聚合物制品和油墨組合物以及表面選擇性金屬化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚合物制品和一種油墨組合物，本發(fā)明還涉及一種表面選擇性金 屬化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在聚合物制品表面形成金屬層，作為電磁信號傳導(dǎo)的通路，廣泛用于汽車、工業(yè)、 計算機(jī)、通訊等領(lǐng)域。在聚合物制品表面選擇性地形成金屬層是該類聚合物制品制造的一 個核心環(huán)節(jié)。
[0003] US2004/0241422A1報道了在聚合物基體中加入尖晶石結(jié)構(gòu)的無機(jī)化合物粉末，這 些無機(jī)化合物含有銅、鎳、鈷、鉻、鐵等元素，然后用紫外激光(波長為248nm、308nm、355nm、 532nm)和紅外激光(波長為1064nm和10600nm)進(jìn)行活化。US2004/0241422A1特別提到具 有尖晶石結(jié)構(gòu)的氧化物可以在激光作用下還原出金屬單質(zhì)，將金屬單質(zhì)作為晶核，誘導(dǎo)化 學(xué)沉積金屬，形成金屬層。
[0004] 盡管采用上述方法能夠在聚合物制品表面形成金屬層，但是添加到聚合物基體中 的無機(jī)化合物的顏色較深，從而很難得到淺色、特別是白色的聚合物制品，并且很難對聚合 物制品的顏色進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致產(chǎn)品的色彩單一。另外，常用的白色填料用激光活化后的化學(xué) 鍍活性低，很難獲得滿意的鍍覆速度，并且形成的金屬鍍層的附著力也很難滿足使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的表面選擇性金屬化的方法存在的上述不足，提供一 種聚合物制品和一種油墨組合物以及表面選擇性金屬化方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種聚合物制品，該聚合物制品含有聚 合物基體以及分散在所述聚合物基體中的至少一種第一添加劑，其中，所述第一添加劑選 自式I所示的氧化物、式II所示的氧化物、式III所示的氧化物以及鋁摻雜的氧化鋅，
[0007] BaTia0b (式 I)
[0008]式 I 中，a 為 0? 5-20, b 為 1-30 ;
[0009] ZnAlc0d (式 II)
[0010]式 II 中，c 為 0? 5-30, d 為 1. 5-50;
[0011] ZngSnOh (式 III)
[0012] 式 III 中，g 為 1-2, h 為 3-4。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種油墨組合物，該油墨組合物含有至 少一種連接料以及至少一種第一添加劑，其中，所述第一添加劑選自式I所示的氧化物、式 II所示的氧化物、式III所示的氧化物以及鋁摻雜的氧化鋅，
[0014] BaTia0b (式 I)
[0015]式 I 中，a 為 0? 5-20, b 為 1-30 ;
[0016] ZnAlc0d (式 II)
[0017] 式 II 中，C 為 0? 5-30, d 為 1. 5-50 ;
[0018] ZngSnOh (式 III)
[0019]式 III 中，g 為 1-2, h 為 3-4。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明提供了一種聚合物制品表面選擇性金屬化方 法，該方法包括以下步驟：（1)用能量束照射聚合物制品的需要進(jìn)行金屬化的表面，使被照 射的表面氣化；以及（2)將照射后的聚合物制品進(jìn)行化學(xué)鍍，其中，所述聚合物制品為本發(fā) 明提供的聚合物制品。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，本發(fā)明提供了一種絕緣性基材表面選擇性金屬化方 法，該方法包括以下步驟：（1)將油墨組合物中的各組分混合均勻，將得到的混合物施用于 絕緣性基材的需要進(jìn)行金屬化的表面，以形成油墨層；（2)用能量束對所述油墨層的表面 進(jìn)行照射，以使油墨層的表面氣化；以及（3)將照射后的絕緣性基材進(jìn)行化學(xué)鍍；其中，所 述油墨組合物為本發(fā)明提供的油墨組合物。
[0022] 本發(fā)明將特定的第一添加劑添加到聚合物基體中或者將其分散在連接料中形成 油墨，采用激光照射后，由所述第一添加劑形成的化學(xué)鍍活性中心的活性高，能夠以較高的 鍍覆速度形成具有較高附著力的金屬鍍層。
[0023] 本發(fā)明采用為白色或顏色較淺的第一添加劑來形成化學(xué)鍍活性中心，因而在將所 述第一添加劑分散在例如聚合物的基材中時，一方面不會或基本不會掩蓋或改變基材的顏 色，另一方面還可以通過在基材中添加其它顏色的物質(zhì)來調(diào)芐基體的顏色，進(jìn)而獲得具有 不同顏色的產(chǎn)品。
【具體實施方式】
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種聚合物制品，該聚合物制品含有聚 合物基體以及分散在所述聚合物基體中的至少一種第一添加劑，其中，所述第一添加劑選 自式I所示的氧化物、式II所示的氧化物、式III所示的氧化物以及鋁摻雜的氧化鋅，
[0025] BaTia0b (式 I)
[0026] 式I中，a為0. 5-20,優(yōu)選為1-5,更優(yōu)選為1-4 ;b為1-30,優(yōu)選為3-15,更優(yōu)選為 3-9；
[0027] ZnAlc0d (式 II)
[0028] 式II中，c為0. 5-30,優(yōu)選為2-5,更優(yōu)選為2 ;d為1. 5-50,優(yōu)選為1. 5-5,更優(yōu)選 為 1. 5-4;
[0029] ZngSnOh (式 III)
[0030] 式 III 中，g 為 1-2, h 為 3-4。
[0031] 所述鋁摻雜的氧化鋅是指在氧化鋅基體中引入作為摻雜元素的鋁，同時不改變或 基本不改變氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)。所述鋁摻雜的氧化鋅中的鋁的摻雜量可以為常規(guī)選擇。優(yōu) 選地，所述鋁摻雜的氧化鋅中，以氧化物計的鋁的摻雜量為1-3摩爾％。
[0032] 所述第一添加劑的具體實例包括但不限于：BaTi0 3、Ba6Ti1704(l、Ba4Ti 1303(l、BaTi50n、 Ba2Ti 902〇、Ba4Ti1303〇、Ba 2Ti902〇、ZnAl204、Zn 2Sn04、ZnSn03、BaTi409、Zn 6Al1209 以及錯摻雜的氧 化鋅中的一種或多種。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的聚合物制品，所述第一添加劑在聚合物制品中的含量以聚合物制品 經(jīng)激光照射后能夠具有化學(xué)鍍活性為準(zhǔn)。一般地，相對于100重量份所述聚合物基體，所述 第一添加劑的含量可以為1-30重量份，優(yōu)選為5-20重量份，更優(yōu)選為10-15重量份。
[0034] 所述第一添加劑可以商購得到，也可以采用常規(guī)方法制備得到，本文不再詳述。
[0035] 所述第一添加劑的顏色基本為白色，所述聚合物制品的顏色可以為聚合物基體的 顏色，也可以通過在聚合物基體中添加其它顏色的物質(zhì)來對聚合物制品的顏色進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的聚合物制品，在一種優(yōu)選的實施方式中，所述聚合物制品還含有分 散在所述聚合物基體中的至少一種第二添加劑，所述第二添加劑選自式IV所示的氧化物、 ZnO、Sn0 2、Ti02、A1203、ZnS、式V所示的氧化物以及銻摻雜的氧化錫，
[0037] CuM% (式 IV)
[0038]式 IV 中，M1 為 Al、Y、Cr 或 La ;
[0039] SnM^Oj (式 V)
[0040] 式V中，i為0? 1-6,優(yōu)選為1-2 ;j為2-10,優(yōu)選為4-8 ;
[0041] M2為Sb、In和Mo中的一種或多種。
[0042] 所述銻摻雜的氧化錫是指在氧化錫基體中引入作為摻雜元素的銻，同時不改變或 基本不改變氧化錫的晶體結(jié)構(gòu)。所述銻摻雜的氧化錫中的銻的摻雜量可以為常規(guī)選擇。優(yōu) 選地，所述銻摻雜的氧化錫中，以氧化物計的銻的摻雜量為1-3摩爾％。
[0043] 所述第二添加劑的具體實例包括但不限于：CuLa02、CuCr0 2、CuA102、ZnO、Sn02、 Ti02、Al 203、ZnS、SnQ.5SbQ. 502、SnIn205、SnMo20 8以及銻摻雜的氧化錫中的一種或多種。
[0044] 通過在聚合物基體中分散至少一種第二添加劑，能夠?qū)酆衔镏破返念伾M(jìn)行調(diào) 節(jié)，從而得到具有不同色彩的聚合物制品；同時，還能對聚合物制品的化學(xué)鍍活性進(jìn)行調(diào) 節(jié)。例如，在所述聚合物基體中還分散有第二添加劑且所述第二添加劑選自式IV所示的化 合物時，不僅能夠?qū)酆衔镏破返念伾M(jìn)行調(diào)節(jié)，而且能夠獲得更高的鍍覆速度。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的聚合物制品，所述第二添加劑在所述聚合物制品中的含量可以根據(jù) 預(yù)期的顏色以及鍍覆速率進(jìn)行選擇。一般地，所述第一添加劑與所述第二添加劑的重量比 可以為1 :0. 001-0. 2,優(yōu)選為1 :0. 01-0. 18,更優(yōu)選為1 :0. 05-0. 15。在所述第二添加劑的 含量處于上述范圍之內(nèi)時，所述聚合物制品可以呈現(xiàn)出多種淺色調(diào)。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的聚合物制品，所述第一添加劑以及所述第二添加劑的顆粒大小可 以根據(jù)成型的方法進(jìn)行選擇，以能夠形成致密的聚合物制品為準(zhǔn)。一般地，所述第一添加 劑和所述第二添加劑的體積平均粒徑各自可以為〇. 1-5 U m，優(yōu)選為0. 4-2 y m，更優(yōu)選為 1_2 u m〇
[0047] 所述聚合物制品可以采用常用的聚合物成型方法制備。在本發(fā)明的一種實施方式 中，可以通過將聚合物基體組分與所述第一添加劑以及任選的第二添加劑混合均勻并將得 到的混合物成型從而得到所述聚合物制品
[0048] 所述聚合物基體組分是指用于形成聚合物基體的組分，包括聚合物以及任選的助 劑。
[0049] 所述聚合物可以根據(jù)該聚合物制品的具體應(yīng)用場合進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。一般地，所 述聚合物制品可以為由熱塑性聚合物形成的制品，也可以為由熱固性聚合物形成的制品。 所述聚合物可以為塑料，也可以為橡膠，還可以為纖維。所述聚合物的具體實例可以包括 但不限于：聚烯烴(如聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚（丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯））、聚碳酸酯、聚酯(如聚對苯二甲酸環(huán)己烷對二甲醇酯、聚間苯二甲酸二烯丙酯、聚對苯 二甲酸二烯丙酯、聚萘二酸丁醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯)、聚 酰胺(如聚己二酰己二胺、聚壬二酰己二胺、聚丁二酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚癸二 酰己二胺、聚癸二酰癸二胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚辛酰胺、聚9-氨基壬酸、聚己內(nèi)酰 胺、聚對苯二甲酰苯二胺、聚間苯二甲酰己二胺、聚對苯二甲酰己二胺和聚對苯二甲酰壬二 胺)、聚芳醚、聚醚酰亞胺、聚碳酸酯八丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）合金、聚苯醚、聚苯硫醚、 聚酰亞胺、聚砜、聚醚醚酮、聚苯并咪唑、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環(huán)氧樹 月旨、醇酸樹脂、聚氨酯和有機(jī)硅樹脂中的一種或多種。
[0050] 所述助劑可以為能夠改善聚合物制品的性能或者賦予聚合物制品以新性能的物 質(zhì)，例如填料、抗氧劑和光穩(wěn)定劑。所述助劑的含量可以根據(jù)其種類和具體使用要求進(jìn)行適 當(dāng)?shù)倪x擇，沒有特別限定。一般地，相對于1〇〇重量份所述聚合物，所述填料的含量可以為 1-40重量份，所述抗氧劑的含量可以為0. 01-1重量份，所述光穩(wěn)定劑的含量可以為0. 01-1 重量份，所述潤滑劑的含量可以為〇. 01-1重量份。
[0051] 所述填料可以是對激光不起任何物理或者化學(xué)作用的填料，例如，滑石粉和碳酸 鈣。
[0052] 所述抗氧劑可以提高本發(fā)明的聚合物制品的抗氧化性能，從而提高制品的使用壽 命。所述抗氧劑可以為聚合物領(lǐng)域中常用的各種抗氧劑，例如可以含有主抗氧劑和輔助抗 氧劑。所述主抗氧劑與所述輔助抗氧劑之間的相對用量可