[发明专利]一种碳纤维板表面电镀金属的方法

说明书

本发明提供了一种碳纤维板表面电镀金属的方法，属于电镀领域。该方法将碳纤维板依次在丙酮、无水乙醇、硫酸中浸泡，然后用过硫酸铵粗化液粗化，铬酸粗化液二次粗化，在氢氧化钠溶液中浸泡后，进行敏化、预浸和活化，再进行解胶、还原以及镍溶液处理后，依次进行电镀铜和电镀Ni处理，最后烘干得到表面电镀铜和镍的碳纤维板。本发明制备的碳纤维板增强了后期金属膜层的附着力，同时满足产品结合力标准和外观要求。

技术领域

本发明涉及电镀领域，尤其涉及一种碳纤维板表面电镀金属的方法。

背景技术

目前，碳纤维及其复合材料形成了一个崭新的材料体系，其中金属基碳纤维复合材料因具有高比强度、高比模量和韧性好等优良性能，在航空航天、生物材料和民用工业领域具有广阔的应用前景，它是以碳纤维为增强纤维，金属为基体的复合材料。碳纤维金属化后，其导电性能提高可达到吸波、屏蔽功能；广泛应用于手机、印制电路板、电子及通讯基站、军用材料、生物材料、航空航天等领域。

但是，碳纤维与基体金属间的润湿性、化学相容性差，这限制了它的应用。为了改善碳纤维与基体金属间的润湿性及化学相容性，加强界面结合力，最常用的方法就是碳纤维表面金属化处理。未经表面处理的碳纤维由于具有表面光滑、疏水性和表面惰性等特点，很难直接镀覆金属。因此，在对碳纤维进行表面金属化之前，必须对其表面进行改性处理(粗化)。粗化是影响碳纤维镀层质量非常重要的一个环节。常用的现有技术主要是通过强氧化剂来腐蚀碳纤维表面结构，增加表面粗糙度，增加表面凹槽的数量，使碳纤维表面呈现微观的粗糙，并使碳纤维表面由疏水性变为亲水性，以增强镀层与基体的结合力。

因此如何解决碳纤维与金属之间的界面结合问题就是制备金属基碳纤维复合材料的关键，关系到后续金属镀层有效附着的成败。粗化剂一般采用具有强氧化性的物质，如浓硫酸、浓硝酸、双氧水，铬酸，过氧化物等，高温灼烧，有机溶剂浸泡等。化学粗化是影响塑料与镀层结合力最重要的因素之一，粗化不足或粗化过度都直接影响到镀层的结合力，前者易引起镀覆不完全、鼓泡脱皮。后者易发生金属层脱落、碳纤维“跑丝”等不良现象。在实际生产中，镀件要能粗化到恰到好处，并非易事。

碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材，碳纤维板材具有拉伸强度高、重量轻、柔韧性好，耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能，广泛应用于5G等高科技领域。而碳纤维板的电镀，尤其困难，难点在于硬化后的碳纤维平板更难被均匀地粗化。

但目前现有技术，在解决金属与碳纤维板之间的结合力方面，国内技术表现明显不足，不能满足现代产品的质量需要，严重制约了其应用，跟不上5G时代的快速发展。在当前国外技术“卡脖子”的非正常手段的压力下，我们发展自身的碳纤维材料改性的工作，在当下，其重要性尤为突显。

发明内容

基于此，本发明提供了一种碳纤维板表面电镀金属的方法，该方法能够很好地解决碳纤维与金属之间的结合力问题，完全满足产品结合力标准和外观要求。

本发明的目的是提供一种碳纤维板表面电镀金属的方法，包括以下步骤：

(1)在室温下，将碳纤维板在丙酮中浸泡5-20min，取出后放入无水乙醇中浸泡5-20min，取出后进行水洗，洗去表面的无水乙醇；

(2)在室温下，将步骤(1)水洗后的碳纤维板在质量浓度为4％硫酸中浸泡2-5min，取出后置于过硫酸铵粗化液中，在超声波作用下粗化10-30min；

(3)将步骤(2)中过硫酸铵粗化过的碳纤维板取出，置于铬酸粗化液中，在超声波作用下，于温度为45-65℃下浸泡10-25min，进行二次粗化，取出后进行水洗，洗去表面的粗化液；

(4)在室温下，将二次粗化的碳纤维板在质量浓度为4％氢氧化钠溶液中浸泡2-5min，取出后进行超声水洗1-2min；