[发明专利]一种塑料制品的制备方法及一种塑料制品

说明书

技术领域

本发明属于非金属材料表面金属化领域，尤其涉及一种塑料制品的制备方法及一种塑料制品。

背景技术

在塑料表面形成金属层，作为电磁信号传导的通路，广泛用于汽车、工业、计算机、通讯等领域。塑料表面选择性地形成金属层是该类塑料制品制造的一个核心环节。塑料表面金属化生产线路有很多方法，现有技术中均采用先在塑料基材表面形成金属核作为化学镀催化活性中心，然后进行化学镀。

例如，US2003031803A1公开了采用金属氧化物颗粒如ZnO、TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、CeO₂等涂布在塑料基体表面，然后用紫外激光还原成金属单质，作为化学镀铜的催化剂，接着再进行镀铜工艺。其中紫外激光移动的最大速度是100mm/s，而且对图案的生成没有选择性，且金属氧化物颗粒涂布于塑料基体表面，因与塑料基体附着力较差，使得最后形成的镀层与塑料基体附着力较差。

US7060421公开了一种塑料表面金属化的方法，通过在塑料基体中加入尖晶石结构的金属氧化物，其中金属元素可选自铜、镍、钴、铬、铁等，然后用紫外激光(波长为248nm、308nm、355nm、532nm)和红外激光(波长为1064nm和10600nm)进行活化，使金属氧化物分解释放出金属单质，这些金属单质作为后续化学镀的催化剂，从而可进行化学镀。该方法中采用尖晶石结构的金属氧化物，还原金属单质所需激光能量较高，对设备和工艺的要求相应较高；另外该类金属氧化物对塑料基体有降解作用，污染塑料基体。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的塑料表面金属化能量要求高、塑料基体易降解的技术问题。

本发明提供了一种塑料制品的制备方法，包括以下步骤：

成型塑料基体；所述塑料基体为含有化学镀催化剂前躯体的热塑性或热固性塑料，化学镀催化剂前躯体均匀分布于热塑性或热固性塑料中；所述化学镀催化剂前躯体为铜、铁、锌的氮化物、硼化物或磷化物，锡的氮化物，镍的硼化物或磷化物中的一种或多种；

2)激光针对塑料基体表面的选定区域进行照射，相应区域的表面塑料气化，裸露出的化学镀催化剂前躯体分解得到化学镀催化剂；

3)在步骤2)得到的化学镀催化剂表面化学镀铜，继续进行至少一次化学镀和/或电镀，在塑料基体表面形成金属层。

本发明还提供了一种塑料制品，所述塑料制品包括塑料基体和位于塑料基体表面的金属层；所述塑料制品由本发明提供的方法制备得到。

本发明采用的化学镀催化剂前躯体具有较高活性，激光照射易分解获得金属单质，因此激光照射塑料表面的选定区域，该选定区域会产生金属单质作为化学镀催化剂，然后在该化学镀催化剂表面进行化学镀铜，实现塑料表面选择性金属化，因此本发明的方法对激光能量要求较低；另外，该化学镀催化剂前躯体和化学镀催化剂在塑料基体中较稳定，不会引起塑料降解。

具体实施方式

本发明提供了一种塑料制品的制备方法，包括以下步骤：

1)成型塑料基体；所述塑料基体为含有化学镀催化剂前躯体的热塑性或热固性塑料，化学镀催化剂前躯体均匀分布于热塑性或热固性塑料中；所述化学镀催化剂前躯体为铜、铁、锌的氮化物、硼化物或磷化物，锡的氮化物，镍的硼化物或磷化物中的一种或多种；

2)激光针对塑料基体表面的选定区域进行照射，相应区域的表面塑料气化，裸露出的化学镀催化剂前躯体分解得到化学镀催化剂；

3)在步骤2)得到的化学镀催化剂表面化学镀铜，继续进行至少一次化学镀和/或电镀，在塑料基体表面形成金属层。

本发明的发明人通过大量实验发现，本发明的采用的化学镀催化剂前躯体为一类在激光照射下具有较高活性的金属共价化合物，本发明的化学镀催化剂前躯体在激光能量作用下很容易分解为金属单质，该金属单质可以作为化学镀铜的催化剂，在该金属单质表面实现化学镀铜。另外，本发明的化学镀催化剂前躯体分解产生的金属单质的金属活性不能太强。例如镁、铝金属单质由于活性太强，需在短时间内进行化学镀铜，否则暴露在空气中极易发生氧化失去化学镀催化活性；另外，金属铝在碱性化学镀液中会发生反应，生成偏铝酸盐，污染化学镀液，影响化学镀的效果，因此在塑料金属化应用领域受到极大限制。