[發明專利]化學鍍材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810147222.0
• 申請日: 2008-08-21
• 公開（公告）號: CN101654775A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 陳炎;劉倩倩;林信平;宮清
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C23C18/16
• 分類號: C23C18/16;C23C18/31
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種化學鍍材料以及制備上述化學鍍材料的方法。

背景技術

化學鍍又稱為“無電解鍍”，是一種在無電流通過時金屬離子在同一溶液中還原劑的作用下，通過可控制的氧化還原反應被還原在呈現催化活性的基材表面，從而獲得與基材牢固結合的鍍層。化學鍍的鍍層厚度均勻、針孔少，并具有不需直流電源設備、能將金屬沉積在非導體上和具有某些特殊性能的特點。尤其是無論鍍件多么復雜，只要溶液能滲入的地方即可獲得厚度均勻的鍍層，也易于控制鍍層的厚度。通常對基材進行化學鍍前，還要活化基材使其具有化學鍍催化活性。

傳統的活化方法包括敏化和活化兩步，通過敏化將具有還原性的二價錫離子Sn²⁺吸附在基材表面，以在活化時將銀或鈀離子還原為附著于基材表面的銀原子或鈀原子，在基材上形成作為均勻催化活性中心的貴金屬層，使化學鍍自發進行。但即使通過清洗也不能完全地除去吸附在活化后的基材上的二價錫或四價錫，從而影響化學鍍層的均勻，降低鍍層與基材間的結合力。

很多研究者進行了無錫活化工藝的探索。例如，LPKF公司發明了一種激光直接成型(LDS)技術，以添加有某種非導電性有機金屬復合物的塑料為原料，將激光光束直接投射在注塑件上，被照射過部分可進行化學鍍沉積金屬。該技術中的注塑件無須經過專門的敏化、活化處理，直接經激光照射后即可進行化學鍍，操作簡單，工藝周期短，生產彈性大，線寬和線距精度高。但該技術只能用于具有LDS性能的注塑件上，應用范圍窄。此外，該注塑件內含有某種非導電性有機金屬復合物，只有被激光照射的需要化學鍍的部分發生了活化，沒有利用未活化部分的有機復合物，造成很大的浪費。

CN1740390A中公開了一種化學鍍活化工藝和使用該工藝進行金屬沉積的化學鍍的方法，其中，該方法包括1)配制活化液：將含有活性金屬Pd、Rh、Ru或Ag離子的硝酸鹽或氯化物加入到體積百分比濃度為40-100％的醇水混合液中，不斷攪拌，配置成活化液，所述活化液中活性金屬離子的濃度為0.0005-0.01mol/L；2)活化基體：將無催化活性的基體加入到上述活化液中，攪拌，控制反應溫度在室溫至溶液的回流溫度之間，使被還原金屬沉積在基體上，降溫、過濾、用蒸餾水洗滌，得到含有活性金屬的活化基體，所述活性金屬Pd、Rh、Ru或Ag在活化基體上的重量百分量為0.1‰-5％。該活化工藝使用的是粉末狀的基體進行化學活化，以增強其催化活性，雖然避免了錫離子干擾，但是該方法對基材進行選擇性化學鍍時的選擇度很低，沉積時間長，通常為24個小時甚至更久，而且沉積在基體上的金屬鍍層與基體的結合力不強，化學鍍層容易從基材表面脫落，鍍層的合格率低。另外，近20年來，各種貴金屬價格猛漲，用Pd、Rh、Ru或Ag進行化學鍍活化的成本較高，用其它廉價材料替代這些貴金屬的趨勢已經變得不可阻擋。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的化學鍍材料上的化學鍍層與基材的結合力較弱的缺點，提供一種化學鍍層與基材的結合力很強的化學鍍材料。本發明還進一步地提供制備上述化學鍍材料的方法。

根據本發明的化學鍍材料，該材料包括塑料基材和化學鍍層，其中，所述化學鍍層包括單質銅顆粒層和金屬鍍層，所述單質銅顆粒層位于所述塑料基材和金屬鍍層之間，所述單質銅顆粒的粒子直徑為15-100納米，所述化學鍍層與所述塑料基材之間的結合力為100-400兆帕。

根據本發明的化學鍍材料的制備方法，其中，該方法包括將塑料基材與還原劑水溶液和二價銅鹽水溶液接觸，使塑料基材表面附著單質銅顆粒層，然后進行金屬沉積形成金屬鍍層，所述單質銅顆粒層和所述金屬鍍層構成化學鍍層，所述接觸的條件使所述還原劑將二價銅鹽還原成粒子直徑為15-100納米的單質銅顆粒，所述化學鍍層與所述塑料基材之間的結合力為100-400兆帕。