专利名称：有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法及树脂基导电涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种有机不导电基材(工程塑料、高分子基复合材料等)的表面金属化的前处理方法。本发明也涉及一种有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理涂料。
背景技术：
工程塑料以及高分子基复合材料具有比强度高、比模量大、耐疲劳强度好、减震性能好，制品重量轻等各种优越性能，可在较多领域代替金属制件，被广泛应用于航天、航空、交通运输、日常生活等各个领域。然而工程上该类材料的破坏通常都是由表面失效引起的，对其实施表面金属化处理，不仅可以提高其表面机械强度，实现表面的金属质感，而且能改善其在电、热及光等方面的性能，因此对其进行表面金属化是进一步拓展该类材料应用和发展的重要因素。电镀、化学镀及电刷镀由于成本低，适用性强，镀层质量好，结合强度高而广泛应用于不导电基材的表面金属化领域。长期以来化学镀/电镀在非金属表面的实施采用的均是传统的活化-敏化-还原方法，由于活化液中的主要成分为贵金属钯价格昂贵，使这一工艺成本较高，限制了化学镀方法在有机材料金属化领域的广泛应用。同时由于该工艺形成的化学镀层主要靠化学吸附活性催化点来形成镀层，所以镀层形成速度慢，质量稳定性差，与基体结合力较差，因此寻找新型的、低成本有效前处理方法，是化学镀在有机不导电材料金属化方面进一步应用的关键问题。电刷镀是从槽镀技术上发展起来的一种新的电镀方法。由于刷镀成本低、工艺灵活、生产效率高、镀层与基材结合强度高且均勻、致密在工程上具有广泛的应用前景，但由于电刷镀前提是基体具有良好的导电性，因此限制了其在非导电材料上的应用。综上所述，关于不导电有机基材表面形成具有催化活性的导电层的探索具有重要的理论研究意义和广泛的工程应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镀层的镀速及镀层质量的可控性好的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法。本发明的目的还在于提供一种该方法所用的树脂基导电涂料。本发明的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法为(1)、对不导电有机基材表面进行平整化、除油、粗化处理；(2)、向已粗化的不导电有机基材表面涂覆树脂基导电涂料，在热压状态下进行固化，在不导电有机基材表面形成导电固化层；(3)对导电固化层进行抛光，使其暴露出金属质点。本发明的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法还可以包括抛光后放入由硝酸、盐酸和有机溶剂构成的浸泡液中浸泡处理。
所述的树脂基导电涂料是5g 30g/l金属粉，在l_5g/l偶联剂和20 60g/l无水乙醇的混合物中进行池 24h表面改性处理，再在0. 01 0. lg/Ι硬脂酸和有机溶剂中进行Imin IOmin超声共混形成具有化学催化活性的连续导电金属粉悬浊液，将所述金属粉悬浊液配置在与基体具有相同或相似成分的树脂基中形成的树脂基导电涂料。所述的金属粉为镍粉或铜粉。所述的有机溶剂为二甲苯。所述的在热压状态下进行固化的加热温度为75°C。所述浸泡液的摩尔比组成为，硝酸盐酸正丁醇二甲苯=2 1 1 4，浸泡处理时间为3分钟。本发明的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法中所用树脂基导电涂料是5g 30g/l金属粉，通过l_5g/l偶联剂和20 60g/l无水乙醇的混合物中进行池 24h表面改性处理，再在0. 01 0. lg/Ι硬脂酸和有机溶剂中进行Imin IOmin超声共混形成的具有化学催化活性的连续导电金属粉悬浊液，将所述金属粉悬浊液配置在与基体具有相同或相似成分的树脂基中形成的树脂基导电涂料。发明的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法中所用树脂基导电涂料还可以包括所述的金属粉为镍粉或铜粉。所述的有机溶剂为二甲苯。本发明针对有机不导电基材化学镀及电刷镀实施过程中的瓶颈问题，即化学自催化活性金属离子的吸附和材料的表面导电化处理需求，通过加热加压及化学后处理的方法在有机基材表面形成具有催化活性的导电树脂层，同时解决有机基材表面导电化及化学自催化活性离子的吸附问题，为不导电有机基材的化学镀或电刷镀的成功实施提供技术保障。同时，由于涂敷层与基材结构相似形成的涂层结合力强，活性金属导电粉体比例易于调节使镀层的镀速及镀层质量可控性好。本发明具有以下有益效果本发明提供的有机不导电基材化学镀/电刷镀前处理方案工艺简单，成本低廉，调控性强，效果明显，具有良好的经济效益。本发明所提供的前处理技术可应用于各种有机不导电基材的多种金属或合金镀层的制备，普适性好。本发明所提供的前处理技术可以获得良好力学性能的高质量金属镀层，同时可明显提高电刷镀/化学镀层与有机不导电基材的结合强度。
图1是本发明的方法的工艺路线；图加与图2b为复合材料表面镍粉掺杂环氧涂层的化学镀层表面与截面形貌；图3a与图北为复合材料表面铜粉掺杂环氧涂层的电刷镀镀层形貌与成分；图如与图4b为复合材料表面镍粉掺杂环氧涂层的电刷镀镀层形貌与成分。
具体实施例方式
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下面举例对本发明做更详细的描述具体实施方案一本实施方案中所涉及的一种有机不导电基材的化学镀前处理方法。工艺方案如下首先对不导电基材环氧基玻璃纤维增强复合材料进行表面除油-粗化-清洗，然后配置环氧树脂和聚酰胺的有机涂料，将通过20g/l镍粉在2g/l偶联剂+20g/1无水乙醇表面改性他一0. 03g/l硬脂酸+有机溶剂(二甲苯)超声共混aiiin，形成的具有化学催化活性的连续导电镍粉(500目)粉悬浊液，然后将其与树脂共混涂覆于已粗化的复合材料表面，用XQ-2B镶嵌机对已经涂覆环氧基复合材料进行热压状态下的固化，加热温度75°C，使涂敷层在不导电有机基材表面形成了导电固化层，再将其放入化学溶剂(摩尔比为，硝酸盐酸正丁醇二甲苯=2 :1:1: 4的混合液)中浸泡3分钟，清洗烘干后，放入化学镀液施镀，结果如图2所示，通过上述工艺可获得表面均勻致密的化学镀层，同时从截面图中可见镀层与基体结合紧密，没有明显孔洞。具体实施方案二 该实验方案与方案一不同点是清洗烘干后，直接进行电净-活化和常规的电刷镀工艺。结果如图3所示，通过上述工艺可获质量良好的典型电刷镀层。具体实施方案三该实验方案与方案一不同点是在树脂涂料中添加20g/l通2g/1偶联剂+20g/l无水乙醇表面改性Mi — 0. 03g/l硬脂酸+有机溶剂(二甲苯)超声共混5min，形成的具有化学催化活性的连续导电铜粉(500目)粉悬浊液，然后将其涂覆于已粗化的复合材料表面，然后进行固化-抛光-混合溶液后处理-清洗烘干后直接进行电刷镀快镍。结果如图4所示。具体实施方案三该实验方案与方案一不同点是对工程塑料聚四氟乙烯进行除油-粗化-清洗，采用聚四氟乙烯作为涂料主要成膜物质，同时添加30g/l经3g/l偶联剂+50g/l无水乙醇表面改性他一0. 05g/l硬脂酸+有机溶剂(二甲苯)超声共混5min，形成的具有化学催化活性的连续导电镍粉(800目)悬浊液，然后将其和涂料共混涂敷于已经粗化的工程塑料表面，通过固化-抛光-混合溶液后处理-清洗-烘干然后直接进行化学镀或者电刷镀即可获得质量优异的镀层。以上所述仅为本发明的较好实例，并不是用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均属于本发明权限范围内。
权利要求
1.一种有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法，其特征是包括如下步骤(1)、对不导电有机基材表面进行平整化、除油、粗化处理；(2)、向已粗化的不导电有机基材表面涂覆树脂基导电涂料，在热压状态下进行固化，在不导电有机基材表面形成导电固化层；(3)对导电固化层进行抛光，使其暴露出金属质点。
2.根据权利要求1所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法，其特征是抛光后放入由硝酸、盐酸和有机溶剂构成的浸泡液中浸泡处理。
3.根据权利要求2所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法，其特征是所述的树脂基导电涂料是5g 30g/l金属粉，在l_5g/l偶联剂和20 60g/l无水乙醇的混合物中进行 24h表面改性处理，再在0. 01 0. lg/Ι硬脂酸和有机溶剂中进行Imin IOmin超声共混形成具有化学催化活性的连续导电金属粉悬浊液，将所述金属粉悬浊液配置在与基体具有相同或相似成分的树脂基中形成的树脂基导电涂料。
4.根据权利要求3所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法，其特征是所述的金属粉为镍粉或铜粉。
5.根据权利要求4所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法，其特征是所述的有机溶剂为二甲苯。
6.根据权利要求5所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法，其特征是所述的在热压状态下进行固化的加热温度为75°C。
7.根据权利要求6所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法，其特征是所述浸泡液的摩尔比组成为，硝酸盐酸正丁醇二甲苯=2 :1:1: 4，浸泡处理时间为3分钟。
8.一种有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法中所用树脂基导电涂料，其特征是是5g 30g/l金属粉，通过l_5g/l偶联剂和20 60g/l无水乙醇的混合物中进行2h 24h表面改性处理，再在0. 01 0. lg/Ι硬脂酸和有机溶剂中进行Imin IOmin超声共混形成的具有化学催化活性的连续导电金属粉悬浊液，将所述金属粉悬浊液配置在与基体具有相同或相似成分的树脂基中形成的树脂基导电涂料。
9.根据权利要求8所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法中所用树脂基导电涂料，其特征是所述的金属粉为镍粉或铜粉。
10.根据权利要求9所述的有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法中所用树脂基导电涂料，其特征是所述的有机溶剂为二甲苯。
全文摘要
本发明提供的是一种有机不导电基材的化学镀或电刷镀前处理方法及树脂基导电涂料。对不导电有机基材表面进行平整化、除油、粗化处理；向已粗化的不导电有机基材表面涂覆树脂基导电涂料，在热压状态下进行固化，在不导电有机基材表面形成导电固化层；对导电固化层进行抛光，使其暴露出金属质点。所述的树脂基导电涂料是5g～30g/l金属粉，在1-5g/l偶联剂和20～60g/l无水乙醇的混合物中进行2h～24h表面改性处理，再在0.01～0.1g/l硬脂酸和有机溶剂中进行1min～10min超声共混，配置与形成的树脂基导电涂料。本发明工艺简单，成本低廉，调控性强，效果明显，具有良好的经济效益。
文档编号C09D163/00GK102392234SQ20111031419
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者刘二宝, 崔秀芳, 牛飞龙, 金国, 钟景高 申请人:哈尔滨工程大学