一种聚醚醚酮和聚醚醚酮/碳纳米管复合材料的无钯化学镀方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于塑料加工处理技术领域，特别设及一种用于聚離離酬和聚離離酬/碳 纳米管复合材料的化学锻方法。
【背景技术】
[0002] 聚離離酬（P邸K)是一种半结晶高聚物，其烙点为343°C，玻璃化转变温度可达 143°C，属特种高分子材料。PE邸材料具有W下优异性能；（1)出色的耐高温性能；（2)优异 的力学性能；(3)优异的耐化学溶剂腐蚀性能；(4)极佳的阻燃性能；（5)稳定的加工性及 耐磨性；(6)良好的耐福照性。PE邸聚合物在适应苛刻环境方面所表现的卓越性能使其成 为满足高产品性能需求的首选材料，广泛应用于航空航天领域，汽车制造业，W及医疗等领 域。但是，PEEK具有很大的体积电阻率（10"Q-m)和表面电阻（10"〇)，该就限制了其在 电子领域（如电磁屏蔽）的应用。碳纳米管（CNT)具有高比表面积、大长径比、大量悬挂 键、电子能级分裂W及层状螺旋结构，因此可作为优异的增强介质添加入聚合物材料中W 改善其性能。据报道，PEEK中添加CNT后，热稳定性、热导率、力学性能、耐磨性、W及电导 率均得到提高。张淑玲等人的研究证明PEEK中渗加7wt%和12wt%的CNT后，其电阻率分 别下降9个和10个数量级。但是该复合材料的体积电阻率与表面电阻仍远远大于金属材 料。尽管在大于8GHz频率范围内，阳EK/CNT复合材料的电磁屏蔽效能可W达到50地，但 在小于8GHz频率范围，其屏蔽效能仅为20地。在受到有害电磁波的干扰时，正常使用的电 子设施和电器功能器件的有效功能会出现严重障碍。为了保证对电磁信号敏感的电子器件 的正常工作，必须对其进行严格的电磁屏蔽。金属材料对电磁波具有良好的吸收和反射效 应，因此可W通过对PE邸/CNT复合材料进行金属化来提高其电磁屏蔽效能，同时通过金属 化可W降低复合材料的表面电阻。
[000引化学锻是一种在无外加电源的情况下，利用适当的还原剂，在具有催化活性物质 的催化作用下，将溶液中的金属离子还原沉积在基体表面上而形成一定厚度的金属锻层的 工艺。与其他方法不同，由化学锻所制备的锻层成分均匀且易于控制，与基体结合力强，不 受零件尺寸及形状限制，从而使其成为目前使用最广泛的金属化方法。目前，已经有许多种 塑料可W通过化学锻的方法进行金属化，但是传统的化学锻工艺存在许多不足；（1)为增 加表面亲水性和粗趟度所需的化学刻蚀液中含有有害的化6+，会对环境造成危害；（2)表面 活化过程常用贵金属"钮"作催化剂，增加了成本；做通常需要溶胀、刻蚀、敏化和活化等 工艺，步骤繁琐。本发明介绍了一种环境友好的、低成本的、步骤简单的化学锻工艺，成功的 对PE邸及PE邸/CNT复合材料进行了金属化。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种工艺简单可行、成本低、可用于大规模工业生产的、环境 友好的、用于PE邸及PE邸/CNT复合材料基体的化学锻方法。
[0005] 本发明的技术方案如下；
[0006] 一种聚離離酬或聚離離酬/碳纳米管复合材料的无钮化学锻方法，其特征是步骤 如下：
[0007] 1)溶胀；将除去表面的污溃的PEEK或PEEK/CNT复合材料试样浸入硫酸水溶液 中，在《60°C温度的条件下溶胀，然后从硫酸溶液中取出溶胀试样，用自来水冲洗试样表 面；
[000引 2)还原剂吸附；将表面溶胀后的试样浸入到还原溶液中浸泡吸附还原剂，还原溶 液温度《60°C;然后将试样取出干燥；
[0009] 3)化学锻；将吸附还原剂的试样浸入到化学锻溶液中，化学锻液温度为55? 90°C，化学锻时间为5?60分钟。
[0010] 所述硫酸浓度优选质量分数> 92wt%。
[0011] 所述试样溶胀后体积增加《20%原试样体积。
[0012] 所述还原溶液的组成为；在每升水中，含有3. 8?19g棚氨化钢和2?IOg氨氧化 钢。
[0013] 本发明采用浓硫酸作为溶胀剂对PE邸和PE邸/CNT复合材料进行表面溶胀处理， 然后在溶胀的表面吸附还原剂，最后试样被放入化学锻液中进行化学锻，使PEEK或PEEK/ CNT表面沉积一层金属锻层。本发明方法简单，操作方便，成本较低，且对环境无污染。
【附图说明】
[0014] 图1 (A);经超声清洗后的阳EK/CNT表面形貌的扫描电镜照片。
[00巧]图1炬）；经超声清洗后的阳邸表面形貌的扫描电镜照片。
[0016] 图2 (A);在实施例1中PEEK/CNT复合材料溶胀处理后所形成的表面形貌。
[0017] 图2炬）；在实施例2中PEEK/CNT复合材料溶胀处理后所形成的表面形貌。
[001引图2 (C);在实施例3中PEEK/CNT复合材料溶胀处理后所形成的表面形貌。
[0019] 图2 (D);在实施例4中阳邸溶胀处理后所形成的表面形貌。
[0020] 图3(A):化学锻镶10秒后表面的扫面电镜照片。
[0021] 图3炬）：化学锻镶30秒后表面的扫面电镜照片。
[0022] 图3似：化学锻镶1分钟后表面的扫面电镜照片。
[0023] 图3值）：化学锻镶2分钟后表面的扫面电镜照片。
[0024] 图3巧）：化学锻镶20分钟后表面的扫面电镜照片。
[0025] 图4 ;化学锻镶工艺工程W及"互锁"效应形成的示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面通过【具体实施方式】进一步说明本发明的特点和优势。
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于该些实施例； 详细说明如下：
[002引 1).超声清洗
[0029] 将PE邸或PE邸/CNT复合材料浸入盛有蒸馈水的超声清洗器中，在室温下，超声清 洗3?10分钟，除去试样表面的污溃。
[0030] 2).表面溶胀处理
[0031] 将超声清洗后的PE邸或PE邸/CNT复合材料浸入质量分数大于92wt%的硫酸水 溶液中，在60°CW下溶胀，将试样溶胀处理一定时间，溶胀时间W溶胀后试样体积的增加小 于20%为宜，通常即溶胀时间不超过12min;从硫酸溶液中取出试样后，用自来水冲洗试样 表面；
[0032] 3).还原剂吸附
[0033] 将表面溶胀后的阳邸或阳邸/CNT复合材料浸入到还原溶液中，浸泡任意时间，一 般10分钟左右即可，还原溶液温度低于60°C;然后将试样取出干燥。；
[0034] 所述还原溶液的组成如下：
[0035] 棚氨化钢3. 8?19g/l，
[0036] 氨氧化钢2?lOg/L;
[0037] 即一升水中，加3. 8?19g棚氨化钢和2?IOg氨氧化钢。
[003引4).化学锻
[0039] 化学锻镶；将吸附还原剂的阳邸或阳邸/CNT复合材料浸入到化学锻镶溶液中，化 学锻液温度为55?90°C，化学锻时间为5?60分钟。
[0040] 化学锻镶溶液组成如下：
[0041]
【主权项】
1. 一种聚離離酬或聚離離酬/碳纳米管复合材料的无钮化学锻方法，其特征是步骤如 下： 1) 溶胀；将除去表面的污溃的PEEK或PEEK/CNT复合材料试样浸入硫酸水溶液中，在 《60°C温度的条件下溶胀，然后从硫酸溶液中取出溶胀试样，用自来水冲洗试样表面； 2) 还原剂吸附；将表面溶胀后的试样浸入到还原溶液中浸泡吸附还原剂，还原溶液温 度《60°C ;然后将试样取出干燥； 3) 化学锻；将吸附还原剂的试样浸入到化学锻溶液中，化学锻液温度为55?9(TC，化 学锻时间为5?60分钟。
2. 如权利要求1所述的化学锻方法，其特征是所述硫酸浓度优选质量分数> 92wt%。
3. 如权利要求1所述的化学锻方法，其特征是所述试样溶胀后体积增加《20%原试样 体积。
4. 如权利要求1所述的化学锻方法，其特征是所述还原溶液的组成为：在每升水中，含 有3. 8?19g棚氨化钢和2?lOg氨氧化钢。
【专利摘要】本发明一种聚醚醚酮或聚醚醚酮/碳纳米管复合材料的无钯化学镀方法；将除去表面的污渍的PEEK或PEEK/CNT复合材料试样浸入硫酸水溶液中，在≤60℃温度的条件下溶胀，然后从硫酸溶液中取出溶胀试样；将表面溶胀后的试样浸入到还原溶液中浸泡吸附还原剂，还原溶液温度≤60℃；然后将试样取出干燥；将吸附还原剂的试样浸入到化学镀溶液中，化学镀液温度为55～90℃，化学镀时间为5～60分钟。本发明采用浓硫酸作为溶胀剂进行表面溶胀处理，然后在溶胀的表面吸附还原剂，然后进行化学镀，使PEEK或PEEK/CNT表面沉积一层金属镀层。本发明方法简单，操作方便，成本较低，且对环境无污染。
【IPC分类】C23C18-20, C23C18-31
【公开号】CN104532215
【申请号】CN201410814151
【发明人】杨德安, 翟通, 丁春辉, 卢丽霞, 张驰
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月23日