[发明专利]一种使用贱金属制备选择性化学镀聚合物基材的方法

说明书

本发明公开了一种使用贱金属制备选择性化学镀聚合物基材的方法，包括以下步骤：（1）制备活化液；（2）聚合物基材的处理；（3）化学镀。与现有技术相比，本发明的有益效果为：发明的制备方法可以采用贱金属离子活化不同聚合物基材表面，实现聚合物表面低成本化学镀。本发明的制备方法工艺简单，节能环保，无毒无害，可以工业化。

技术领域

本发明涉及聚合物表面金属化领域，特别是一种使用贱金属制备选择性化学镀聚合物基材的方法。

背景技术

聚合物表面选择性金属化具有成本低、易携带、可弯曲和生物相容性强等优势，在显示器，选择性屏蔽，集成化金属微器件（微电极，微加热器，微传感器等）电路等众多领域都具有潜在应用价值，引起国内外研究者们广泛关注。

目前关于聚合物表面区域金属化目前主要采用沉积-光刻技术，热压技术和选择性化学镀技术。其中选择性化学镀技术因其操作简单、精度高、成本低和不受基底的表面形态限制受到广泛关注。例如，专利200510110438.6和专利200510110437.1公开了一种激光诱导选择性化学镀的方法，将催化剂粒子胶体涂布在基体上，通过紫外光或激光选择性辐射，使催化剂粒子被还原成金属粒子并嵌入基体中，未辐射区域的胶体离子被清洗掉，然后实施化学镀即可得到基体上微米级图形化的化学镀层。专利200810142571.3公开了一种用于塑料基材的选择性化学镀方法，此方法先在基材上涂覆纳米金属浆料，然后激光刻蚀，最后进行化学涂覆。这两种发法均采用激光刻蚀制备图案，不仅成本高，操作难度大，而且对基材要求也比较高，都与本发明专利有明显技术上的差异。再如专利201080027204.4公开了金属在塑料基板上的选择性沉积方法，但是此专利与本发明专利具有明显技术上的差异。此方法包含将塑料制品磺化、活化该磺化的塑料制品以使其上接受镀覆。此方法只适用于塑料基材，另外涉及到磺化反应，不环保。再如专利201410125969.1和201510390594.6公开了一种在聚合物基材表面化学镀的方法，此方法是在聚合物基材表面选择性印制成膜后富含活性基团的底涂，活化敏化后化学施镀，该方法是通过选择性印制的底涂表面吸附催化剂粒子，实现聚合物表面选择性活化和化学镀，这些专利涉及的聚合物表面化学镀都包括三个工艺环节：聚合物表面改性；活化和化学镀施镀，其中活化环节采用贵金属离子（银离子，铂离子，金离子和钯离子）溶液，极大增加化学镀的成本。本专利降低目前活化工艺流程的成本，采用一种使用贱金属催化剂制备聚合物基材表面选择性化学镀的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用贱金属制备选择性化学镀聚合物基材的方法，以解决现有技术中的不足，它能够解决现有技术中选择性化学镀层制备方法成本高的问题。

本发明提供了一种使用贱金属制备选择性化学镀聚合物基材的方法，包括以下步骤：

（1）制备活化液：将硅烷偶联剂、乙醇和去离子水置于分散机中高速搅拌 5 min得均匀溶液，后加入10~200g/L贱金属离子溶液继续搅拌10 min，再加入10~40g/L纳米颗粒制造剂,调节pH值为4，继续搅拌6h，调节溶液的表面张力使其小于聚合物基材的表面张力，即得活化液；

（2）聚合物基材的处理：采用10%的氢氧化钠溶液浸泡聚合物基材20min，并用离子水中清洗、烘干，再在聚合物基材表面选择性印制步骤（1）所得活化液之后置于80~150℃的条件下干燥5~10 min；

（3）化学镀：将步骤（2）所得基体在去离子水中清洗，浸入化学镀液中施镀，化学镀后在40~100℃下干燥1~30 min，得到表面选择性金属化聚合物基材。

优选的是，步骤（1）中所述的硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷以及乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一种。

优选的是，步骤（1）中所述硅烷偶联剂、乙醇和去离子水质量比为（8~30）：60：10。