchovou úpravou mali vykonať potrebné predbežné úpravy, aby sa zlepšila priľnavosť náteru a zabezpečila sa vodivá podkladová vrstva s dobrou priľnavosťou.
Predúprava zahŕňa odmastenie plastového povrchu, tj odstránenie olejových a odformovacích činidiel a povrchovú aktivačnú úpravu, ktorej účelom je zlepšiť priľnavosť povlaku.
01 Odmasťovanie
Odmasťovanie plastových výrobkov. Podobne ako pri odmasťovaní kovových výrobkov je možné plastové výrobky odmastiť pomocou organických rozpúšťadiel alebo alkalických vodných roztokov obsahujúcich povrchovo aktívne látky. Odmasťovanie organickým rozpúšťadlom je vhodné na čistenie parafínového vosku, včelieho vosku, mastnoty a iných organických nečistôt z plastových povrchov. Použité organické rozpúšťadlo by nemalo rozpúšťať, napučať alebo praskať plast; mal by mať nízky bod varu, byť prchavý, ne-toxický a-nehorľavý.
Alkalické vodné roztoky sú vhodné na odmasťovanie plastov-odolných voči alkáliám. Tento roztok obsahuje lúh sodný, alkalické soli a rôzne povrchovo aktívne látky. Najbežnejšie používaným povrchovo aktívnym činidlom je séria OP, tj alkylfenolpolyoxyetylénéter, ktorý nepenuje a nezanecháva zvyšky na plastovom povrchu.
02 Aktivácia povrchu Cieľom tejto aktivácie je zlepšiť povrchové vlastnosti plastov, to znamená vytvoriť polárne skupiny alebo zdrsniť povrch plastu, čím sa povlaky ľahšie zmáčajú a adsorbujú na povrch dielu. Existuje mnoho spôsobov úpravy povrchovej aktivácie, ako je chemická oxidácia, plameňová oxidácia, leptanie výparmi rozpúšťadla a oxidácia korónovým výbojom. Najpoužívanejšou metódou je chemická kryštalická oxidácia, pri ktorej sa bežne používa roztok kyseliny chrómovej. Typická formulácia je 4,5 % dvojchrómanu draselného, 8,0 % vody a 87,5 % koncentrovanej kyseliny sírovej (96 % alebo viac).
Niektoré plastové výrobky, ako je polystyrén a ABS plasty, môžu byť priamo potiahnuté bez chemickej oxidácie. Na získanie-kvalitných povlakov sa niekedy používa chemická oxidácia. Napríklad ABS plast je možné po odmastení naleptať zriedeným roztokom kyseliny chrómovej. Typická formulácia je 420 g/l kyseliny chrómovej a 200 ml/l kyseliny sírovej (špecifická hmotnosť 1,83). Typický proces úpravy je 65 stupňov -70 stupňov počas 5-10 minút, po ktorých nasleduje opláchnutie vodou a sušenie. Výhodou leptania kyselinou chrómovou je, že dokáže rovnomerne ošetriť plastové výrobky rôznych tvarov. Jeho nevýhodou je, že prevádzka je nebezpečná a dochádza k problémom so znečistením.
Účelom predbežnej úpravy pred potiahnutím je zlepšiť priľnavosť medzi poťahom a plastovým povrchom a vytvoriť na plastovom povrchu vodivú kovovú podkladovú vrstvu. Proces predúpravy zahŕňa najmä: mechanické zdrsnenie, chemické odmasťovanie, chemické zdrsnenie, senzibilizačné ošetrenie, aktivačné ošetrenie, redukčné ošetrenie a bezprúdové pokovovanie. Prvé tri kroky majú zlepšiť priľnavosť povlaku, zatiaľ čo posledné štyri majú vytvoriť vodivú kovovú podkladovú vrstvu.
01 Mechanické a chemické zdrsňovanie
Mechanické a chemické zdrsňovacie úpravy využívajú mechanické a chemické metódy na zdrsnenie plastového povrchu, čím sa zväčšuje kontaktná plocha medzi povlakom a substrátom. Všeobecne sa predpokladá, že pevnosť spoja dosiahnutá mechanickým zdrsňovaním je len asi 10 % pevnosti dosiahnutej chemickým zdrsňovaním.
02 Chemické odmasťovanie
Metóda odmasťovania plastových povrchov pred náterom je rovnaká ako pri predbežnej úprave pred náterom.
03 Senzibilizácia
Senzibilizácia zahŕňa adsorbovanie ľahko oxidovateľných látok, ako je chlorid cínatý a chlorid titaničitý, na plastový povrch, ktorý má určitú adsorpčnú kapacitu. Tieto adsorbované, ľahko oxidovateľné látky sa počas aktivácie oxidujú, zatiaľ čo aktivátor sa redukuje na katalytické jadrá, ktoré zostávajú na povrchu produktu. Senzibilizácia položí základ pre následné bezprúdové pokovovanie.
04 Aktivácia
Aktivácia zahŕňa ošetrenie senzibilizovaného povrchu roztokom katalyticky aktívnych zlúčenín kovov. V podstate sa produkt obsahujúci adsorbované redukčné činidlo ponorí do vodného roztoku oxidantu obsahujúceho soľ vzácneho kovu. Ióny ušľachtilých kovov pôsobiace ako oxidanty sú redukované o S2⁺n a redukované častice ušľachtilých kovov sa usadzujú na povrchu produktu ako koloidné častice so silnou katalytickou aktivitou. Keď je tento povrch ponorený do roztoku bezprúdového pokovovania, tieto častice sa stanú katalytickými centrami, čím sa urýchli reakcia bezprúdového pokovovania.
05 Redukčná liečba
Pred bezprúdovým pokovovaním sa aktivované a opláchnuté produkty ponoria do roztoku redukčného činidla určitej koncentrácie používaného pri bezprúdovom pokovovaní, aby sa odstránil všetok zostávajúci aktivátor. Toto sa nazýva redukčná liečba. Pri bezprúdovom pokovovaní medi sa na redukciu používa roztok formaldehydu; na bezprúdové pokovovanie niklom sa používa roztok fosfornanu sodného. 06 Chemické pokovovanie Účelom chemického pokovovania je vytvorenie vodivého kovového filmu na povrchu plastových výrobkov, čím sa vytvárajú podmienky na elektrolytické pokovovanie kovových vrstiev na plastových výrobkoch. Preto je chemické pokovovanie kľúčovým krokom pri galvanickom pokovovaní plastov.
