一种塑胶电镀的方法技术

本发明专利技术提供一种塑胶电镀的方法，包括以下步骤：以石墨烯基导电油墨涂覆塑胶基材的表面；其中，所述石墨烯基导电油墨为多孔石墨烯基导电油墨；固化所述石墨烯基导电油墨形成石墨烯基导电油墨墨层，以制得导电塑胶基材，其中，所述导电塑胶基材包括石墨烯基导电油墨墨层与所述塑胶基材；电镀所述导电塑胶基材，在所述导电塑胶基材上沉积第一镀层后，清洗所述经电镀的导电塑胶基材；以及烘干所述经清洗的导电塑胶基材，以得到电镀塑胶。

A Method of Plastic Electroplating

【技术实现步骤摘要】
一种塑胶电镀的方法
本专利技术涉及一种塑胶电镀的方法，尤其关于一种使用多孔石墨烯基导电油墨电镀塑胶的方法。
技术介绍
塑胶电镀或塑胶化学镀广泛应用于五金工件的制造，因其外观漂亮、质量轻、价格便宜、耐磨及耐腐蚀性能优良而受到人们的喜爱。塑胶制品电镀属于非金属电镀，非金属是电和热的不良导体，因此，必须先使非金属表面形成一层导电金属薄膜，作为底层金属，方可进行电镀。现有技术中，金属薄膜的形成方法很多，如化学镀铜、化学镀银、银浆高温还原、真空镀膜、环氧树脂或油漆中加金属粉喷涂表面等。电镀的镀前处理在塑胶电镀中非常重要，包括内应力消除、表面粗化、除油、敏化、活化等过程，然后对处理好的基材进行预镀处理后才能进行常规电镀。现有塑胶电镀或塑胶化学镀方法包括以下主要工序：镀件除油、粗化、活化、化学镀、视需求进行后续电镀。除油是采用强碱将塑胶镀件表面的油污灰尘去除。粗化则是使用铬酸与硫酸的混酸处理基底使其表面粗糙，便于活化步骤中贵金属的吸附。活化的目的是使得贵金属如钯、银吸附在塑胶镀件表面，在化学镀中形成催化活性中心位点，便于所镀金属在镀件表面成核生长并形成完整镀层。所述化学镀是为了让塑胶镀件导电，便于后续电镀或化学镀。然而，上述每道工序之间都需要水洗，水洗干净的目的是除去残留在塑胶镀件表面上的上道工序的处理液防止其影响下道工序，且水洗次数至少一次以上，因此，粗化工序将会产生大量含铬酸的废水、活化工序则会消耗大量贵金属(如钯、银)，加上环境相关规范日趋严谨，导致电镀厂电镀成本和废水处理成本不断上升。针对塑胶电镀或塑胶化学镀工艺过程中产生的含铬酸含金属钯废水问题，目前碳材料以其优异导电性、价格便宜、性能稳定等优良特性成为具有潜力的塑胶电镀的研究方向。先前技术中，有以金属盐类掺杂炭黑提高前处理导电性者，例如CN105603477A，公开一种ABS塑料化学镀铜前处理新工艺，其中使用金属盐溶液对炭黑进行处理，电镀时，炭黑浆料中的金属优先还原，形成成核位点，以保证浆料的导电性。此方法使用金属盐溶液，如Fe盐、Co盐、Ni盐、Cu盐、Ag盐、Au盐、Pd盐、Pt盐中的一种或多种对导电炭黑改性。又由于导电炭黑极易团聚，需要先对炭黑粒子进行氧化处理并负载金属纳米颗粒，该过程需要使用价格较为昂贵的贵金属盐以及绝缘的分散润湿剂。再者，该专利所述工艺方法需要在ABS塑料表面先涂布高分子胶黏剂，再把导电炭黑浆料喷涂于ABS塑料表面，使得涂层和塑料基材之间没有直接的化学键或物理铆合。CN108425138A采用塑胶表面涂覆氧化石墨烯再还原的工艺方法，其涉及多次氧化还原步骤。Oh等人在2012年发表的“以化学改性石墨烯片作为塑料基材电镀的活性层”(Chemically-modifiedgraphenesheetsasanactivelayerforeco-friendlymetalelectroplatingonplasticsubstrates.2012.J-SOh,T.Hwang,G-YNam,ThinSolidFilms.521:270–274.)文章中采用石墨烯片作为活性导电层，在塑料基板上进行电镀镍。将氧化石墨烯(GO)溶液沉积在经等离子体处理过的PET薄膜上。对GO/PET薄膜进行化学和热还原，将GO层转化为PET衬底上的还原氧化石墨烯(rGO)层，其方块电阻为100Ω/□。在rGO/PET薄膜上，在恒流条件下进行镀镍。然而，rGO涂层电阻率高，需经过化学还原才能够得到具有一定导电性的石墨烯涂层，而rGO的还原工艺需保证各位点还原速度一样才能保证导电性均一。且氧化石墨烯的制备成本高、污染大，其与塑料的附着力没有油墨与塑胶的结合力好。由上述可知，因此，业界仍亟需一种工艺简便、低成本、环保又适用于塑胶基材的镀前处理方法，特别是一种能够在塑胶基材上形成优异附着力的电镀层的塑胶电镀方法。
技术实现思路
本专利技术一方面提供一种塑胶电镀的方法，包括以下步骤：以石墨烯基导电油墨涂覆于塑胶基材的表面；固化所述石墨烯基导电油墨形成石墨烯基导电油墨墨层，以制得导电塑胶基材，其中，所述导电塑胶基材包括石墨烯基导电油墨墨层与所述塑胶基材；电镀所述导电塑胶基材，在所述导电塑胶基材上沉积第一镀层后，清洗所述经电镀的导电塑胶基材；以及烘干所述经清洗的导电塑胶基材，以得到电镀塑胶。根据本专利技术实施例，所述石墨烯基导电油墨为多孔石墨烯基导电油墨。其中，该多孔石墨烯基导电油墨为多孔水性石墨烯基导电油墨或多孔油性石墨烯基导电油墨。根据本专利技术实施例，所述石墨烯基导电油墨墨层具有多孔结构，其孔径大小为10～2000nm。根据本专利技术实施例，所述石墨烯基导电油墨的细度小于30μm。根据本专利技术另一实施例，所述石墨烯基导电油墨的粘度小于4000mPa·s。根据本专利技术实施例，所述导电塑胶基材中，所述石墨烯层与所述塑胶基材的附着力为5～25N/cm。根据本专利技术实施例，所述塑胶基材选自由聚酰亚胺塑胶、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈、聚丙烯、聚碳酸酯和聚乙烯所组成的组。根据本专利技术实施例，所述以石墨烯基导电油墨涂覆塑胶基材的表面中，所述石墨烯基导电油墨的涂层厚度为0.2～200μm。根据本专利技术实施例，所述石墨烯层的层间附着力为5～20N/cm。本专利技术还提供一种塑胶电镀的方法，包括以下步骤：以石墨烯基导电油墨涂覆塑胶基材的表面；固化所述石墨烯基导电油墨形成石墨烯基导电油墨墨层，以制得导电塑胶基材，其中，所述导电塑胶包括石墨烯基导电油墨墨层与所述塑胶基材；电镀所述导电塑胶基材，在所述导电塑胶基材上沉积第一镀层后，清洗所述经电镀的导电塑胶基材；重复电镀所述经清洗的导电塑胶基材，再清洗所述经电镀的导电塑胶基材，以在所述第一镀层上沉积第二镀层，如此往复，可进行多层金属的电镀；以及烘干所述经清洗的导电塑胶基材，得到所述电镀塑胶。本专利技术另方面还提供一种依据本专利技术所提供的塑胶电镀的方法所制备的电镀塑胶。相较于先前技术，本专利技术所提供的塑胶电镀方法无需传统塑胶电镀过程中碱洗除油、化学粗化、敏化和贵金属钯活化等过程，降低电镀成本及重金属污水排放量。本专利技术石墨烯层与塑胶基材的结合力与石墨烯层与金属镀层结合力优异，百格测试均能达到5B。该专利技术操作步骤简单，并且具有成本低、步骤简单、适用于产业化生产的优点。附图说明图1为本专利技术之多孔石墨烯基导电油墨所制成墨层的SEM图。图2本专利技术之多孔石墨烯基导电油墨所制成墨层的截面SEM图。其中a的标尺为40μm；b为8μm；c为4μm；以及d为1μm。图3为依据本专利技术所提供的电镀塑胶结构示意图。主要组件符号说明31塑胶基材32石墨烯基导电油墨墨层33第一镀层具体实施方式以下藉由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如「上」、「内」、「外」、「底」、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑胶电镀的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：以石墨烯基导电油墨涂覆塑胶基材的表面，其中，所述石墨烯基导电油墨为多孔石墨烯基导电油墨；固化所述石墨烯基导电油墨形成石墨烯基导电油墨墨层，以制得导电塑胶基材，其中，所述导电塑胶基材包括石墨烯基导电油墨墨层与所述塑胶基材；电镀所述导电塑胶基材，在所述导电塑胶基材上沉积第一镀层后，清洗所述经电镀的导电塑胶基材；以及烘干所述经清洗的导电塑胶基材，以得到电镀塑胶。

【技术特征摘要】
1.一种塑胶电镀的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：以石墨烯基导电油墨涂覆塑胶基材的表面，其中，所述石墨烯基导电油墨为多孔石墨烯基导电油墨；固化所述石墨烯基导电油墨形成石墨烯基导电油墨墨层，以制得导电塑胶基材，其中，所述导电塑胶基材包括石墨烯基导电油墨墨层与所述塑胶基材；电镀所述导电塑胶基材，在所述导电塑胶基材上沉积第一镀层后，清洗所述经电镀的导电塑胶基材；以及烘干所述经清洗的导电塑胶基材，以得到电镀塑胶。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔石墨烯基导电油墨为多孔水性石墨烯基导电油墨或多孔油性石墨烯基导电油墨。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨烯基导电油墨墨层具有多孔结构，其孔径大小为10～2000nm。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨烯基导电油墨的细度小于30μm。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑南峰，毛和旭，吴炳辉，曹昉，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35