[发明专利]一种在塑料表面制备Cu-CNTs超疏水镀层的方法

说明书

本发明公开了一种在塑料表面制备Cu‑CNTs超疏水镀层的方法，属于疏水镀层领域。本发明将预处理后的塑料置于化学镀银液中进行化学镀银处理，然后在由五水硫酸铜、硫酸、碳纳米管和去离子水配成的复合镀液中进行电镀处理，最后置于空气中或进行干燥，镀层发生浸润性转变得到具有超疏水性能的Cu‑CNTs超疏水镀层。本发明采用一步法在预镀银的ABS塑料表面制备了具备良好导电性和超疏水性的Cu‑CNTs复合镀层，制备工艺简单，可拓宽导电超疏水材料的应用领域。

技术领域

本发明属于疏水镀层领域，具体涉及一种在塑料表面制备Cu-CNTs超疏水镀层的方法。

背景技术

塑料由于质量轻、化学稳定性好以及优异的加工性能被广泛应用于航空航天、汽车、通讯设备和日常生活用品中。塑料表面金属化工艺可以结合塑料和金属的优点，使材料获得优良的综合性能，保持塑料低密度的同时赋予其金属的特性，如导电性、耐磨性、电磁屏蔽性以及装饰性等。

在微电子、汽车等行业，电镀法是最常用的塑料表面金属化方法，通过在表面电镀铜，可使材料表面获得金属的特性，从而实现导电、耐摩擦等各种性能，但纯铜镀层表面易吸附腐蚀介质导致化学腐蚀、电化学腐蚀。超疏水表面是指水滴在表面的接触角大于等于150°，滚动角小于等于10°的表面，超疏水表面表现出憎水性，当表面呈一定倾斜角时水滴会滚落，超疏水表面可以有效减少材料与水滴的接触面积，从而抑制腐蚀行为的发生。

一般而言，制备超疏水表面需要两个步骤：一是在材料表面通过物理或者化学的方法构造一个微纳粗糙结构；二是通过含氟等低表面能物质对所构造的粗糙表面进行修饰，降低材料表面能。但是目前的工艺往往需要复杂昂贵的设备和含氟类有害物质，因此限制了超疏水表面的工业化应用。

综上所述，针对现有技术的不足，发展一种工艺简单、成本低、制作周期短的超疏水表面制备方法有利于超疏水表面的工业化应用。

发明内容

为了解决现有超疏水表面制作周期长、生产工艺复杂的特点，本发明提供一种在塑料表面制备Cu-CNTs超疏水镀层的方法。该处理过程易于实现，制作周期短、生产成本低、适于工业化规模生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现。

一种在塑料表面制备Cu-CNTs超疏水镀层的方法，包括以下步骤：

(1)电镀Cu-CNTs复合镀层：将预镀银处理后的塑料置于复合镀液中，通过电镀法制备Cu-CNTs复合镀层；所述复合镀液由碳纳米管(CNTs)、十二烷基硫酸钠、五水硫酸铜、硫酸和水组成；

(2)Cu-CNTs复合镀层的浸润性转变：将步骤(1)所得Cu-CNTs复合镀层进行清洗，随后放置于空气中或进行干燥，Cu-CNTs复合镀层由亲水状态转变为超疏水状态。

优选的，步骤(1)所述复合镀液组成成分为：碳纳米管1～2.5g/L、十二烷基硫酸钠0.5～1.5g/L、五水硫酸铜180～240g/L、硫酸20～40ml/L。

优选的，步骤(1)所述电镀的温度为20～30℃，电流密度为0.5～2.5A/dm²，电镀时间为3～10分钟。电流密度进一步优选为1～2.5A/dm²。

优选的，所述电镀的过程附加500r/min的磁力搅拌。

优选的，步骤(2)中，所述干燥的温度为70～90℃，时间为48～72小时；所述放置于空气中的时间大于等于11天。

优选的，步骤(1)所述碳纳米管为羧基化的多壁碳纳米管，且直径小于8nm，长度为10～30μm。

优选的，步骤(1)所述复合镀液通过如下方法制备：