[发明专利]一种聚醚醚酮及改性聚醚醚酮表面金属层制备方法

说明书

本发明公开了一种聚醚醚酮及改性聚醚醚酮表面金属层制备方法，首先对聚醚醚酮或改性聚醚醚酮基体进行粗化、敏化和活化处理，然后在基体表面依次形成化学镀铜层、电镀铜层和镍层，本发明方法所得镀层外观均匀，聚醚醚酮或改性聚醚醚酮表面金属化工件工作温度范围可达‑196℃～+260℃，表面接触电阻≤5mΩ。本发明可应用于需要轻量化、高导电、耐高温、表面焊接及电磁屏蔽的产品，方法简单，可操作性强，且适用于结构复杂的产品。

技术领域

本发明属于表面金属化处理领域，涉及一种聚醚醚酮及改性聚醚醚酮表面金属层制备方法。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶芳香族热塑性工程树脂，大分子链上含有大量刚性的苯环、柔顺的醚键和提高分子间作用力的羰基，使其具有众多优异的性能，例如，优异的耐高温性能和耐化学腐蚀性能，良好的机械性能，耐辐射性能、以及自润滑和耐摩擦性能等，这使得PEEK材料在航空航天、电子电气等领域具有广泛的应用前景。但因其表面不导电，不能将其用于替代金属材料，实现导电、焊接等功能需求。因此需要对聚醚醚酮材料进行表面金属化处理，实现轻量化、导电、焊接、耐高温、电磁屏蔽的功能优势。采用碳纤维、石墨烯、碳纳米管等材料进行改性后，有利于提高聚醚醚酮材料的表面导电性，降低热膨胀系数，提高可电镀性，然而其表面导电性远远达不到高导电、焊接、电磁屏蔽等需求，需要进行表面金属化处理。由于聚醚醚酮材料表面极高的化学惰性和疏水性，在制备金属层之前，首先对基体进行粗化处理。采用传统的铬酸-硫酸溶液进行化学粗化时，对PEEK材料表面的腐蚀不均匀，粗化时间和粗化效果都难以把握，导致金属镀层覆盖不完全或结合力差的现象。且目前的塑料表面镀层一般为镍/铬镀层，表面导电性较差，无法满足航天等领域的产品导电需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种聚醚醚酮及改性聚醚醚酮表面金属层制备方法，首先对聚醚醚酮或改性聚醚醚酮基体进行粗化、敏化和活化处理，然后在基体表面依次形成化学镀铜层、电镀铜层和镍层，本发明方法所得镀层外观均匀，聚醚醚酮或改性聚醚醚酮表面金属化工件工作温度范围可达-196℃～+260℃，表面接触电阻≤5mΩ。本发明可应用于需要轻量化、高导电、耐高温、表面焊接及电磁屏蔽的产品，方法简单，可操作性强，且适用于结构复杂的产品。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种聚醚醚酮及改性聚醚醚酮表面金属层制备方法，包括以下步骤：

(1)对聚醚醚酮或改性聚醚醚酮进行粗化、敏化及活化处理；所述改性聚醚醚酮包括利用碳纤维，玻璃纤维，碳纳米管或石墨烯中的一种或一种以上组合进行改性的聚醚醚酮材料；

(2)在步骤(1)所得产物表面采用化学镀的方式镀铜，形成厚度为1～3微米的化学镀铜层；

(3)在化学镀铜层表面采用电镀的方式镀铜，形成厚度为8～30微米的电镀铜层；

(4)在电镀铜层表面镀镍，形成厚度为1～10微米的镍层。

进一步的，所述步骤(1)中，采用粗化处理溶液对聚醚醚酮或改性聚醚醚酮进行粗化处理；所述粗化处理溶液包含如下组分：

进一步的，所述步骤(1)中，粗化处理温度为65～90℃，粗化处理时间为5～20min。

进一步的，所述步骤(2)中，采用化学镀的方式镀铜，镀铜溶液含有以下组分：

化学镀铜时采用的溶液温度为30～40℃。

进一步的，所述步骤(3)中，电镀采用的电镀铜溶液包括如下组分：

电镀采用的电镀铜溶液温度为18～30℃，阴极电流密度为0.5～3A/dm²。