[发明专利]一种塑料表面化学镀铜的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种塑料表面化学镀金属的制备方法，特别涉及一种塑料表面化学镀铜的方法。

二、背景技术

金属化可使塑料表面具有所镀金属的物理性能，如导电、导热、导磁等。因此，塑料的金属化被广泛应用于电子信息产业、航空工业、建筑装饰、家庭用品、文具等领域。

塑料表面金属化的方法分为干法和湿法两种。干法主要包括真空蒸镀、气相喷涂、涂敷导电层等；湿法主要包括液相喷涂和化学镀等。与其它金属化工艺不同的是，化学镀表面金属化工艺可在低温下进行，避免了高温操作，不易使塑料变形，且设备简单，成本较低廉。但由于塑料自身的特性，其化学镀前，一般需要表面预处理提高自还原能力，处理溶液含贵金属如Pd等，成本高，处理方法有：两步法、胶体Pd活化法、一步法等。

近年来，对非贵金属活化液也有相关报道，但是，经非贵金属活化处理的化学镀金属层，在基体上的附着力不够理想，工艺复杂，适用范围不广，例如在活性气体中通过等离子或真空紫外辐照对塑料表面活化，然后涂覆一层超薄的铜有机前驱体层，通过化学试剂、热处理、光子或等离子体技术能够有效地将铜还原为金属铜活性中心，引发下一步的化学镀铜，以铜取代钯、银等金属进行活化，可有效地降低生产成本，由于工艺较复杂，对活化工艺效果的影响因素增多，误差较大。

三、发明内容

本发明旨在提供一种塑料表面化学镀铜的方法，通过预处理使塑料表面获得活性，然后进行化学镀铜，以提高金属镀层在基体上的附着力。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明塑料表面化学镀铜的方法，包括预处理和化学镀铜各单元过程，其特征在于所述预处理是按以下步骤操作：

1）将塑料置于预处理液Ⅰ中，40-60℃下超声处理10-20分钟，处理完成后用去离子水清洗，得到样品Ⅰ；所述预处理液Ⅰ为王水和苯并三氮唑的混合溶液；王水为体积比3：1的浓盐酸（质量浓度37-38%）与浓硝酸（质量浓度65%）的混合溶液。

2）将样品Ⅰ置于预处理液Ⅱ中，50-80℃下超声处理30-50分钟，处理完成后用去离子水清洗，并于120-150℃干燥4-6小时得到预处理塑料；所述预处理液Ⅱ为次氯酸钠、HCl和H₂O₂的水溶液。

所述超声处理的超声频率为40KHz，功率为300W。

所述预处理液Ⅰ中苯并三氮唑的浓度为0.5-1g/L。

所述预处理液Ⅱ中次氯酸钠的浓度为0.1-0.3mol/L，HCl的浓度为2-4mol/L，H₂O₂的浓度为0.4-0.7mol/L。

所述化学镀铜是将所述预处理塑料置于化学沉积铜溶液中，采用化学镀方法在塑料表面获得金属铜层，具体是用氢氧化钠调化学沉积铜溶液pH值12.0-13.0，常温下超声沉积40-60分钟，静置2-3小时后过滤、洗涤并干燥得到表面镀铜塑料。所述化学沉积铜溶液为硫酸铜、甲醛、乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸钠的水溶液，所述化学沉积铜溶液中硫酸铜的浓度为6-25g/L，甲醛的浓度为5-20mL/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为10-20g/L，柠檬酸钠的浓度为20-30g/L。

所述超声沉积的超声频率为40KHz，功率为300-400W。

所述干燥是于100-140℃干燥3-5小时。

本发明所述塑料指常规工程塑料，包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚酯、聚苯硫醚、聚芳基酯等。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

与目前塑料表面金属化的制备方法相比，本发明的目的在于提供一种不需要敏化和活化预处理、通过常温超声波辅助进行塑料表面化学沉积金属铜的工艺，来替代传统的塑料化学镀金属前处理工艺，操作简便，降低污染，节约资源。本发明所制备的塑料表面金属铜层，涂层致密性良好，组织成分均匀；划痕法测得平均临界载荷值为50-60N，膜基结合良好。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

四、附图说明

图1和图2分别为本发明表面镀铜塑料的表面形貌低倍（×1000）和高倍（×5000）扫描电镜照片。

五、具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

1、预处理