专利名称：碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法
技术领域：
本发明涉及一种碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法。
技术背景近年来，树脂基复合材料凭借其特殊优势已越来越广泛地应用于生产与生活用品上。 它们不仅能够在使用性能上替代传统的金屈材料，还能节约机械加工工时，提髙劳动生 产率，减轻产品重量和降低产品成本。但它们存在不导电、不导热、耐磨性差、易变形、 不耐污染和缺乏金属光泽等缺点，从而在一定程度上限制了使用范围。若在树脂基复合 材料表面沉积一层金属，就能大大提高其使用性能，扩大其使用范围。其优点主要包括 (l)提高树脂基复合材料制品的表面机械强度，延长使用寿命。(2)使树脂基复合材料制品 具有导电性、导磁性和可焊性。(3)使树脂基复合材料制品表而具有金属光泽，美观且不 易污染。由于树脂基复合材料本身并不导电，因此不能直接进入电镀槽电镀，必须先对其表ir进行金属化处理，使其表面生成一层薄的金属覆盖层，然后才能根据需要进行各种表 面装饰。目前国内外的研究基本局限于对复合材料的树脂基体进行表面金属化，典型工艺流程为去袖一表面粗化一敏化一 &化一化学镀—电镀。该工艺存^t过程繁琐、化学 镀成本高、废液处理难度大等劣势。更为重要的是，此类工艺主要用于电镀级ABS等树脂的表面金属化，对某些用途更广而更加难以电镀的材料，如环氧树脂及其复合材料， 目前还未有取得理想效果的表面金属化方法。碳纤维增强环氧树脂复合材料(Epoxy Resin Reinforced by Carbon Fiber)由于碳纤 维的加入，其表面金属化过程及机理较纯环氧树脂材料的金属化又有所不同，目前国内 外报道很少。其研究虽有相当难度，但应用价值极大。发明内容本发明的目的在于提供一种碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法。 该方法对碳纤维增强环氧树脂复合材料表面进行处理，可以得到结合力优异的金属镀层， 并避免了传统工艺中的化学镀步骤，简化了工艺，节约了成本。本发明提供的碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法包括的步骤将碳纤维增强环氧树脂复合材料进行表面预处理，使其表面沉积一层导电的硫化物 薄膜，再在其上进行酸性电镀铜，预处理包括碳纤维增强环氧树脂复合材料的超声清洗、 敏化、沉积硫化物膜。本发明提供的一种碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法包括的步骤1) 将25-55 %的碳纤维增强环氧树脂复合材料超声清洗后于0.03 %氯化亚锡水溶液 中室温敏化5-10分钟，蒸馏水清洗后垂直置于硫化物沉积液中2) 缓慢升温至50 TC并保温，待溶液反应后10-50分钟取出，3)蒸馏水清洗后，进行酸性室温硫酸盐镀铜。所述的超声清洗条件分别以丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗各10min。 所述的硫化物沉积液组成为0.5 mol/l硫酸铜、0.5-2.5 mol/l硫代硫酸钠，并调pH 值为5。所述的酸性镀铜的电流密度1 A/dm2。所述的硫酸盐镀铜的镀液组成为0.9 mo1/1硫酸铜、0.6 mo1/1硫酸、0.2 mo1/1葡萄糖。 本发明的优点在于，工艺过程较传统的化学镀再电镀工艺简单，成本低，对难电镀的环氧树脂基复合材料经此方法电镀后镀层结合力很高。经100 'C、 -190 t热震试验25次后镀层无起泡、起皱、裂纹、脱落等现象。
具体实施方式
实例1对纤维体积比为30%的碳纤维增强环氧树脂复合材料分别以丙酮、无水乙醇、去离 子水超声清洗各10 min后，置于0.03 %氯化亚锡水溶液中室温敏化8 min，蒸馏水清洗 后垂直置于硫化物沉积液(含0.5mol/l硫酸铜、2.5mol/l硫代硫酸钠，并调pH值为5) 中，缓慢升温至50 "C并保温，待溶液反应后15min取出，蒸馏水清洗后进行室温硫酸 盐镀铜(镀液含0.9mol/l硫酸铜、0.6mol/l硫酸、0.2 mo1/1葡萄糖)，电流密度lA/dm2。 其镀铜层沉积速度为0.65 g/h，经IOO °C、 -190 'C热震试验25次后镀层无起泡、起皱、 裂纹、脱落等现象。实例2对纤维体积比为40%的碳纤维增强环氧树脂复合材料分别以丙酮、无水乙醇、去离 子水超声清洗各10min后，置于0.03。/。氯化亚锡水溶液中室温敏化5min，蒸馏水清洗 后垂直置于硫化物沉积液(含0.5 mo1/1硫酸铜、0.5 mo1/1硫代硫酸钠，并调pH值为5) 中，缓慢升温至50 "C并保温，待溶液反应后35min取出，蒸馏水清洗后进行室温硫酸 盐镀铜(镀液含0.9mol/l硫酸铜、0.6mol/l硫酸、0.2 mo1/1葡萄糖)，电流密度lA/dm2。 其镀铜层沉积速度为0.75 g/h，经IOO °C、 -190 'C热震试验25次后镀层无起泡、起皱、 裂纹、脱落等现象。实例3对纤维体积比为30%的碳纤维增强环氧树脂复合材料分别以丙酮、无水乙醇、去离 子水超声清洗各10min后，于铬酐、硫酸溶液中75 X:下粗化45min，蒸馏水清洗后置 于0.03 %氯化亚锡水溶液中室温敏化8 min，蒸馏水清洗后垂直置于硫化物沉积液(含 0.5mol/l硫酸铜、2.5mol/l硫代硫酸钠，并调pH值约5)中，缓慢升温至50 。C并保温， 待溶液反应后15 min取出，蒸馏水清洗后进行室温硫酸盐镀铜(镀液含0.9 mo1/1硫酸铜、 0.6mol/l硫酸、0.2mol/l葡萄糖)，电流密度1 A/dm2。其镀铜层沉积速度为0.67 g/h，经 100 'C、 -190 "C热震试验25次后镀层无起泡、起皱、裂纹、脱落等现象。
权利要求
1、一种碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法，其特征在于包括的步骤将碳纤维增强环氧树脂复合材料进行表面预处理，使其表面沉积一层导电的硫化物薄膜，再在其上进行酸性电镀铜，预处理包括碳纤维增强环氧树脂复合材料的超声清洗、敏化、沉积硫化物膜。
2、 一种碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法，其特征在于包括的步骤1) 将25-55 %的碳纤维增强环氧树脂复合材料超声清洗后于0.03 %氯化亚锡水溶液中室温敏化5-10分钟，蒸馏水清洗后垂直置于硫化物沉积液中；2) 缓慢升温至50 'C并保温，待溶液反应后10-50分钟取出；3) 蒸馏水清洗后，进行酸性室温硫酸盐镀铜。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的超声清洗条件为分别以丙酮、 无水乙醇、去离子水超声清洗各10min。
4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的硫化物沉积液组成为0.5 mo1/1 硫酸铜、0.5-2.5 mo1/1硫代硫酸钠，并调pH值为5。
5、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的酸性镀铜的电流密度lA/dm2。
6、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的硫酸盐镀铜的镀液组成为0.9 mol/l硫酸铜、0.6mol/l硫酸、0.2mol/l葡萄糖。
全文摘要
本发明公开了一种碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法。该方法对碳纤维增强环氧树脂复合材料进行表面预处理，使其表面沉积一层导电的硫化物薄膜，再在其上进行酸性电镀铜。其工艺过程包括碳纤维增强环氧树脂复合材料的超声清洗、敏化、沉积硫化物膜、电镀。本发明取代了传统工艺中的化学镀，并可省去传统工艺中粗化、活化等步骤。优点在于工艺过程较传统的化学镀再电镀工艺简单，成本低，对难电镀的环氧树脂基复合材料经此方法电镀后镀层结合力很高。
文档编号C25D5/56GK101255585SQ20071015074
公开日2008年9月3日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者万怡灶, 芳 何, 皓 李, 辉 梁, 远 黄 申请人:天津大学