[发明专利]一种增强金属与绝缘基材界面结合力的方法及其应用

权利要求书

1.一种增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，所述基材包括表面和凹陷于表面的孔结构，其特征在于，包括：

(1)对绝缘基材表面和/或孔结构进行预处理；

(2)将配制而成的石墨烯分散液涂覆于步骤(1)中经过电荷调整的绝缘基材表面和/或孔结构，干燥形成可供金属电镀的导电层；

(3)所述导电层中的石墨烯与电镀金属形成物理互穿网络结构；

所述石墨烯分散液包括水、石墨烯、结合助剂和水溶性导电聚合物，所述结合助剂在电镀处理时增强导电层与电镀金属间的共价连接，同时与经预处理的绝缘基材表面和/或孔结构的基团产生相互作用。

2.根据权利要求1所述增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，其特征在于，所述石墨烯分散液还包括水溶性高分子，所述石墨烯与水溶性高分子的质量比为1:0～40，优选为1:0.01～5；所述水溶性高分子选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚丙烯酸酯、聚马来酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯磷酸、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，其特征在于，所述石墨烯分散液是采用如下方法制备的：

将结合助剂和水溶性导电聚合物溶于去离子水中，再将石墨烯加入修饰液中，经物理方法处理得到表面修饰的石墨烯分散液；

所述物理方法选自研磨、超声处理中的一种或两种；

优选的，所述石墨烯分散液的制备方法还包括：将石墨烯和结合助剂经物理方法处理后所得到的混合液与水溶性高分子的水溶液混合得到石墨烯分散液；

更优选的，所述石墨烯分散液的pH值为3～11。

4.根据权利要求3所述增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，其特征在于，所述石墨烯分散液中，石墨烯的平均层数不大于10，优选为1～5层。

5.根据权利要求3所述增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，其特征在于，所述石墨烯、结合助剂与水溶性导电聚合物的质量比为1:0.05～20:0.01～20，优选为1:0.1～3:0.05～3；所述石墨烯在石墨烯分散液中的质量分数为0.05～10％，优选为0.1～5％；所述结合助剂为带有磺酸基团、磺酰基或羧基团的低聚物，其分子量范围为400～4000；所述水溶性导电聚合物选自水溶性聚苯胺、水溶性聚噻吩、聚环氧氯丙烷季胺盐中的一种或几种。

6.根据权利要求3所述增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，其特征在于，所述研磨的转速为100～5000rpm，优选为1000～3000rpm；所述研磨的时间为1min～3h，优选为10min～1h；所述超声的频率为25～100kHz，优选为40～75kHz；所述超声的时间为30min～24h，优选为4～12h。

7.根据权利要求1所述增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，干燥工艺包括：干燥温度40～100℃，干燥送风风速为0.3～10m/s。

8.根据权利要求1所述增强金属与绝缘基材界面结合力的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述基材选自亲水材料或非亲水材料，其中非亲水材料经过预处理后表面和/或孔结构亲水；所述预处理包括预洗和/或电荷调整，所述电荷调整包括：对基材表面和/或孔结构进行等离体处理、对基材表面和/或孔结构采用阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂进行处理、或者对基材表面和/或孔结构进行摩擦处理，使基材表面和/或孔结构带正电或负电荷。