金属非电解沉积于聚合物薄膜上的催化水溶液制造技术

金属涂敷的制品，这里金属是非电解沉积到催化性薄膜上去的，该催化性薄膜是通过热活化催化惰性薄膜而制得的，该催化惰性薄膜是由含有聚合物（例如纤维素、乙烯醇或氧烯烃聚合物）和第８族催化金属（例如钯）的水溶液形成的。非电解沉积在活化的薄膜上的铜呈现出类似于电解铜的高延展性，例如至少约８％延展性。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
这里公开了金属涂敷的制品，包括金属涂敷的纺织材料。这里的金属是非电解沉积到催化性薄膜上去的。该催化性薄膜是由热激活催化惰性聚合物薄膜制成的，该惰性薄膜形成于聚合物和第八族金属化合物的水溶液中。这里也公开了制备和使用这种金属涂敷的制品、催化性薄膜、催化惰性薄膜和溶液的方法。化学镀金属是通过将催化了的底材浸入金属溶液，例如可溶性的镍、钴或铜、还原剂和螯合剂的溶液中而实现的。尽管底材可以用第IB族或第8族的各种金属来催化，但是通常选用钯催化剂，不管其价格如何，这只是因为它的活性。保持催化剂对表面的粘附性是相当重要的，因为松粘结的催化金属会在镀槽的搅动中从表面上被冲洗掉，造成因出现不可控的金属沉积而降低镀槽的金属价值，产生通常所谓的“崩溃的”槽液。Morgan等人在美国专利4，910，072和O′Connor等人在美国专利4，900，618中公开了一种对催化惰性聚合物薄膜的有选择地催化活化，其薄膜含有一种聚合物和一种第IB族或第8族金属化合物的铬合物，其表面上基本没有金属。制备这种薄膜的溶液是用各种有机溶剂制备的，例如四氢呋喃、丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙酸甲酯和乙酸乙酯、其优选的是酸酐，如果薄膜是在高温环境形成的，那么可以允许在有机溶剂中存在少量的水。由于环境关系到有机蒸气的挥发，所以人们喜欢由水溶液制备薄膜而不是由有机溶液制备薄膜。使用水涂敷系统来选择性地提供催化表面是化学镀金属领域的专业人员长期以来的奋斗目标。Lenoble在美国专利3，615，471中公开了催化聚合抗光涂层的应用，该涂层是由聚合物例如聚乙烯醇(PVOH)、光活化交联剂，例如二铬酸钾和催化金属化合物，例如二氯化钯的水溶液制成的。这种涂层可用于在电子线路板底材上提供催化图案，它是将干燥的涂层用紫外光穿过一块图形样板，进行照射，使曝光的涂层交联，把未曝光的可溶性涂层用水洗掉，交联的涂层再固化，例如在190℃下加热15分钟进行干燥，这样就得到化学镀层。Polichette等人在美国专利3，772，056、3，772，078、3，925，578、3，959，547、3，930，963和3，994，727中公开了可选择的非电解沉积金属的薄膜，该薄膜是由光或热可还原的金属盐溶液，例如含有甲酸酮和光敏还原剂，例如蒽醌、2，6-二硫酸二钠盐和少量的表面活性剂的溶液涂成的，当用光穿过一块图形样板照射之后，未曝光的涂层用水洗去而非电解沉积上被光还原的金属。Polichette等人在美国专利3，779，758中公开了可选择的非电解沉积金属和光固化粘合膜，该膜是由聚合粘合剂、催化金属盐，例如氯化钯和光敏剂，例如重氮化合物的溶液涂成的，当用光穿过一块图形样板照射之后，未曝光的涂层被洗掉，而非电解沉积上光还原的含有光固粘合剂的金属。使用如Lenoble和Polichette等人所公开的涂层，缺点是无意中没有洗掉全部的未交联的涂层，会在底材上有不需要的非电解沉积，或者在镀槽中用搅拌连续冲洗涂层会引起镀槽的失效，即不可控的金属还原并在镀槽中到处沉积。Miller在美国专利3，656，952中公开了光敏聚合物涂层，例如聚乙烯基吡咯烷酮和聚氧化乙烯化的脂肪醇。该涂层含有光活性还原剂，例如草酸铁铵，和贵金属化合物，例如钯(Ⅱ)和铂(Ⅳ)和EDTA的铬合物。在紫外光或可见光的照射下，光敏的草酸铁铵使钯化合物还原。该薄膜然后用还原剂处理，还原剂的例子为二甲基硼烷溶液，这使非曝光表面的钯还原。化学镀镍引起形成不可逆的图象再生，例如因为光生成的金属核似乎降低了在光触发区形成的化学还原金属核的质量，其结果在非曝光区域的化学还原金属核上形成了更多或更快的化学沉积。这种涂层的缺点是不能很好地控制在曝光区和非曝光区的非电解沉积的选择性。Yudelson等人在美国专利3，719，490中公开了光敏钯化合物，例如氯化钾钯、氯化钯四氨合物和草酸钾钯，它们在受光化性光线照射时形成了化学镀金属的催化中心，这些化合物被应用作由水溶液或者由聚合粘合剂溶液，例如明胶或PVOH和硼酸交联剂溶液中形成的涂层，在受到光化光线照射之后，金属能非电解沉积在曝光表面上。使用由Yude lson等人所公开的这种涂层，缺点在于只能给能曝光的表面提供催化活性，例如不能使不易被直射光照射的一束纤维之中的纤维表面具有催化性。Rolker等人在美国专利3，900，320中公开了使用聚合物和催化金属化合物的薄膜使塑料金属化的工艺。在实施例5中，Rolker等人公开了使用预涂敷溶液制备薄膜，该溶液为100份的水中含0.05份的氯化钯和0.25份聚乙烯醇，将聚酯板浸入预涂敷溶液中并用空气干燥，当该涂膜再浸入到非电解的镍镀槽中3分钟时便镀上一层镍。使用这种涂层的缺点是底材的可选择部分只有选择应用该涂层才能有催化活性。另外，企图重复Rolker等人的实验工作一般是不成功的。例如人们已经发现当Rolker等人的预涂敷溶液的涂层在100℃温度以下进行空气干燥时，该溶液提供了催化惰性的薄膜，即该薄膜没有催化化学镀镍。只是在高于水的沸点，例如在大约150℃时将薄膜干燥时，也只能形成非均匀的催化薄膜。在这样高的温度下由水溶液形成的催化薄膜不是所希望的，因为形成的薄膜很差，其催化活性差别很大。表面看来是由于溶剂的迅速蒸发导致整个涂层表面产生催化金属的浓度梯度。这一点由干燥薄膜上的色斑显而易见，该色斑包含有高含量的催化金属，例如其催化金属的含量大约为薄膜的非色斑部分的两倍。使用根据Rolker等人制备和干燥的催化金属涂层的缺点在于由化学镀液生成的金属沉积缺乏均匀性。金属涂敷的纺织材料用作各种电磁辐射的屏蔽材料，例如墙复盖物、密封垫、复合外罩、防护布等等，防护电磁干涉的不良影响。这种金属涂敷纺织材料的屏蔽性能是受金属涂层的完整性、粘附性和导电性影响的，尤其是在普通环境中长期导电性的影响，例如高湿度、雨、雾或盐雾等金属氧化环境的影响。用非电解沉积技术制备金属涂敷纺织材料更优于用其它方法(例如蒸汽沉积)涂敷的纺织材料，因为蒸汽沉积的照准线不能提供均匀的金属涂层，例如在纺织材料的内表面。非电解沉积方法一般说来是更受欢迎的方法，，因为诸如钯等催化金属能够更均匀地用于织物表面，甚至是织物内表面。Nishwitz在美国专利4，002，779中公开了无纺布的金属涂层，它是通过先用氯化锡的盐酸水溶液使之敏感化，然后再用氯化钯的盐酸水溶液进行处理而使非电解沉积物产生催化性的。据报导用该方法制得的铜涂敷的无纺布，其表面电阻率为30-80欧姆，而镍涂敷的无纺布的表面电阻率为80-150欧姆。Ebneth在美国专利4，201，825中公开了导电性更好的金属涂敷纺织材料，它是使用胶质的钯使纺织材料具有催化性的，据报导其表面电阻率，铜涂层的低达4欧姆，镍涂层的低达10欧姆。金属涂层的环境耐久性是这样的，在30℃含乳化剂的水中，仅洗涤10次，每次30分钟，涂有镍的织物表面的电阻率由10欧姆降级到300欧姆。在美国专利4，572，960中Ebneth公开了使用丁二烯氯化钯在二氯甲烷中的溶液使金属化的编织聚酯纱具有催化性，并使用镍涂敷，其每平方米的电阻为0.1～0.2欧姆，如上所述，从环境方面考虑使用二氯甲烷溶液是不希望的。本专利技术人已发现具有增强的电导性和抗环境能力的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化惰性薄膜，形成于含有聚合物和第８族催化金属的水溶液中，其中所说的薄膜可利用热来有选择地进行活化以催化非电解沉积。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治道格拉斯沃恩，
申请(专利权)人：阿米斯布里集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]