聚合物制品和油墨组合物以及表面选择性金属化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚合物制品和一种油墨组合物，本发明还涉及一种表面选择性金 属化方法。
【背景技术】
[0002] 在聚合物制品表面形成金属层，作为电磁信号传导的通路，广泛用于汽车、工业、 计算机、通讯等领域。在聚合物制品表面选择性地形成金属层是该类聚合物制品制造的一 个核心环节。
[0003] US2004/0241422A1报道了在聚合物基体中加入尖晶石结构的无机化合物粉末，这 些无机化合物含有铜、镍、钴、铬、铁等元素，然后用紫外激光(波长为248nm、308nm、355nm、 532nm)和红外激光(波长为1064nm和10600nm)进行活化。US2004/0241422A1特别提到具 有尖晶石结构的氧化物可以在激光作用下还原出金属单质，将金属单质作为晶核，诱导化 学沉积金属，形成金属层。
[0004] 尽管采用上述方法能够在聚合物制品表面形成金属层，但是添加到聚合物基体中 的无机化合物的颜色较深，从而很难得到浅色、特别是白色的聚合物制品，并且很难对聚合 物制品的颜色进行调节，导致产品的色彩单一。另外，常用的白色填料用激光活化后的化学 镀活性低，很难获得满意的镀覆速度，并且形成的金属镀层的附着力也很难满足使用要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有的表面选择性金属化的方法存在的上述不足，提供一 种聚合物制品和一种油墨组合物以及表面选择性金属化方法。
[0006] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种聚合物制品，该聚合物制品含有聚 合物基体以及分散在所述聚合物基体中的至少一种第一添加剂，其中，所述第一添加剂选 自式I所示的氧化物、式II所示的氧化物、式III所示的氧化物以及铝掺杂的氧化锌，
[0007] BaTia0b (式 I)
[0008]式 I 中，a 为 0? 5-20, b 为 1-30 ;
[0009] ZnAlc0d (式 II)
[0010]式 II 中，c 为 0? 5-30, d 为 1. 5-50;
[0011] ZngSnOh (式 III)
[0012] 式 III 中，g 为 1-2, h 为 3-4。
[0013] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种油墨组合物，该油墨组合物含有至 少一种连接料以及至少一种第一添加剂，其中，所述第一添加剂选自式I所示的氧化物、式 II所示的氧化物、式III所示的氧化物以及铝掺杂的氧化锌，
[0014] BaTia0b (式 I)
[0015]式 I 中，a 为 0? 5-20, b 为 1-30 ;
[0016] ZnAlc0d (式 II)
[0017] 式 II 中，C 为 0? 5-30, d 为 1. 5-50 ;
[0018] ZngSnOh (式 III)
[0019]式 III 中，g 为 1-2, h 为 3-4。
[0020] 根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种聚合物制品表面选择性金属化方 法，该方法包括以下步骤：（1)用能量束照射聚合物制品的需要进行金属化的表面，使被照 射的表面气化；以及（2)将照射后的聚合物制品进行化学镀，其中，所述聚合物制品为本发 明提供的聚合物制品。
[0021] 根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种绝缘性基材表面选择性金属化方 法，该方法包括以下步骤：（1)将油墨组合物中的各组分混合均匀，将得到的混合物施用于 绝缘性基材的需要进行金属化的表面，以形成油墨层；（2)用能量束对所述油墨层的表面 进行照射，以使油墨层的表面气化；以及（3)将照射后的绝缘性基材进行化学镀；其中，所 述油墨组合物为本发明提供的油墨组合物。
[0022] 本发明将特定的第一添加剂添加到聚合物基体中或者将其分散在连接料中形成 油墨，采用激光照射后，由所述第一添加剂形成的化学镀活性中心的活性高，能够以较高的 镀覆速度形成具有较高附着力的金属镀层。
[0023] 本发明采用为白色或颜色较浅的第一添加剂来形成化学镀活性中心，因而在将所 述第一添加剂分散在例如聚合物的基材中时，一方面不会或基本不会掩盖或改变基材的颜 色，另一方面还可以通过在基材中添加其它颜色的物质来调苄基体的颜色，进而获得具有 不同颜色的产品。
【具体实施方式】
[0024] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种聚合物制品，该聚合物制品含有聚 合物基体以及分散在所述聚合物基体中的至少一种第一添加剂，其中，所述第一添加剂选 自式I所示的氧化物、式II所示的氧化物、式III所示的氧化物以及铝掺杂的氧化锌，
[0025] BaTia0b (式 I)
[0026] 式I中，a为0. 5-20,优选为1-5,更优选为1-4 ;b为1-30,优选为3-15,更优选为 3-9；
[0027] ZnAlc0d (式 II)
[0028] 式II中，c为0. 5-30,优选为2-5,更优选为2 ;d为1. 5-50,优选为1. 5-5,更优选 为 1. 5-4;
[0029] ZngSnOh (式 III)
[0030] 式 III 中，g 为 1-2, h 为 3-4。
[0031] 所述铝掺杂的氧化锌是指在氧化锌基体中引入作为掺杂元素的铝，同时不改变或 基本不改变氧化锌的晶体结构。所述铝掺杂的氧化锌中的铝的掺杂量可以为常规选择。优 选地，所述铝掺杂的氧化锌中，以氧化物计的铝的掺杂量为1-3摩尔％。
[0032] 所述第一添加剂的具体实例包括但不限于：BaTi0 3、Ba6Ti1704(l、Ba4Ti 1303(l、BaTi50n、 Ba2Ti 902〇、Ba4Ti1303〇、Ba 2Ti902〇、ZnAl204、Zn 2Sn04、ZnSn03、BaTi409、Zn 6Al1209 以及错掺杂的氧 化锌中的一种或多种。
[0033] 根据本发明的聚合物制品，所述第一添加剂在聚合物制品中的含量以聚合物制品 经激光照射后能够具有化学镀活性为准。一般地，相对于100重量份所述聚合物基体，所述 第一添加剂的含量可以为1-30重量份，优选为5-20重量份，更优选为10-15重量份。
[0034] 所述第一添加剂可以商购得到，也可以采用常规方法制备得到，本文不再详述。
[0035] 所述第一添加剂的颜色基本为白色，所述聚合物制品的颜色可以为聚合物基体的 颜色，也可以通过在聚合物基体中添加其它颜色的物质来对聚合物制品的颜色进行调节。
[0036] 根据本发明的聚合物制品，在一种优选的实施方式中，所述聚合物制品还含有分 散在所述聚合物基体中的至少一种第二添加剂，所述第二添加剂选自式IV所示的氧化物、 ZnO、Sn0 2、Ti02、A1203、ZnS、式V所示的氧化物以及锑掺杂的氧化锡，
[0037] CuM% (式 IV)
[0038]式 IV 中，M1 为 Al、Y、Cr 或 La ;
[0039] SnM^Oj (式 V)
[0040] 式V中，i为0? 1-6,优选为1-2 ;j为2-10,优选为4-8 ;
[0041] M2为Sb、In和Mo中的一种或多种。
[0042] 所述锑掺杂的氧化锡是指在氧化锡基体中引入作为掺杂元素的锑，同时不改变或 基本不改变氧化锡的晶体结构。所述锑掺杂的氧化锡中的锑的掺杂量可以为常规选择。优 选地，所述锑掺杂的氧化锡中，以氧化物计的锑的掺杂量为1-3摩尔％。
[0043] 所述第二添加剂的具体实例包括但不限于：CuLa02、CuCr0 2、CuA102、ZnO、Sn02、 Ti02、Al 203、ZnS、SnQ.5SbQ. 502、SnIn205、SnMo20 8以及锑掺杂的氧化锡中的一种或多种。
[0044] 通过在聚合物基体中分散至少一种第二添加剂，能够对聚合物制品的颜色进行调 节，从而得到具有不同色彩的聚合物制品；同时，还能对聚合物制品的化学镀活性进行调 节。例如，在所述聚合物基体中还分散有第二添加剂且所述第二添加剂选自式IV所示的化 合物时，不仅能够对聚合物制品的颜色进行调节，而且能够获得更高的镀覆速度。
[0045] 根据本发明的聚合物制品，所述第二添加剂在所述聚合物制品中的含量可以根据 预期的颜色以及镀覆速率进行选择。一般地，所述第一添加剂与所述第二添加剂的重量比 可以为1 :0. 001-0. 2,优选为1 :0. 01-0. 18,更优选为1 :0. 05-0. 15。在所述第二添加剂的 含量处于上述范围之内时，所述聚合物制品可以呈现出多种浅色调。
[0046] 根据本发明的聚合物制品，所述第一添加剂以及所述第二添加剂的颗粒大小可 以根据成型的方法进行选择，以能够形成致密的聚合物制品为准。一般地，所述第一添加 剂和所述第二添加剂的体积平均粒径各自可以为〇. 1-5 U m，优选为0. 4-2 y m，更优选为 1_2 u m〇
[0047] 所述聚合物制品可以采用常用的聚合物成型方法制备。在本发明的一种实施方式 中，可以通过将聚合物基体组分与所述第一添加剂以及任选的第二添加剂混合均匀并将得 到的混合物成型从而得到所述聚合物制品
[0048] 所述聚合物基体组分是指用于形成聚合物基体的组分，包括聚合物以及任选的助 剂。
[0049] 所述聚合物可以根据该聚合物制品的具体应用场合进行适当的选择。一般地，所 述聚合物制品可以为由热塑性聚合物形成的制品，也可以为由热固性聚合物形成的制品。 所述聚合物可以为塑料，也可以为橡胶，还可以为纤维。所述聚合物的具体实例可以包括 但不限于：聚烯烃(如聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚（丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯））、聚碳酸酯、聚酯(如聚对苯二甲酸环己烷对二甲醇酯、聚间苯二甲酸二烯丙酯、聚对苯 二甲酸二烯丙酯、聚萘二酸丁醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚 酰胺(如聚己二酰己二胺、聚壬二酰己二胺、聚丁二酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚癸二 酰己二胺、聚癸二酰癸二胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚辛酰胺、聚9-氨基壬酸、聚己内酰 胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰己二胺和聚对苯二甲酰壬二 胺)、聚芳醚、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯八丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）合金、聚苯醚、聚苯硫醚、 聚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮、聚苯并咪唑、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树 月旨、醇酸树脂、聚氨酯和有机硅树脂中的一种或多种。
[0050] 所述助剂可以为能够改善聚合物制品的性能或者赋予聚合物制品以新性能的物 质，例如填料、抗氧剂和光稳定剂。所述助剂的含量可以根据其种类和具体使用要求进行适 当的选择，没有特别限定。一般地，相对于1〇〇重量份所述聚合物，所述填料的含量可以为 1-40重量份，所述抗氧剂的含量可以为0. 01-1重量份，所述光稳定剂的含量可以为0. 01-1 重量份，所述润滑剂的含量可以为〇. 01-1重量份。
[0051] 所述填料可以是对激光不起任何物理或者化学作用的填料，例如，滑石粉和碳酸 钙。
[0052] 所述抗氧剂可以提高本发明的聚合物制品的抗氧化性能，从而提高制品的使用寿 命。所述抗氧剂可以为聚合物领域中常用的各种抗氧剂，例如可以含有主抗氧剂和辅助抗 氧剂。所述主抗氧剂与所述辅助抗氧剂之间的相对用量可