[发明专利]在基质上施加金属层的方法

说明书

本发明涉及通过沉积来自金属盐溶液的金属而在基质上施加金属层的 方法，以及碳纳米管在施加金属层至基质中的用途。

使通常不导电的材料如塑料金属化的方法是已知的。这些金属化的部 件如金属化的塑料部件在各种领域中使用，例如它们的电导性使它们用作 电气部件。此外它们还广泛地用在装饰领域，因为当它们具有与完全由金 属制造的制品相同的外观时，它们的重量更轻且生产成本更低。

将塑料金属化有很多方法，其中需要经过化学或物理糙化方法或者化 学或物理蚀刻方法对该塑料表面进行较复杂的预处理，例如使用铬酸-硫酸 混合物，和/或施加例如包含贵金属的底漆层或增粘层，作为通过无电和/ 或电镀法沉积粘附且稳固附着的金属层的预处理(例如参见WO 01/77419)。

另一种赋予塑料电导性(这是为通过电镀法沉积金属所进行的必要的 预处理)的已知方法是将碳纳米管或碳纳米原纤结合入塑料。这些电导性碳 纳米管的其它优点的实例是它们具有比金属粉更轻的重量且它们通常给予 塑料增加的韧性(例如参见US 2006/0025515 A1)。

DE 102 59 498 A1公开了不仅包含颗粒状碳化合物如炭黑或石墨而且 包含碳纳米原纤的电导性热塑塑料。该文献中所述塑料混合物不仅具有电 导性而且具有良好的流动性、良好的表面质量以及高韧性。它们特别适于 塑料的静电涂覆并改进塑料的静电性能。但是当该说明书中公开的电导性 热塑塑料在通过电镀法进行金属化的工艺中用作基质时其表面电阻不够。

本发明的目的是提供通过化学和/或电镀法沉积来自金属盐溶液的金 属而在基质上施加金属层的改进方法。该方法应是特别可行的，其中沉积 在基质上的金属层可以在较短电镀时间内与该基质良好粘合，成本低且质 量好，并且其中金属化基质的重量较轻。

因此发现引言中所述方法用于通过化学和/或电镀法沉积来自金属盐 溶液的金属而在基质上施加金属层，这些方法的主要特点是在基质表面存 在碳纳米管。

此外发现碳纳米管在施加金属层至基质中的用途。

本发明方法允许改进地通过化学和/或电镀法沉积来自金属盐溶液的 金属而在基质上施加金属层。特别可通过本发明方法以与基质的良好粘附 性、较短的电镀时间、低成本和良好的质量在基质上沉积金属层。所生产 的金属化基质重量较轻。

下面描述本发明方法，以及其它制品、方法和应用。

本发明方法的重要特点是在待金属化基质的基质表面存在碳纳米管。 这意味着或者该基质本身(从而也包括其表面)包含碳纳米管，或者将碳纳 米管以粘附聚合物涂层的形式或漆的形式施加至其中本身不存在碳纳米管 的基质。位于基质表面内或基质表面上的碳纳米管带来电导性，这对于随 后的通过化学和/或电镀法在基质上沉积金属的工艺是必要的。例如除了碳 纳米管，在基质表面内或基质表面上可以有其它导电组分如金属粉末或炭 黑颗粒，以增加电导性，但是它们的存在对于本发明不是必要的。后面将 描述碳纳米管本身及其制备(组分B或B′)。

因此在本发明方法的优选实施方案中，通过化学和/或电镀法沉积金属 的工艺中所用的基质由包含碳纳米管的模塑组合物生产，后面会更详细地 描述。在本发明方法的其它优选实施方案中，通过化学和/或电镀法沉积金 属的工艺中所用的基质是提供有后面所述且包含碳纳米管的分散体并随后 至少部分干燥和/或至少部分硬化的那些。

包含碳纳米管的模塑组合物

在一个优选的实施方案中，可以在本发明方法中使用的基质基于热塑 性模塑组合物，基于组分A、B、C和D的总重(100重量％)，该热塑性模 塑组合物包含：

a 20-99重量％，优选55-95重量％，特别优选60-92重量％的组分A，

b 1-30重量％，优选5-25重量％，特别优选8-20重量％的组分B，

c 0-10重量％，优选0-8重量％，特别优选0-5重量％的组分C，及

d 0-40重量％，优选0-30重量％，特别优选0-10重量％的组分D。

以下描述这些模塑组合物的各组分：

组分A