[發明專利]一種有機聚合物基材的表面修飾方法

有效

• 申請號: 201610828108.9
• 申請日: 2016-09-18
• 公開（公告）號: CN106282979B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 陳金菊;王喻;馮哲圣;王焱;郭宏
• 申請（專利權）人: 遂寧迪印科技有限公司
• 主分類號: C23C18/20
• 分類號: C23C18/20
• 代理公司: 51232 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 敖歡

本發明公開了化學鍍前表面修飾體系及有機聚合物基材的表面修飾方法，涉及表面預處理技術領域。本發明將表面粗化后的有機聚合物基材進行表面自組裝處理以使得其表面獲得具有與金屬離子強鍵合作用的官能團，進而實現鍍層金屬與有機聚合物基材的緊密結合。本發明公開的偶聯型基質表面修飾劑體系對有機聚合物基材的適用范圍廣，表面修飾方法簡單易操作、無需昂貴的設備、成本低，所形成的金屬鍍層致密均勻且與有機聚合物基材具有強結合力。

技術領域

本發明涉及表面預處理技術領域，特別涉及一種用于有機聚合物基材化學鍍前的表面修飾方法。

背景技術

有機聚合物材料具有優良的化學穩定性及優異的加工性能。在有機聚合物材料表面采用特定的處理方法獲得一層金屬層，即聚合物材料的表面金屬化，可使其表面具有金屬材料的某些性質，如導電、導磁或導熱等特性，又具有優于金屬材料的成型性能，可廣泛應用于表面裝飾、表面增強、表面阻隔、電磁屏蔽、印制電路板互聯等領域。

有機聚合物材料表面金屬化的方法可以分為物理和化學兩類方法。物理法主要有真空蒸鍍、真空濺射等。公開號為CN104507301A的中國專利《一種帶有金屬鍍層的電磁屏蔽膜及其制造工藝》中公開了一種將金屬薄膜層真空濺射于聚合物載體薄膜層上，以獲得具有電磁屏蔽性能的金屬鍍層。公開號為CN1730719A的中國專利《一種不導電的塑料表面金屬膜層的制備方法》中報道了采用金屬錫為真空鍍膜材料，通過射頻離子鍍技術在塑料制品表面生產金屬裝飾鍍層。然而這些方法均需要在高真空的環境下操作，所使用的設備昂貴且加工尺寸受到限制，因而限制了其應用范圍。化學法基本不受此限制，其主要包括電鍍與化學鍍。公開號為CN104853577A的中國專利《超薄電磁屏蔽膜及其生產工藝》中公開了通過電鍍工藝在載體層上形成具有電磁屏蔽功能的導電金屬層。然而生產中需先采用真空濺射、離子注入或涂覆等方法形成導電層后方能實施電鍍，因此電鍍法并未消除對昂貴設備的依賴，且存在高耗能和高污染問題。化學鍍在不通電流的條件下，利用還原劑在含有金屬離子的溶液中，將金屬離子還原成金屬單質而沉積在基材表面。化學鍍作為一種高效、節能的表面金屬化處理技術，所形成的鍍層均勻致密，在防護性能方面，能提高產品的耐蝕性和使用壽命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨導電性、潤滑性能等特殊功能。然而，由于聚合物材料表面能較低，粗糙度較小，采用化學鍍所形成的金屬層在有機聚合物表面附著力差。

為了改善化學鍍所形成的金屬層在有機聚合物表面的附著力，在聚合物材料表面金屬化之前需要先對其進行表面修飾處理。公開號為CN101126156A的中國專利《一種用于ABS塑料基材化學鍍前處理的工藝》中利用殼聚糖及其衍生物對鈀催化劑的螯合作用，以化學鍵合作用取代傳統非導電基材表面化學鍍前處理對鈀催化劑的物理鍵合作用。然而，殼聚糖僅可溶于部分酸性溶液，且在不同pH值和溫度條件下，其分子結構會發生較大改變，導致其溶液性質不穩定，這限制了殼聚糖在有機聚合物基材上的使用。公開號為CN101974741A的中國專利《一種在聚四氟乙烯薄膜表面化學鍍的方法》中通過鈷60伽瑪射線照射的方式對聚四氟乙烯薄膜進行預輻照處理，之后將基材與多胺化合物反應，在薄膜表面自組裝上胺基基團，利用胺基基團鍵合金屬催化劑，再通過化學鍍的方法沉積得到金屬膜。該方法所需要的鈷60伽瑪射線照射的工藝對設備和反應環境要求高，不利于其低成本的推廣使用。

在此情況下，為了能夠低成本、高效地實現有機聚合物材料的表面金屬化，尋找一種工藝流程簡單、無需成本高昂的加工設備、適用范圍廣、表面金屬層與有機聚合物基材附著力強的化學鍍前表面修飾方法顯得尤為重要。

發明內容

為了實現上述目的，本發明提供了一種有機聚合物基材的表面修飾方法。本發明將粗化后的有機聚合物基材在化學鍍前表面修飾體系中進行處理以使得其表面具有鍵合金屬離子的強作用力，以實現鍍層金屬與有機聚合物基材的緊密結合；本發明表面修飾方法具有簡單、高效、節能、環保、適用范圍廣的優勢。

本發明提供的技術方案如下：

技術方案1：