[发明专利]环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺有效
申请号: | 201410109485.8 | 申请日: | 2014-03-24 |
公开(公告)号: | CN103866299A | 公开(公告)日: | 2014-06-18 |
发明(设计)人: | 杨睿;郭华锋;孙士勇;牛斌;许小山 | 申请(专利权)人: | 大连理工大学 |
主分类号: | C23C18/20 | 分类号: | C23C18/20 |
代理公司: | 大连理工大学专利中心 21200 | 代理人: | 关慧贞 |
地址: | 116024 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 环氧树脂 复合材料 表面 化学 处理 工艺 | ||
技术领域
本发明属于非金属材料表面金属化的方法类,涉及一种环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺。
背景技术
近年来,具有金属镀层的环氧树脂基复合材料结构得到了广泛应用,一方面是环氧树脂基复合材料结构表面金属化后,可提高结构的防老化性、抗化学溶剂性、耐磨性而且又可减轻产品的质量,节省金属。另一方面环氧树脂基复合材料具有质轻、比强度高,成型工艺简单等特点,在巡航导弹、火箭炮等武器装备上大量应用。传统的环氧树脂基复合材料由于介电常数低,属于绝缘材料,透波率较高,已不能满足现代战争中武器装备对电磁屏蔽性能的要求,而金属化的环氧树脂基复合材料对微波全反射,是一种优良的电磁波屏蔽材料,可用于武器装备的电磁屏蔽。
由于环氧树脂基复合材料本身不导电,因此不能直接进行电镀,必须先对其表面进行导电化处理。目前研究树脂复合材料表面化学镀的主要工艺流程为:除油—粗化—敏化—活化—解胶—化学镀。该工艺具有工艺繁琐、成本比较高、结合力不良等缺点,对于镀层与基体结合力要求较高,具有特殊电磁性能的结构,难以达到理想的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,发明一种环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺。用该工艺处理后,可以直接进行化学镀,能够在工艺简化、节约成本的情况下,得到结合力优良的镀层。采用此工艺处理后,可以不需要敏化、钯活化、解胶处理,节约贵重金属,对环境友好,工艺简化。
本发明采用的技术方案是一种环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺,其特征是,前处理工艺先对环氧树脂基复合材料表面进行预金属化处理;再将环氧树脂基复合材料构件表面用砂纸进行打磨,置于除油液中除油;用去离子水清洗数次,置于粗化液中进行粗化处理,并用去离子水清洗后置于活化液中进行活化处理;具体的前处理工艺过程如下:
1、预金属化处理:在成型工艺过程中,在需要金属化的结构表面铺敷一层厚度0.01-0.1mm、金属粉含量为30%-50%的环氧树脂胶膜,并使胶膜与结构共固化。
2、除油工艺过程为:将构件用360-2000目砂纸交替打磨1min中后,置于常规除油液中,然后再将他们置于超声波清洗机中处理10min-30min,保持除油液的温度为40-60℃。
3、粗化工艺过程为:将构件置于粗化液中,粗化液的温度25-60℃,时间1-8min。
4、活化工艺过程为:将构件置于体积分数5-25%的盐酸中,活化液的温度20-30℃,活化时间1-3min,前处理工艺过程结束。
所述的一种环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺,其特征是前处理工艺中的预金属化处理过程中,胶膜中的金属粉是镍粉或铜粉中的一种或两种混合,金属粉的粒径为300—5000目。
本发明的有益效果是利用该工艺处理后,可以直接进行化学镀,得到的金属镀层均匀性好,与基体之间的结合力良好,镀层直接就可以沿着金属颗粒生长,不需要催化剂,从而避免了钯催化对镀层结合力的影响。可以作为对结合力要求较高的环氧树脂基复合材料化学镀的前处理工艺。
具体实施方式
下面依据技术方案详细说明本发明的具体实施,选择一种环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺,具体处理工艺过程如下:
实例一按照手糊成型的工艺流程,在碳纤维环氧树脂基复合材料结构表面铺敷一层厚为0.1mm的环氧树脂胶膜,其中镍粉大小为5000目,含量为50%,使胶膜与碳纤维环氧树脂基复合材料板固化。将完全固化好的复合材料板,裁剪为长度为20mm、宽度为10mm的小板,然后用2000目的砂纸交替打磨一分钟。将其放在氢氧化钠40g/L,磷酸钠30g/L,碳酸钠25g/L,硅酸钠4g/L的化学除油液中,时间为30分钟,温度60℃。将除油后的试件在去离子水中清洗数次,放置在硫酸180ml/L,三氧化铬100g/L的粗化液中,温度为60℃,时间为1min。将粗化后的试件在去离子水中清洗数次,放置到盐酸15%的活化液中,时间1min,去离子水清洗数次后,放置到硫酸镍20g/L,亚磷酸钠30g/L,氯化铵30g/L,柠檬酸钠10g/L化学镀液中,采用磁力搅拌器搅拌,转速为380转/min,施镀30min,电镀镍加厚。去离子水清洗后,吹干,按GJB150要求进行高、低温存储及温度冲击实验,镀层没有出现鼓泡、翘皮、脱落。
实例二按照手糊成型的工艺流程,在玻璃纤维环氧树脂基复合材料板表面铺敷一层厚为0.1mm的环氧树脂胶膜;其中,加入两种镍粉,一种镍粉的大小为5000目,含量为25%,另一种镍粉为2000目,含量为25%,使胶膜与玻璃纤维环氧树脂基复合材料板固化。将完全固化好的复合材料板,裁剪为长度为20mm、宽度为10mm的小板,然后用360目的砂纸交替打磨一分钟。。将其放在氢氧化钠40g/L,磷酸钠30g/L,碳酸钠25g/L,硅酸钠4g/L的化学除油液中,时间为30分钟,温度40℃。将除油后的试件在去离子水中清洗数次,放置在硫酸180ml/L,三氧化铬100g/L粗化液中,温度为25℃,时间为8min。将粗化后的试件在去离子水中清洗数次,放置到体积分数5%的盐酸中,时间3min,去离子水清洗数次后,放置到硫酸镍20g/L,亚磷酸钠30g/L,氯化铵30g/L,柠檬酸钠10g/L化学镀液中,采用磁力搅拌器搅拌,转速为380转/min,施镀30min,电镀镍加厚。按GB/T5270-2005的规定,采在试板镀层上用切割刀具切割间隔2mm的5条平行线,切割时划透镀层到复合材料基材,发现试验面上各平行线间的任一镀层均没有出现剥落、起皮的现象。
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- 激光直接成型用树脂组合物、树脂成型品、以及具有镀层的树脂成型品的制造方法-201480027063.4
- 庄司英和 - 三菱工程塑料株式会社
- 2014-04-18 - 2018-03-09 - C23C18/20
- 本发明提供维持机械强度和镀覆性,并且阻燃性优异的激光直接成型用树脂组合物。一种激光直接成型用树脂组合物,其中,相对于包含聚碳酸酯树脂65~100重量%和苯乙烯系树脂35~0重量%的树脂成分100重量份,包含平均纤维长/平均纤维径为10以下的玻璃纤维5~40重量份、弹性体0.5~10重量份、包含锑和锡的激光直接成型添加剂5~10重量份、磷系阻燃剂10~30重量份、以及聚四氟乙烯0.1~1重量份。
- 激光直接构造化方法-201380072920.8
- 金汉柱;孙正喆 - 韩国威海机械系统显示有限公司
- 2013-07-26 - 2017-12-15 - C23C18/20
- 本发明涉及一种激光直接构造化方法,所述方法不使用成核剂,可通过照射激光来改善树脂成型体(resin structure)表面的电镀对象区域以符合电镀。根据本发明的一侧面的激光直接构造化方法的一体现例,包括在树脂构造体表面的电镀对象区域照射激光形成格子纹排列的沟槽线的步骤。
- 塑料制品和塑料基材表面选择性金属化方法-201410529847.9
- 周维;苗伟峰;毛碧峰;周芳享 - 比亚迪股份有限公司
- 2014-10-10 - 2017-12-12 - C23C18/20
- 本发明涉及一种塑料制品以及塑料基材表面选择性金属化的方法,该塑料制品包括塑料基材以及附着在所述塑料基材的至少部分表面的金属镀层,附着有所述金属镀层的塑料基材表面由一种塑料组合物形成,所述塑料组合物含有基材树脂和至少一种掺杂的氧化锡或由该掺杂的氧化锡包覆的填料,其特征在于,所述掺杂的氧化锡中的掺杂元素为铈、镧、氟和钽中的一种或多种。本发明的塑料制品具有吸光性能好和化学镀活性高的优点。
- 树脂组合物、树脂成型品和树脂成型品的制造方法-201480043194.1
- 庄司英和 - 三菱工程塑料株式会社
- 2014-10-02 - 2017-09-19 - C23C18/20
- 本发明提供维持可镀性、且弯曲模量、弯曲强度、夏比冲击强度、载荷挠曲温度等各种机械特性和阻燃性优异的树脂组合物。一种激光直接成型用树脂组合物,其中,相对于包含树脂成分40~95质量%和玻璃纤维5~60质量%的成分100质量份,包含弹性体0.5~10质量份、含有铜和铬的激光直接成型添加剂5~20质量份、选自磷腈化合物和缩合磷酸酯中的至少1种阻燃剂5~30质量份、以及聚四氟乙烯0.1~1质量份,前述树脂成分包含聚碳酸酯树脂65~90质量%和苯乙烯系树脂35~10质量%。
- 使非导电塑料表面金属化的方法-201380029727.6
- L.纳鲁斯克维丘斯;D.布迪洛夫斯基斯;O.吉利内;L.塔马索斯凯特塔马休奈特 - 安美特德国有限公司
- 2013-06-05 - 2017-07-21 - C23C18/20
- 本发明涉及用不含六价铬的蚀刻溶液使非导电塑料金属化的方法。蚀刻溶液基于包含氯酸根离子源的硫酸溶液。在用蚀刻溶液处理塑料后,通过已知方法使塑料金属化。
- 一种有机复合材料表面前处理方法-201610940476.2
- 乔永亮;蒋义锋;黄贤明;谢英伟;杨玉祥 - 厦门建霖工业有限公司
- 2016-11-02 - 2017-03-08 - C23C18/20
- 本发明属于有机复合材料表面处理的方法类,涉及一种有机复合材料表面前处理方法。一种有机复合材料表面前处理方法,其特征在于先对有机复合材料构件表面进行抛光处理,再将其除蜡、除油,进行活化处理,然后进行敏化处理,再解胶处理,最后进行化学镀处理。本发明处理得到的材料表面金属镍镀层与基体结合力良好,不需要经过粗化处理,工艺简单,废水处理工艺简单,废水排放少,综合效益好。
- 专利分类
C23C 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面扩散法,化学转化或置换法的金属材料表面处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆
C23C18-00 通过液态化合物分解抑或覆层形成化合物溶液分解、且覆层中不留存表面材料反应产物的化学镀覆
C23C18-02 .热分解法
C23C18-14 .辐射分解法,例如光分解、粒子辐射
C23C18-16 .还原法或置换法,例如无电流镀
C23C18-54 .接触镀,即无电流化学镀
C23C18-18 ..待镀材料的预处理