在不导电材料上刷镀铜的方法技术

本发明专利技术提供在各种不导电材料上，进行无电化学刷镀金属的工艺以及刷镀过程中所使用的组合敏化处理溶液。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，更具体地讲，涉及在例如塑料、玻璃、陶瓷、竹木制品、木材、石料、石膏、水泥制品等各种不导电材料上，采用无电刷涂的手段，使用组合化学试剂，经过化学反应，使其表面上沉积金属镀层的方法;本专利技术还涉及采用上述方法制得的产品。在导电材料表面，采用浴槽电镀的方法沉积金属已经长期广泛应用。在导电材料表面，采用电刷镀的方法沉积金属层也已经广泛应用。将不导电的材料预先进行表面处理，使其具有导电的性能，然后再进行浴槽电镀或电刷镀也已经是公知公用的技术(见美国专利号4481081，4165394)。某些不导电的非金属材料上，例如陶瓷，塑料等经过腐蚀后，再用浸蘸的方法，使其经过能够给二价锡离子的吸附提供更多的吸附位置的交连剂处理;再用浸蘸的方法，使其经过二价锡离子、铜离子水溶液处理;然后，还用浸蘸的方法，使其经过能够还原-价铜的还原剂的处理;再进行浴槽无电化学镀，使其表面沉积金属层(见美国专利号3993848)。这种采用浴槽的无电镀覆金属的方法也已经是公知技术。但是，至今为止，所有的在不导电材料上镀覆金属的技术都离不开镀槽，都必须把要镀覆金属的材料浸入到预处理溶液和镀槽液中。这样，就使这种方法的应用受到很大限制。首先，要镀材料的尺寸受到限制，实际应用中，不可能设置尺寸太大的浴槽。其次，限制了可镀材料的种类，将多孔性的，大量吸收浴槽中的溶液的材料浸入浴槽，会造成浴槽溶液的大量浪费。而且，这种方法不适用于对材料的部分表面进行镀覆。本专利技术人经过多年研究，现发现，采用一些组合予处理溶液(敏化溶液和活化溶液)和组合无电刷镀镀液，就能够不必将要镀的材料浸入镀液槽，而只用喷涂或刷涂的手段，在各种不导电的材料上镀覆金属。本专利技术的无电刷镀方法，摆脱了浴液槽中浸蘸的工艺步骤，设备简单。工艺灵活，即可在材料的全部表面镀覆金属，也可在材料的部分表面镀覆金属，而且不受材料本身表面状态及材料本身尺寸大小的限制，可广泛地在各种不导电材料表面镀覆金属。另外，用本专利技术的方法镀覆的金属与基底材料结合得牢袖，在刷镀过程中节省原料，刷镀速度快，刷镀过程不受温度条件的限制。最后，本专利技术的方法中所使用各种处理溶液中不含氰，而且可以全部采用对人体无害，对环境无害的物质配制本专利技术中使用的组合化学试剂。本专利技术提供在不导电材料表面镀覆金属的方法。本专利技术的目的之一是提供一种在耐酸性腐蚀的材料，表面为弱极性的或非极性的有机材料基底上，采用组合化学试剂，进行无电镀覆(化学镀)，使基底表面沉积金属层的工艺方法，本专利技术提供的方法的特征在于，不用浸蘸浴液槽，只用刷涂或和喷涂的手段，就能在各种耐酸性腐蚀材料，表面为弱极性或非极性的有机材料基底上镀覆金属，它包括下述步骤(1)选择性地对基底表面进行粗化处理，其中包括机械粗化处理，及对基底有粗化作用的化学试剂溶液和(或)有机试剂在基底表面刷涂或喷涂的化学粗化处理。(2)敏化处理，在选择性地粗化处理过的基底表面上，用含有0.0001-1克/升，更为常用的是含0.01-0.1克/升(重量)阴离子表面活性剂，且含有不易被空气氧化，但易被有催化活性的金属的阳离子氧化的金属离子的强酸性溶液刷涂或喷涂，(3)活化处理，在经过敏化处理的基底表面上，用含有有催化活性的金属离子溶液刷涂或喷涂，有时敏化和活化处理可同时进行。(4)化学无电镀覆，用含有待镀金属的离子的溶液，在经过活化处理的基底表面上反复刷涂，直到表面上沉积了所需要的厚度的金属层。本专利技术的目的之二是提供在吸水性较强或极性较强的有机材料，耐酸性腐蚀的不导电材料基底表面上，镀覆金属的工艺方法。在这类材料表面镀覆金属的工艺步骤，与前述在耐酸性腐蚀材料，表面为弱极性或非极性的有机材料镀覆的工艺步骤完全相同。所用的设备，工具基本相同。两者的区别在于采用了不同的组合处理溶液。其特点在于所用的组合敏化处理液中含有一定量的醇，还含有能与起敏化作用的离子络合的指示剂，例如百里酚兰类指示剂。本专利技术的目的之三是提供在耐碱性腐蚀能力较强的材料，或显碱性的材料表面镀覆金属的方法。在这类材料表面的镀覆所采用的工艺步骤，设备及工具与两种方法也基本相同，其特殊之处在于采用了碱性敏化组合处理溶液，溶液中含一定量的强碱，也还含有能与起敏化作用的离子络合的指示剂和醇类物质。本专利技术的方法应用范围广，选择不同的化学试剂，就能够只用刷涂(或)和喷涂的手段在各种不导电材料上镀覆金属层。在用本专利技术的方法镀覆金属层之后，表面层已经导电。还可以用电刷镀的方法，继续在表面层上镀覆金属。当然也可根据需要用任何处理导电材料表面方法，继续进行表面处理。本专利技术另外的目的是提供在各类不同材料的基底表面上进行无电刷镀(化学刷镀)的工艺中，所使用的组合敏化处理溶液。1.在耐酸性腐蚀的不导电材料，表面为弱极性或非极性不导电有机材料上使用的组合敏化液，其中含有浓度较高的起敏化作用的金属离子，这类金属离子不容易被空气氧化，但很容易被活化溶液中起活化作用的金属离子氧化，常用的这类金属离子有二价锡离子，二价锡离子一般为50-350克/升。组合敏化液中，还要加入大量的酸。其中，也可含有少量的百里酚兰类的指示剂。具有特征性的是，组合敏化液含有浓度很低的阴离子表面活性剂。所用的阴离子表面活性剂以直链烷基磺酸盐效果为好，其中含8-20个碳原子最为常用。表面活性剂的浓度应当很低，一般为0.0001克/升-1克/升，不能超过1克/升，浓度过大会降低化学镀层的结合强度。表面活性剂浓度过低。会造成漏镀现象，而且降低化学刷镀的速度。实践证明，最好将表面活性剂预先配成盐酸试剂使用。盐酸试剂是由0.01-1克/升的烷基磺酸盐和20-25%的HCl水溶液组成。这种组合敏化剂中还可含有少量的丙三醇。这种组合敏化液的成份为SnCl250-350克/升36%的盐酸 50-150克/升WJ-1 10-100克/升GY 5-10滴/升其余 水其中，WJ-1代表盐酸烷基磺酸盐试剂，由20-25%的盐酸和按重量计0.01-1%的烷基磺酸盐组成。GY代表丙三醇试剂，由70-80%(重量)是丙三醇和水组成。2.在吸水性较强、耐酸性腐蚀的不导电材料或极性较强的有机材料上使用的组合敏化液。这种敏化液中起敏化作用的金属离子与第一种中的相同，唯其浓度略低。其中的酸量也较第一种少。这种敏化液的特征是含有能与起敏化作用的金属离子络合的指示剂，以及一定量的醇，以乙醇最为常用。此处所说的指示剂在刷镀过程中能改变颜色，指示刷镀效果，使刷镀均匀完全。乙醇挥发性很强，因此敏化处理过程中，敏化液的浓度变大。这种组合敏化处理液中也可含有丙三醇。用这种敏化液处理的材料一般都容易被水浸润，因此添加表面活性剂并不是必需的。应当注意到，这种组合处理液中乙醇的浓度要根据具体的基底材料进行调整。这种组合敏化液的成份为SnCl225-175克/升36%的盐酸 35-110克/升JJ 50-100克/升GY 3-5滴/升其余 水其中，JJ代表酒精酚兰试剂，由95%的酒精和按重量计约0.01-1%的百里酚兰类指示剂组成。GY代表丙三醇试剂，由70-80%(重量)的丙三醇和水组成。3.在耐碱性腐蚀或显碱性的不导电材料上使用组合敏化液。这种敏化液中起敏化作用的金属离子与第一种中的相同，但这种敏本文档来自技高网...

【技术保护点】
在耐酸性腐蚀的不导电材料，或表面为弱极性，非极性的不导电有机材料表面上，采用液体组合化学试剂，进行无电镀覆（化学镀），使基底表面上沉积金属层的工艺方法，其特征在于，不必使用浸蘸浴液糟，也不使用浸蘸的步骤，只用刷涂或喷涂的手段，就能够在上述各种材料为基底的表面上，镀覆金属，其工艺步骤如下：（１）选择性地对基底表面进行粗化处理，其中包括机械粗化处理，用刷涂或喷涂的方法，用对基底表面有粗化作用的化学试剂和（或）溶剂，对基底表面进行化学粗化处理，（２）敏化处理，在选择性地进行 过粗化处理的基底表面上，用含有０．０００１—１克／升的阴离子表面活性剂，且含有不易被空气氧化，但容易被有催化活性的金属阳离子氧化的金属离子的强酸性溶液刷涂或喷涂，（３）活化处理，在经过敏化处理的基底表面上，用含有有催化活性的金属离子溶液 刷涂或喷涂，（４）化学无电镀覆，用含有待镀金属的阳离子的溶液，在经过活化处理的基底表面上反复刷涂，直到表面上沉积了所需要的厚度的金属层。

【技术特征摘要】
1.在耐酸性腐蚀的不导电材料，或表面为弱极性，非极性的不导电有机材料表面上，采用液体组合化学试剂，进行无电镀覆(化学镀)，使基底表面上沉积金属层的工艺方法，其特征在于，不必使用浸蘸浴液糟，也不使用浸蘸的步骤，只用刷涂或喷涂的手段，就能够在上述各种材料为基底的表面上，镀覆金属，其工艺步骤如下(1)选择性地对基底表面进行粗化处理，其中包括机械粗化处理，用刷涂或喷涂的方法，用对基底表面有粗化作用的化学试剂和(或)溶剂，对基底表面进行化学粗化处理，(2)敏化处理，在选择性地进行过粗化处理的基底表面上，用含有0.0001-1克/升的阴离子表面活性剂，且含有不易被空气氧化，但容易被有催化活性的金属阳离子氧化的金属离子的强酸性溶液刷涂或喷涂，(3)活化处理，在经过敏化处理的基底表面上，用含有有催化活性的金属离子溶液刷涂或喷涂，(4)化学无电镀覆，用含有待镀金属的阳离子的溶液，在经过活化处理的基底表面上反复刷涂，直到表面上沉积了所需要的厚度的金属层。2.根据权利要求1所述的工艺方法，其中还包括，在基底表面上化学无电镀覆上金属层之后，再进行电镀镀，继续在表面层上镀覆与化学镀镀层相同或不同的金属层。3.根据权利要求1所述的工艺方法，在其中的敏化处理和活化处理步骤之间，还有用去离子水对敏化后的基底表面进行冲洗的步骤。4.根据权利要求1所述的工艺方法，其中在组合敏化处理液中所含的阴离子表面活性剂是含8-20个碳原子的直链烷基磺酸盐，其在敏化液内的含量为0.01-0.1克/升。5.在吸水性较强，且耐酸性腐蚀的不导电材料基底表面上，采用液体组合化学试剂，进行无电镀覆(化学镀)，使基底表面上沉积金属层的工艺方法，其特征在于，不必使用浸蘸浴液槽，也不使用浸蘸的步骤，只用刷涂或喷涂的手段，就能够在上述各种材料为基底的表面上镀覆金属，其工艺步骤如下(1)选择性地对基底表面进行粗化处理，中包括机械粗化处理，用刷涂或喷涂的方法，用对基底表面有粗化作用的组合化学试剂和(或)有机溶剂，对基底表面进行化学粗化处理，(2)敏化处理，在选择性地进行过粗化处理的基底表面上，用含有一定量的醇，不易被空气氧气，但容易被有催化活性的金属阳离子氧化、起敏化作用的金属阳离子以及能与起敏化作用的金属阳离子络合的指示剂的强酸性溶液刷涂或喷涂，(3)活化处理，在经过敏化处理的基底表面上，用含有有催化活性的金属阳离子溶液刷涂或喷涂，(4)化学无电镀覆，用含有待镀金属的阳离子的溶液，在经过活化处理的基底表面上反复刷涂，直到表面上沉积了所需厚度的金属层。6.根据权利要求5所述的工艺方法，其中还包括，在基底表面上化学无电镀覆了金属层之后，再进执电刷镀，继续在表面层上镀覆与化学镀镀层相同或不同的金属层。7.根据权利要求5所述的工艺方法，其中的敏化处理和活化处理步骤之间，还有用去离子对敏化后的基底表面进行冲洗的步骤。8.根据权利要求5所述的工艺方法，其中所说的能与起敏化作用的金属阳离子络合的指示剂是百里酚兰类指示剂，其中所说的醇包括乙醇和丙三醇。9.在耐碱性腐蚀或显碱性的不导电材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍先，韩荣生，郑传明，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]