一种多孔导电油墨、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种多孔导电油墨，包括：石墨烯5～15重量份；导电颗粒0.5～5重量份；粘结剂12～45重量份；亲水氧化物0.5～2重量份；高沸点溶剂25～48重量份；低沸点溶剂7～30重量份。与现有技术相比，本发明专利技术通过使用高低沸点不同的溶剂，形成的导电油墨层在烘干后形成多孔结构，经电镀后金属沉积在微孔内，依靠物理镶嵌作用提供可靠的附着力；并且该导电油墨经固化后即可完成导电化，使其可以进行电镀，解决工业上六价铬的污染问题，工艺简单无需化学镀，且能够避免使用贵金属活化，进一步降低成本问题，适用于各种需要电镀的功能性塑料产品，附着力均可满足需求。附着力均可满足需求。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔导电油墨、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于电镀工艺
，尤其涉及一种多孔导电油墨、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]表面金属镀膜技术是对基体表面进行装饰、防护以及获得某些特殊性能的一种表面工程技术，同时也是一种金属沉积技术。
[0003]表面金属镀膜技术可分为湿法镀膜与干法镀膜。其中湿法镀膜可分为化学镀、电镀与热浸镀。化学镀是一种自催化镀、不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强化还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。电镀过程是在金属和电解液的界面上发生的电化学还原过程，其先决条件是保证电解液和金属间充分的接触。化学镀的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜(一般镀铜或者镀镍)，给塑料制品电镀金属层创造条件。
[0004]现行工业上为获得结合力良好、具有不同表面质感的良好镀层，仍然采用传统的粗化
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活化
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化学镀的导电化前处理，再进行电镀的工艺。然而，粗化过程中使用的六价铬对环境污染严重，对直接接触的一线工人更具有明显的不可逆伤害，相关国家和地区也对六价铬的使用具有越来越严格的限制，加上活化过程中贵金属钯的使用及需满足相关环境规范，导致电镀厂电镀成本和废水处理成本不断上升，塑料电镀行业亟需一种绿色环保的生产工艺。
[0005]目前针对开发新型环保的塑料电镀工艺主要研究方向有：(1)针对蚀刻剂成分进行调整，避免六价铬的使用，如使用二氧化锰代替铬酸、增加硫酸使用量避免使用铬酸、过氧化氢/硝酸代替铬酸，这些方案虽然避免了六价铬的使用，但粗化效果较差，成品率低，最终附着力远达不到实际应用要求；(2)对基体表面进行改性，如将P
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TES(6
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叠氮化物
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2，4
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双(3
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三乙氧基硅基)丙基氨基
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1，3，5三嗪)经UV(紫外光照)接枝在塑料基底上、通过自组装将N
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TES(6
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叠氮化物
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2，4二硫醇单钠(3
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三乙氧基硅基)丙基氨基
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1，3，5三嗪)分子嫁接到塑料表面形成分子键合、化学喷镀Ag，Ag薄膜吸附在分子键合后的有机官能团上，再电镀，或者将ABS(丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物)表面的氰基使用氢氧化钠溶液水解改性为羧基，羧基吸附银离子代替钯活化，化学镀铜完成导电化前处理，或者将PAA(聚丙烯酸)接枝到塑料表面，PAA吸附铜离子，经还原后形成完成导电化前处理，此方案可避免六价铬和贵金属钯的使用，但步骤较为复杂，且仍需化学镀的步骤，成本较高，基体表面能提供的附着力也有限；(3)采用导电塑料，将导电的材料掺杂到塑料基材中，材料共混，形成导电的塑料基底，此方案可避免六价铬和贵金属钯的使用，但导电材料的添加会影响塑料本身的机械性能，且导电性也有待提高，也不能保证良好的附着力；(4)配制导电浆料，涂覆在塑料基底上，此方案避免了六价铬和贵金属钯的使用，且具有工序简单、适合工业大规模生产等优势，但目前现有报道的难点仍然是附着力无法满足实际应用需求。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种具有较强附着力的多孔导电油墨、其制备方法及应用。
[0007]本专利技术提供了一种多孔导电油墨，包括：
[0008][0009]优选的，所述导电颗粒选自炭黑、银纳米颗粒与镍纳米颗粒中的一种或多种；
[0010]所述粘结剂选自环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、热固性丙烯酸树脂中的一种或多种；
[0011]所述高沸点溶剂的沸点大于150℃；
[0012]所述低沸点溶剂的沸点小于85℃。
[0013]优选的，所述亲水氧化物选自亲水性二氧化硅。
[0014]优选的，所述高沸点溶剂选自二甲基甲酰胺、N
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甲基吡咯烷酮、乙二醇丁醚与二元酸酯中的一种或多种。
[0015]优选的，所述低沸点溶剂选自乙酸乙酯、乙腈、丙酮、乙醚、甲酸乙酯与二甲基四氢呋喃中的一种或多种。
[0016]本专利技术还提供了一种上述多孔导电油墨的制备方法，包括：
[0017]将石墨烯、导电颗粒、粘结剂、亲水氧化物、高沸点溶剂与低沸点溶剂混合，得到多孔导电油墨。
[0018]本专利技术还提供了上述的多孔导电油墨在电镀前处理技术中的应用。
[0019]本专利技术还提供了一种电镀方法，包括：
[0020]将上述多孔导电油墨涂覆在基底上，然后进行电镀。
[0021]优选的，所述多孔导电油墨涂覆的厚度为10～200微米。
[0022]优选的，所述电镀具体为：依次进行无氰焦磷酸盐镀铜、电镀光亮铜与电镀半光镍。后续可根据具体应用需求，电镀其它金属。
[0023]本专利技术提供了一种多孔导电油墨，包括：石墨烯5～15重量份；导电颗粒0.5～5重量份；粘结剂12～45重量份；亲水氧化物0.5～2重量份；高沸点溶剂25～48重量份；低沸点溶剂7～30重量份。与现有技术相比，本专利技术通过使用高低沸点不同的溶剂，形成的导电油墨层在烘干后形成多孔结构，经电镀后金属沉积在微孔内，依靠物理镶嵌作用提供可靠的附着力；并且该导电油墨经固化后即可完成导电化，使其可以进行电镀，解决工业上六价铬的污染问题，以及进一步降低成本问题，适用于各种需要电镀的功能性塑料产品，附着力均可满足需求。
[0024]进一步优选，本专利技术在电镀中采用无氰工艺，绿色环保。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1～4及对比例1～2制备的导电油墨固化层的形状测量激光显微镜测试图；
[0026]图2为本专利技术实施例1～4及对比例1～2制备的导电油墨固化层的扫描电镜测试图；
[0027]图3为本专利技术实施例1～4及对比例1～2制备的导电塑料基底的90
°
拉力测试结果图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术提供了一种多孔导电油墨，包括：石墨烯5～15重量份；导电颗粒0.5～5重量份；粘结剂12～45重量份；亲水氧化物0.5～2重量份；高沸点溶剂25～48重量份；低沸点溶剂7～30重量份。
[0030]其中，本专利技术对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
[0031]本专利技术提供的多孔导电油墨中石墨烯的含量优选为8～15重量份；在本专利技术提供的实施例中，所述石墨烯在多孔导电油墨中的含量具体为10重量份、15重量份或8重量份。
[0032]本专利技术提供的多孔导电油墨包括导电颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔导电油墨，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的多孔导电油墨，其特征在于，所述导电颗粒选自炭黑、银纳米颗粒与镍纳米颗粒中的一种或多种；所述粘结剂选自环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、热固性丙烯酸树脂中的一种或多种；所述高沸点溶剂的沸点大于150℃；所述低沸点溶剂的沸点小于85℃。3.根据权利要求1所述的多孔导电油墨，其特征在于，所述亲水氧化物选自亲水性二氧化硅。4.根据权利要求1所述的多孔导电油墨，其特征在于，所述高沸点溶剂选自二甲基甲酰胺、N
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甲基吡咯烷酮、乙二醇丁醚与二元酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的多孔导电油墨，其特征在于，所述低沸点...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炳辉，孙军旗，邵志恒，郑南峰，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：