[发明专利]塑料组合物和塑料基材及其应用以及塑料表面选择性金属化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料组合物、由所述塑料组合物制备得到的塑料基材、 所述塑料组合物和/或塑料基材在塑料表面选择性金属化中的应用、以及一种 塑料表面选择性金属化的方法。

背景技术

在塑料表面形成金属层，可以作为电磁信号传导的通路，目前被广泛用 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多种不同的方 法，现有技术中主要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。具体地，在塑料基材的制备过程中，直接将化学镀 催化剂与塑料组分通过注塑成型的方式制备塑料基材，以将化学镀催化剂预 置在塑料基材内，在进行化学镀之前，先采用例如激光蚀刻的方法去掉所述 塑料基材表面选定区域内的塑料组分，以在该区域内裸露出化学镀催化剂， 然后在该裸露的区域上进行化学镀，从而在该绝缘性塑料基材的表面上形成 金属层。

目前所采用的化学镀催化剂基本为无机化合物颗粒。例如， US2004/0241422A1公开了在聚合物基体中加入尖晶石结构的无机化合物粉 末，这些无机化合物含有铜、镍、钴、铬、铁等元素，然后用紫外激光(波 长为248nm、308nm和355nm)和红外激光(波长为1064nm和10600nm) 进行活化。US2004/0241422A1特别提到具有尖晶石结构的氧化物可以在激 光作用下还原出金属单质，将金属单质作为晶核，诱导化学沉积金属，形成 金属层。然而，上述过程的实现需要严格的工艺控制，需要照射较高的激光 能量才能将尖晶石结构的氧化物还原为金属单质，从而取得预期的诱导化学 沉积金属的效果，对设备和工艺的要求都比较高。

为了克服上述问题，科研工作者开发了一种新的化学镀催化剂碱土金属 (焦)磷酸铜，即，将(焦)磷酸铜中的部分铜原子用碱土金属替代的化合物。 研究表明，碱土金属(焦)磷酸铜无需还原出金属单质即可作为化学镀催化剂， 因此，相应的塑料基材只需将表面选择性粗糙化即可通过化学镀将塑料基材 表面进行选择性金属化，并且在采用激光选择性照射塑料基材表面来实现表 面粗糙化时，无需过高的能量将碱土金属(焦)磷酸铜还原成金属单质，而只 需使塑料组分气化裸露出碱土金属(焦)磷酸铜，即可直接进行化学镀，实现 塑料基材表面选择性金属化，工艺简单，对能量要求低。然而，虽然采用碱 土金属(焦)磷酸铜作为化学镀催化剂能够降低对能量的要求，并且得到的塑 料制品的基色能够在一定程度上得以改善，但是碱土金属(焦)磷酸铜的活性 较低，因此在后期金属化过程中的镀速较低。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新的塑料组合物、由所述塑料组合物制备 得到的塑料基材、所述塑料组合物和/或塑料基材在塑料表面选择性金属化中 的应用、以及一种塑料表面选择性金属化的方法。

本发明的发明人经过深入研究后发现，现有的碱土金属(焦)磷酸铜化学 镀催化剂是利用碱土金属替代(焦)磷酸铜中的部分铜原子而得到的，属于同 价金属原子的简单替换，碱土金属的引入实质上并没有改变(焦)磷酸铜的结 构，采用碱土金属替代(焦)磷酸铜中的部分铜原子之后，虽然得到的碱土金 属(焦)磷酸铜的颜色浅，从而得到的塑料制品也能呈现出浅色，但是催化活 性并没有得到提高。此外，本发明的发明人无意中发现，采用价态更低的碱 金属来替代(焦)磷酸铜中的部分铜原子，低价的碱金属能够改变(焦)磷酸铜 的结构，不仅能够降低基色，而且还能够提高其催化活性，因此，将碱金属 (焦)磷酸铜作为化学镀催化剂时具有更优异的催化性能，并且所得的塑料制 品具有较白的白度。基于上述发现，完成了本发明。

具体地，本发明提供了一种塑料组合物，所述塑料组合物含有塑料组分 和金属化合物，其中，所述金属化合物的通式为ACuPO₄和/或A₂CuP₂O₇，A 为选自元素周期表中第ⅠA族金属元素中的至少一种。

本发明还提供了由上述塑料组合物制备得到的塑料基材。

本发明还提供了上述塑料组合物和/或塑料基材在塑料表面选择性金属 化中的应用。