[发明专利]在非金属材料的表面形成电镀铜的方法

说明书

本发明提供一种在非金属材料的表面形成电镀铜的方法，使用改质的功能化石墨烯制备石墨烯基电镀油墨，将石墨烯基电镀油墨喷涂在一非金属材料的表面，然后干燥已喷涂在非金属材料的表面的所述石墨烯基电镀油墨，再通过电镀工序在石墨烯基电镀油墨的表面形成一层电镀铜；本发明方法使用石墨烯基电镀油墨作为电镀铜的导体，并且通过改质的手段增强所述石墨烯基电镀油墨之中所含的功能化石墨烯和非金属材料之间的黏结力，在电镀工序中不需要使用重金属作为催化剂，具有环保和低成本的优点，石墨烯基电镀油墨具有优异的粘着性并且更加的柔韧，能够可靠地粘附在非金属材料的表面并且作为电镀铜和非金属材料之间的黏着剂。

技术领域

本发明涉及电镀铜的技术领域，特别是一种在非金属材料的表面形成电镀铜的方法。

背景技术

电镀在非金属材料(塑料，陶瓷，玻璃和木材等)上已广泛应用于工业中，由于电镀表面具有耐腐蚀性、强韧性、耐磨和美观性等特性，因此在非金属材料上电镀的技术已广泛应用于许多产品和产业，例如汽车，消费品，管道，玩具，食品和饮料以及化妆品。

非金属材料的常规电镀程序一般包括两个步骤：表面预处理和金属电镀。表面预处理涉及一些化学处理和反应的工序，例如清洁(cleaning)，蚀刻 (etching)，敏化(sensitization)，活化(activation)和加速(acceleration)。使用强氧化剂如三氧化铬(Chromium trioxide)和硫酸混合物使表面粗糙化以获得良好的机械粘着性，以及产生微孔用以作为金属和基材之间的粘合位点。

现有技术在非金属材料的表面用三氧化铬，硫酸和水的混合物，或是这些无机成分和磷酸的混合物预处理。然而，这种方法存在许多缺点，其中预处理溶液中含有的六价铬是具有遗传毒性的致癌物质，具有高度危险性。接触六价铬的工人有遭受肺癌，哮喘或鼻上皮和皮肤损伤的风险。六价铬的使用可能会对环境造成长期污染，并且在美国，欧洲和中国的电子工业中被广泛禁止使用。在中和的同时，形成大量的氢氧化铬，这种处理显著地阻碍了所用组合物的去除。此外，该已知方法的预处理溶液具有很强的腐蚀性，需要大量的水才能将其从非金属材料表面中完全除去。此外，电镀前的常规表面预处理过程复杂且耗时。由于预处理溶液的处理和其使用的组合物有关，为了更容易处理使用过的预处理溶液，必须减少六价铬化合物以及中和还原产物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在非金属材料的表面形成电镀铜的方法。

本发明发现功能性石墨烯的导电性可应用于金属铜的电镀工艺，基于解决上述的技术问题，本发明在非金属材料的表面形成电镀铜的方法的优选方案，包括以下步骤：

制备一石墨烯基电镀油墨；

将所述石墨烯基电镀油墨喷涂在一非金属材料的表面；

在50℃～200℃的条件下将已喷涂在非金属材料的表面的所述石墨烯基电镀油墨干燥5-30分钟；以及

将表面具有所述石墨烯基电镀油墨的非金属材料浸泡在一电镀溶液中，通过施加电压或电流后进而在所述石墨烯基电镀油墨上形成一电镀铜。

其中非金属材料包括：塑料、陶瓷、木材、玻璃和布料其中的任一种。

其中石墨烯基电镀油墨是由功能化石墨烯、分散剂、增稠剂(thickener) 和溶剂组成的混合物，其中功能化石墨烯的表面含有氧官能团，所述含有氧官能团的功能化石墨烯的氧含量是该含有氧官能团的功能化石墨烯的总重量的 5wt％至50wt％。

其中功能化石墨烯的表面含有：氨基(amino)、羟基(hydroxyl)、羧基(carboxyl)、双键(double bond)、三键(triple bond)和卤代烷(haloalkane) 其中的任一种官能团。