El proceso de fabricación de productos plásticos implica principalmente cuatro procesos clave: formación de moldes, tratamiento de superficies, impresión y ensamblaje. El tratamiento de superficies es una parte indispensable y los procesos de pretratamiento son esenciales para mejorar la adhesión de los recubrimientos y proporcionar una buena capa base conductora para el revestimiento.
Pretratamiento superficial de productos plásticos:
Esto incluye principalmente tratamientos de recubrimiento y enchapado. Generalmente, los plásticos tienen alta cristalinidad, polaridad baja o nula y baja energía superficial, lo que afecta la adhesión de los recubrimientos. Dado que los plásticos son aislantes no-conductores, el revestimiento no se puede aplicar directamente a sus superficies mediante procesos de galvanoplastia estándar. Por lo tanto, se deben realizar los tratamientos previos necesarios antes del tratamiento de la superficie para mejorar la adhesión del recubrimiento y proporcionar una capa subyacente conductora con buena unión.
Pretratamiento del recubrimiento:
El pretratamiento incluye desengrasar la superficie plástica, es decir, limpiar el aceite y los agentes desmoldeantes, y un tratamiento de activación superficial, cuyo propósito es mejorar la adhesión del recubrimiento.
01 Desengrasado
Desengrase de productos plásticos. De forma similar al desengrasado de productos metálicos, los productos plásticos se pueden desengrasar utilizando disolventes orgánicos o soluciones acuosas alcalinas que contengan tensioactivos. El desengrasante con disolventes orgánicos es adecuado para limpiar cera de parafina, cera de abejas, grasa y otras suciedades orgánicas de superficies plásticas. El disolvente orgánico utilizado no debe disolver, hinchar ni agrietar el plástico; debe tener un punto de ebullición bajo, ser volátil, no-tóxico y no-inflamable.
Las soluciones acuosas alcalinas son adecuadas para desengrasar plásticos resistentes a los álcalis-. Esta solución contiene soda cáustica, sales alcalinas y diversos tensioactivos. El tensioactivo más utilizado es la serie OP, es decir, éter de alquilfenol polioxietileno, que no forma espuma y no deja residuos en la superficie del plástico.
02 Activación de superficie
Esta activación tiene como objetivo mejorar las propiedades superficiales de los plásticos, es decir, generar grupos polares o hacer rugosa la superficie del plástico, haciendo que los recubrimientos sean más fáciles de humedecer y adsorber en la superficie de la pieza. Existen muchos métodos de tratamiento de activación de superficies, como oxidación química, oxidación por llama, grabado con vapor de solvente y oxidación por descarga en corona. El método más utilizado es el tratamiento químico de oxidación de cristales, que comúnmente utiliza una solución de ácido crómico. Una formulación típica es 4,5% de dicromato de potasio, 8,0% de agua y 87,5% de ácido sulfúrico concentrado (96% o más).
Algunos productos plásticos, como el poliestireno y los plásticos ABS, se pueden recubrir directamente sin tratamiento de oxidación química. Para obtener recubrimientos de alta-calidad, a veces se utiliza un tratamiento de oxidación química. Por ejemplo, después de desengrasar el plástico ABS se puede grabar con una solución diluida de ácido crómico. Una formulación típica es 420 g/L de ácido crómico y 200 ml/L de ácido sulfúrico (gravedad específica 1,83). Un proceso de tratamiento típico es de 65 a 70 grados durante 5 a 10 minutos, seguido de enjuague con agua y secado. La ventaja del grabado con ácido crómico es que puede tratarse uniformemente independientemente de la complejidad de la forma del producto plástico. Sus desventajas son que la operación es peligrosa y provoca contaminación.
Pretratamiento para recubrimiento:
El propósito del pretratamiento para el recubrimiento es mejorar la adhesión entre el recubrimiento y la superficie plástica y formar una capa subyacente metálica conductora sobre la superficie plástica. El proceso de pretratamiento incluye principalmente: rugoso mecánico, desengrasado químico, rugoso químico, sensibilización, activación, reducción y revestimiento no electrolítico. Los primeros tres pasos son para mejorar la adhesión de la capa de revestimiento, mientras que los últimos cuatro son para formar una capa inferior de metal conductor.
01 Desbastado Mecánico y Químico
Los procesos de raspado mecánico y químico utilizan métodos mecánicos y químicos, respectivamente, para raspar la superficie del plástico, aumentando el área de contacto entre la capa de revestimiento y el sustrato. Generalmente se cree que la adhesión conseguida mediante rugosidad mecánica es sólo aproximadamente el 10% de la conseguida mediante rugosidad química.
02 Desengrase químico
El método de desengrasado de las superficies plásticas antes del recubrimiento es el mismo que el del pretratamiento del recubrimiento.
03 Sensibilización
La sensibilización implica adsorber sustancias fácilmente oxidables, como el dicloruro de estaño y el tricloruro de titanio, sobre la superficie del plástico con una cierta capacidad de adsorción. Estas sustancias adsorbidas fácilmente oxidables se oxidan durante la activación, mientras que el activador se reduce a núcleos catalíticos que permanecen en la superficie del producto. El objetivo de la sensibilización es sentar las bases para el posterior recubrimiento no electrolítico de la capa metálica.
04 Activación
La activación implica tratar la superficie sensibilizada con una solución de compuestos metálicos catalíticamente activos. Esencialmente, el producto que contiene el agente reductor adsorbido se sumerge en una solución acuosa de un agente oxidante que contiene una sal de metal noble. Los iones de metales nobles, que actúan como agente oxidante, se reducen con S²⁺n y las partículas de metales nobles reducidas se depositan en la superficie del producto como partículas coloidales con una fuerte actividad catalítica. Cuando esta superficie se sumerge en una solución de revestimiento químico, estas partículas se convierten en centros catalíticos, acelerando la reacción de revestimiento químico.
05 Tratamiento Reductor
Antes del revestimiento químico, el producto activado y enjuagado se sumerge en una solución de agente reductor de una determinada concentración utilizada en el revestimiento químico para eliminar cualquier agente activador restante. Esto se llama tratamiento de reducción. Para el revestimiento químico de cobre, se utiliza una solución de formaldehído para el tratamiento de reducción; para el revestimiento químico de níquel, se utiliza una solución de hipofosfito de sodio.. 06 Revestimiento químico
El propósito del revestimiento químico es generar una película metálica conductora en la superficie de los productos plásticos, creando las condiciones para galvanizar capas metálicas sobre los productos plásticos. Por lo tanto, el revestimiento químico es un paso clave en la galvanoplastia de plástico.
