[发明专利]非金属衬底的金属化方法和预处理组合物

说明书

本发明涉及一种非金属衬底的金属化方法，所述方法包含步骤(A)至(C)，其中步骤(A)为针对蚀刻的预处理步骤，并且步骤(C)为金属化步骤。在步骤(A)中，利用了包含个别锰(II)、(III)和(IV)物种的预处理组合物。本发明还涉及一种特定的预处理组合物。

技术领域

本发明涉及一种非金属衬底的金属化方法，所述方法包含步骤(A)至(C)，其中步骤(A)为针对蚀刻的预处理步骤，并且步骤(C)为金属化步骤。在步骤(A)中，利用了包含个别锰(II)、(III)和(IV)物种的预处理组合物。本发明还涉及一种特定的预处理组合物。

背景技术

金属化如塑料衬底的非金属衬底在现代技术中有着悠久的历史。典型的应用是在汽车行业以及卫生用品方面。

然而，使非金属/非导电衬底能够接受金属层的要求很高。通常来说，相应的方法是先对衬底表面进行表面改性，通常称为蚀刻。通常情况下，需要一个敏感的平衡，以确保足够的表面粗糙化，而不会造成太强的缺陷。

许多方法和蚀刻组合物是已知的，包括包含有环境问题的铬物种(如六价铬物种)的组合物。虽然这些组合物通常提供非常强的和可接受的蚀刻结果，但对环境友好的替代品的需求越来越多，并在一定程度上已经在本领域中提供。

例如，WO 2018/095998 A1提及一种用于在塑料工艺中镀覆的无铬蚀刻，其中塑料表面在第一步骤中与至少包含Mn(IV)离子的蚀刻溶液接触，在第二蚀刻步骤中，与至少包含Mn(III)和Mn(VII)离子的溶液接触，之后进行镀覆步骤。

EP 3 584 352 A1提及一种用于无电镀的预处理组合物和一种相应的预处理方法，其在不使用有害的铬酸和昂贵的钯的情况下展现出较高的镀覆沉积性能，同时减少了步骤的数量。

EP 0 913 498 A1提及一种结合表面处理和金属沉积的工艺。相应的水溶液包含一个金属活化剂，如银、钴、钌、铈、铁、锰、镍、铑或钒的氧化物种。活化剂可以适当地被电化学氧化成较高的氧化态。

EP 2 025 708 A1提及一种包含锰(VII)离子的蚀刻溶液。

EP 2 937 446 B1提及一种用于蚀刻处理树脂材料的组合物，所述组合物包含高锰酸根离子。

US 2017/159183 A1提及一种使用含有锰作为活性成分的蚀刻浴的树脂镀覆方法。

US 8,603,352 B1提及一种锰化合物酸性悬浮液的无铬组合物，并且锰离子被施加到有机聚合物表面以蚀刻所述表面。所述悬浮液包含一种或多种未溶解的锰(II)化合物，或一种或多种未溶解的锰(III)化合物，或其混合物，溶解的锰(II)离子和溶解的锰(III)离子，以及一种或多种酸。

CN 110172684 A提及一种用于ABS塑料的无铬粗化液的调配和制备。

如上所看到，在许多情况下，利用锰物种来代替铬离子。然而，某些锰物种本身就有特定的缺点。例如，锰(VII)物种通常形成难以处理的二氧化锰，其经常吸附在衬底表面，并且需要化学还原来对其进行溶解。

此外，除了有环境问题的铬离子问题，蚀刻过程还影响到随后沉积的最外金属层的整体质量，特别是在光泽/亮度和表面粗糙度方面。如果最外金属层是铬层，那么这一点尤其明显。由于最外金属层的光学外观需要尽可能的完美，因此适合的金属化方法要从平衡良好的蚀刻步骤开始。

本发明目的

因此，本发明的目的是克服现有技术的上述缺点。

本发明的一个特别目标是提供一种非金属衬底的金属化方法，其中所获得的金属化衬底(尤其带有铬层)提供了更进一步改进的质量。特别需要获得如下金属层(尤其铬层)，其非常光滑并具有改进的金属光泽/亮度，但仍能充分地粘附在非金属衬底上。