CH348849A

CH348849A - Procédé de nickelage chimique de surfaces non métalliques et bain d'initiation pour l'exécution du procédé

Info

Publication number: CH348849A
Authority: CH
Inventors: G Lee Warren
Original assignee: Gen Am Transport
Priority date: 1954-12-31
Filing date: 1955-12-22
Publication date: 1960-09-15

Description


  Procédé de nickelage chimique de surfaces non métalliques  et bain     d'initiation    pour     l'exécution    du procédé    La présente invention a pour     objet    un procédé  amélioré pour le nickelage de surfaces non     métalli-          ques,    et notamment de matières plastiques.  



  On sait déjà par les brevets USA No 2690401  et No 2690402 du 28 septembre 1954, qu'il est pos  sible d'appliquer le     procédé    de nickelage     chimique     consistant à plonger l'objet à revêtir de nickel dans  un bain à     991,    C contenant des ions nickel et     hypo-          phosphite    ainsi que divers agents d'addition, à des  matières ne catalysant pas la réduction des sels de  nickel par les     hypophosphites,    grâce à un traitement  préalable de la surface de l'objet pour y déposer des  particules de palladium -métallique.  



  Le mode de mise en     oeuvre    le plus courant de ce  traitement consiste à immerger l'objet dans une solu  tion d'un sel de palladium, puis dans une solution  réductrice qui réduit le sel en palladium métallique.  



  On a     découvert    maintenant que l'on peut amé  liorer les résultats des procédés de ce type dans des       proportions    considérables, si l'on insère dans l'ensem  ble du     processus    une phase supplémentaire, que l'on  désignera dans ce qui suit par   initiation  , et qui  consiste à traiter la surface, couverte de germes  d'amorçage, par une solution de nickelage     chimique     ayant une composition particulière, avant d'entre  prendre l'opération de nickelage chimique propre  ment dite.  



  Le procédé selon l'invention, dans lequel on pré  pare la surface à nickeler en y formant des     germes     d'amorçage et immerge ladite     surface    dans un bain  de nickelage chimique, est caractérisé en ce que,  préalablement à l'immersion dans ledit bain de nicke  lage chimique, on immerge la surface à nickeler dans    un bain d'initiation contenant des ions nickel dans la  proportion de 0,07 à 0,10     ions-g/1;    des ions     hypo-          phosphite    dans un rapport     ions-g        nickel/ions-g        hypo-          phosphite    de 0,45 à 0,55 ;

   des ions     acétate    dans un  rapport     ions-g        nickel/ions-g    acétate de 1,45 à  1,55 ; des ions ammonium dans la proportion de  0,030 à 0,080     ions-g/1,    et de l'acide     orthoborique     dans la proportion de 0,015 à 0,030     mol-g/1;    le pH  de ce bain étant de 5,5 à 6,0.  



       L'invention    comprend aussi un     bain    d'initiation  pour l'exécution du procédé et se composant comme  indiqué ci-dessus.  



  Un tel bain d'initiation est     instable,    de sorte que  bien que sa vitesse de dépôt croisse avec la tempé  rature, il est utilisé d'ordinaire à une température  comprise entre 20 et     30o    C.  



  De même, la vitesse de dépôt croit avec le pH  et on opère de préférence vers pH 5,8.    Dans ces conditions, la vitesse de nickelage  assurée par ce bain est de l'ordre de 1     micron/heure.     Pratiquement la durée de l'initiation est de 10 à 30  minutes.  



  Après cette     initiation,    on soumet l'objet à l'action  d'un bain de nickelage chimique, par exemple tel  qu'il est décrit dans les brevets antérieurs cités plus  haut.   Les avantages de cette initiation préalable sont  que l'on supprime, lors du nickelage proprement dit,  le temps   d'induction      ,    c'est-à-dire l'intervalle de       temps        avant    dépôt du nickel sur les germes d'amor  çage,     d'ordinaire    des germes de     palladium    et que  l'adhérence de la couche de nickel est     accrue    dans  des proportions considérables.

        Un exemple particulier d'un tel bain d'initiation  est donné ci-après  
EMI0002.0001     
  
    Ingrédients <SEP> Moles <SEP> Grammes
<tb>  par <SEP> litre <SEP> par <SEP> litre
<tb>  Hypophosphite <SEP> de <SEP> nickel <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,09 <SEP> 26,7
<tb>  (poids <SEP> moléculaire <SEP> :

   <SEP> 296,86
<tb>  Handbook <SEP> Chem. <SEP> Physics
<tb>  1945)
<tb>  Acide <SEP> orthobarique <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .
<tb>  Sulfate <SEP> d'ammonium <SEP> <B>......</B> <SEP> 0,02 <SEP> 2,64
<tb>  (correspondant <SEP> à <SEP> 0,04ions-g
<tb>  d'ammonium <SEP> par <SEP> litre)
<tb>  Acétate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,06 <SEP> 4,92       Le pH de ce bain d'initiation de nickelage est  réglé avant usage, de manière à se trouver entre 5,5  et 6,0, cet ajustage se faisant en     utilisant    selon le  cas, de l'acide     sulfurique    ou de .la soude. Ce bain  d'initiation de nickelage assure un taux de dépôt d'un  micron par heure.  



  On y plonge une plaque de matière plastique  ayant subi une activation par la méthode connue au  chlorure de palladium, et on effectue   l'initiation    à l'aide de ce bain d'initiation à la température am  biante     (21O    C) pendant 10 à 20     minutes.    Il est im  portant de rincer soigneusement (une quinzaine de  minutes) la plaque activée avant cette initiation,  sinon on risque la décomposition de ce bain d'ini  tiation.  



  Après cette initiation, la plaque est     rincée    à l'eau  du robinet, puis passée pendant     environ    30 secondes  dans un bain de décapage d'acide sulfurique à 10 %,  après quoi la plaque est à nouveau rincée comme  précédemment.  



  La plaque est ensuite soumise à un nickelage chi  mique dans un bain de nickelage maintenu à environ       93o    -     99o    C pendant le temps     nécessaire    pour obtenir  un dépôt de nickel de l'épaisseur voulue - 4 minutes  étant, en général, un temps suffisant - ce bain de  nickelage     chimique    assurant un taux de revêtement  d'environ 22,5 à 25     microns    par heure.  



  Le bain de nickelage     chimique    qui convient le  mieux est celui constitué     d'una    solution aqueuse  ayant la composition suivante  
EMI0002.0015     
  
    Moles <SEP> par <SEP> litre
<tb>  Sulfate <SEP> de <SEP> nickel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,09
<tb>  Hypophosphite <SEP> de <SEP> sodium <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>......</B> <SEP> 0,225
<tb>  Acide <SEP> malique <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,18
<tb>  Succinate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 0,06       Avant     utilisation,    le pH de     ce    bain doit être  ajusté entre 5,8 et 6,0 environ, en employant, selon  le cas, de l'acide sulfurique ou de la soude.  



  Une autre formule de bain     chimique    de nickelage  chimique est     celle    d'une solution aqueuse ayant la  composition approximative suivante  
EMI0002.0020     
  
    Moles <SEP> par <SEP> litre
<tb>  Sulfate <SEP> de <SEP> nickel <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,07
<tb>  Hypophosphite <SEP> de <SEP> sodium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,23
<tb>  Acide <SEP> lactique <SEP> <B>.....</B> <SEP> .. <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .... <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,30
<tb>  Acide <SEP> propionique <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 0,03       Avant utilisation, le pH de ce bain doit être ajusté  entre 4,5 et 4,7 environ, en employant, selon le cas,  de l'acide sulfurique ou de la soude.  



  Bien que l'un et l'autre des bains chimiques de  nickelage chimique ci-dessus décrits donnent entière  satisfaction pour l'exécution du nickelage chimique  sur des surfaces dûment préparées de la plaque, la  première formule décrite, à base d'acides     trialique    et  succinique est préférable, du fait que les     qualités     d'adhérence du nickel sont considérablement amé  liorées, si l'on fait usage de ce bain.  



  Après - le dernier stade de nickelage chimique  précité, la plaque est placée dans un four et soumise  à une cuisson à environ     162,1    C pendant environ 30  minutes, de manière à la sécher et à la dégazer com  plètement.  



  Elle peut ensuite être soumise à un     processus     supplémentaire de galvanoplastie, pour lequel le dé  pôt de nickel est un support particulièrement avanta  geux. Toutefois, cette application n'est qu'une possi  bilité et l'opération de nickelage pourrait elle-même  constituer la phase finale dans une opération de revê  tement et de décoration, au moyen de nickel, de  nombreux objets     manufacturés    formés essentiellement  de matières non métalliques ; elle constitue également  une phase intermédiaire dans l'art de     l'enduisage    et  de la décoration au moyen de cuivre et d'autres  métaux déposés par voie galvanoplastique, d'objets  constitués essentiellement de matières non conduc  trices de l'électricité.

Claims

REVENDICATIONS I. Procédé de nickelage chimique d'une surface so lide non métallique, dans lequel on prépare ladite sur face en y formant des germes d'amorçage et on im merge ladite surface dans un bain de nickelage chimi que, caractérisé en ce que, préalablement à l'immersion dans ledit bain de nickelage chimique, on immerge la surface à nickeler dans un bain d'initiation conte nant des ions nickel dans la proportion de 0,07 à 0,10 ions-g/1; des ions hypophosphite dans un rap port ions-g nickel/ions-g hypophosphite de 0,45 à 0,55 ;

des ions acétate dans un rapport ions-g nickel/ ions-g acétate de 1,45 à 1,55 ; des, ions ammonium dans la proportion de 0,030 à 0,080 ions-g/1 et de l'acide orthoborique dans la proportion de 0,015 à 0,030 mol-g/1; le pH de ce bain étant de 5,5 à 6,0. II.

Bain d'initiation pour l'exécution du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il con tient 0,07 à 0,10 ions-g/1 de nickel, des ions hypo- phosphite de 0,45 à 0,55, des ions acétate dans un rapport ions-g nickel/ions-g acétate de 1,45 à 1,55, des ions d'ammonium dans la proportion de 0,030 à 0,080 ions-g/1, et de l'acide orthoboriquë dans la proportion de 0,015 à 0,030 mol-g/1; le pH de ce bain étant de 5,5 à 6,0. SOUS-REVENDICATIONS: 1.

Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on maintient la température du bain d'ini tiation entre 10 et 30o C,dé préférence à 21,, C, tandis qu'on maintient la température du bain de nickelage chimique entre 93o C et 99o C. 2.

Procédé selon la revendication I et la sous- revendication 1, caractérisé en ce qu'on immerge la surface à nickeler dans un bain d'initiation ayant la composition suivante EMI0003.0012 Moles <SEP> Grammes <tb> par <SEP> litre <SEP> par <SEP> litre <tb> Hypophosphite <SEP> de <SEP> nickel <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,09 <SEP> 26,7 <tb> (poids <SEP> moléculaire: <SEP> 296,86) <tb> Acide <SEP> orthoborique <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,02 <SEP> 1,2 <tb> Sulfate <SEP> d'ammonium <SEP> ...... <SEP> 0,02 <SEP> 2,64 <tb> Acétate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 0,06 <SEP> 4,92 3.

Bain selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il contient du sulfate d'ammonium.