[发明专利]热塑性塑料的金属涂敷

说明书

本发明涉及涂敷金属的成型工件，这种工件由含至少一种热塑性聚合物的非均相的、至少两相的混合聚合物制成，以及这种工件的生产工艺。

通常的塑料金属涂敷方法是采用电化学方法将金属沉积到塑料表面。第一步先将塑料表面用化学或机械方法处理，第二步涂一层不连续的底剂，第三步放入含金属盐和还原剂的化学强化池中涂敷一层极薄的连续金属层，最后将处理过的工件放入金属盐的水溶液中电镀涂敷金属，使获得更厚的金属层。基底层的涂敷举例来说，是将预处理过的工件放入酸性锌盐溶液，然后放入贵金属水溶液中涂敷金属。两个池也可以加压。

上述方法十分复杂，步骤多，工艺条件繁复。化学及机械预处理的过程往往破坏基底，由于塑料表面对底剂溶液浸润性差，在涂敷金属底层时经常出现问题。这种方法生成的底层质量差，不连续，牢固性差。此类方法及其它特殊的涂敷金属工艺见于US-A4,590,115中。

EP-A 0 414 097中也报导了一种生产印刷电路板所用的非金属坯件的电解涂敷金属的湿化学工艺。该文谈到生产过程的简化和电路板终产品质量的提高。然而这一工艺仍然表现出湿化学工艺的系统局限性。

EP-A 0 417 037报导了另一个湿化学工艺的例子，一种塑料工件涂敷一薄层贵金属，该塑料含一种填充剂，可以改善待涂塑料工件表面上贵金属颗粒的附着强度，并将池中由于沉积引起的金属损失减少。用作填充剂的金属氧化物有MnO，NiO，Cu₂O，SnO和Bi₂O₃。这些填充剂的缺点是化学上不够稳定且重量有问题。

上述已知的湿化学工艺的一个根本性缺点是：在涂敷金属之前为达到预计的牢固程度，需制定一套较复杂的预处理步骤。

这些缺点可以用一种工艺来克服，其中通过在等离子区使金属有机化合物分解来涂敷塑料，尤其是氟聚物(EP-A 0321 734)。其缺点是对离子能量、环境气体压力、基底湿度等难于精确控制。同样对能量辐射的影响也难于充分控制。另一缺点是为保证持续放电需使用高压(约133Pa)。由于压力太大，以至于金属粒子的蒸发不能持续进行。

这些缺点可以用一种工艺来克服，即EP-A 0206 145中描述的采用低能量粒子。缺点是在使用某些有机工件，如氟聚物时金属涂敷不牢固。

本发明的目的是将高产率聚合物成型的物料加以改进，采用溅射或蒸发法涂敷金属，从而相对于起始聚合物使聚合物基底上的金属层的附着强度得以改善。

令人吃惊的是：使用非均相的、多相的混合聚合物，即除了含一种热塑性聚合物，还含至少一种聚芳硫醚、一种氧化聚芳硫醚、一种聚酰亚胺、一种芳香型聚酯或一种聚醚酮的混合聚合物，可生产出有更好性能的敷金属塑料件，尤其是改善了塑料基底上金属涂层的附着强度。

因此，本发明涉及由多相混合聚合物制成的敷金属塑料件，包含A)一种热塑性塑料和B)一种填充剂。其特征标志为：作为填充剂它含至少一种聚芳硫醚、一种氧化聚芳硫醚、一种聚酰亚胺、一种芳香型聚酯、一种聚醚酮或是它们的混合物。

本发明还涉及生产附着性强的敷金属塑料件，将上述组成的多相混合聚合物先通过成型工艺制成工件，然后将工件用气相喷镀法或溅镀法涂敷金属。

根据本发明，适用的热塑性聚合物的熔点例如应在100℃以上，应是耐高温或高产率聚合物。高产率聚合物有氟聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚酰亚胺、液晶聚合物(LCP)，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯氧、聚砜、聚氨酯和硅酮。优选的热塑性塑料是氟聚物，特别优选聚四氟乙烯(PTFE)。

塑料件涂敷金属优选用气相喷镀处理或溅镀法。使用的金属不受限制。生成的金属层可以是铜、银、铝、金、钛、铁、铬或镍等。

高效聚合物指的是这样的塑料，其熔点高于100℃，最好高于200℃。这些聚合物例如见于Ullman的工业化学百科全书第5版(Encyclopedia of Industrial Chemistry，5.Auflage)，VCH出版有限公司，Weinheim-New York 1992年：有机氟聚物，A11卷393-430页；聚酰胺，A21卷179-206页；聚碳酸酯，A21卷207-216页；聚酯，A21卷227-252页；聚酰亚胺，A21卷253-273页；聚合共混物，A21卷274-305页；耐高温聚合物，A21卷449-472页；聚甲基丙烯酸甲酯，A21卷473-486页；聚苯氧，A21卷605-614页；聚氨酯，A21卷665-716页和硅酮，A24卷57-95页，这些内容将被并入此处。