CN103132058B

CN103132058B - 一种利用微反应器制备胶体钯活化液的方法

Info

Publication number: CN103132058B
Application number: CN201110379630.0A
Authority: CN
Inventors: 陈美玲; 汪理想; 陈姗姗; 刘晓亚
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: CN103132058A

Abstract

本发明涉及到非金属表面活化领域，特别是用新的反应技术-微反应器法制备胶体钯活化液的方法。微反应器包括盖板(1)和底板(2)和微通道板(3)，所述盖板(1)和底板(2)通过螺栓连接，所述盖板(1)上设有进料口A，进料口B，底板(2)有出料口C，并且在进料口A的通道，进料口B的通道和出料口C之间有T形连接的微反应通道7、微反应通道设在微通道板上；所述微反应通道板(3)夹在盖板(1)和底板(2)之间、进料通道A、进料通道B设在盖板(1)的下方部位，同时在盖板(1)上还设置与底板(2)紧固的螺孔有4～8个栓；螺孔用螺栓紧固。第二台微反应器出口以导出管接产物分离装置，且该导出管浸于恒温槽里。用这种新型的反应器制得到的胶体钯活化液颗粒均匀，稳定性和活化效果好。

Description

一种利用微反应器制备胶体钯活化液的方法

技术领域

本发明涉及到非金属表面活化领域，尤其涉及一种利用微反应器法制备胶体钯活化液的方法和工艺。

【背景技术】

PCB化学镀技术的关键就是活化，这是由塑料基材的特殊性(如不导电，表面无催化活性，与镀层结合力差等)所决定的。活化效果的好坏直接关系到化学镀能否进行，镀层是否均匀，镀层与基体结合力是否达标等，此步骤也是化学镀领域的研究焦点之一。活化液质量直接影响化学镀层完整性、结合力、外观质量。目前，胶体钯是化学镀行业，尤其是孔金属化中应用最广泛的催化剂。

US4933010和CN101928937中公开了盐基胶体钯活化液，制备过程中活化液的稳定性很低，不好控制。

“微反应器”，就是一种单元反应界面宽度为微米量级的微型化的化学反应系统。它常与微换热技术、微混合技术一起使用。在微反应器中进行气液混合或反应，具有许多常规气液接触设备不可比拟的优势。由于通道线性尺寸缩减至微米级，微反应器的整体体积较小，使操作更加可控、安全性更强、操作也更柔性。微反应技术具有强传热和传质能力，可大幅度提高反应过程中资源和能量的利用效率，实现化工过程的强化、微型化和绿色化。

【发明内容】

为了解决活化液生产过程中的稳定性和减少制备过程中带来的污染。本发明提供了一种新的反应技术。所述的新反应技术就是微化工反应技术。

本发明专利所提供的微反应器系统，包括两个结构相似尺存不同的微反应器，每个微反应器包括一块盖板和一块底板，中间有微反应通道板；盖板上有两条微通道，即两条进口通道；底板上有出料口，连接进料口的有T型或Y型的微反应通道；第一个微反应器的反应通道至少10厘米。第二台微反应器的反应通道10～20厘米。

第一台微反应器用于PdCl₂溶于HCl中得到液体(称为甲液)，与SnCl₂·溶于HCl中得到液体(称为乙液)在微反应通道内充分混合，得到的液体与一个长度为2m的反应管线连，流速为0.002m/s，得到的液体称为丙液；

第二个微反应器用于丙液与NaCl和添加剂溶于水中得到的丁液在微反应通道内充分混合；流出的液体定容至一定体积，在一定温度下恒温4h，即得到盐基胶体钯活化液。

本发明采用在微反应器内制备胶体活化液的工艺与现有技术相比，具有以下优势：

1.PdCl₂溶于HCl中得到的溶液和SnCl₂溶于HCl中得到的溶液在微反应通道内充分混合，得到的胶体钯颗粒均匀，操作过程容易控制；

2.在微反应通道内完成，无需常规搅拌，从而简化反应器构造，减少动力消耗；

3.在相同的Sn/Pd配比条件下，微反应器内的钯离子的转化率较高；

4.在微反应器内的分散效果较好，形成的胶体钯粒度分布较窄，粒径均匀。

附图说明

图1.“Y”型微反应器的立体结构示意图。

图2.“T”型微反应器的立体结构示意图。

图3.本发明新型工艺流程示意图。

图中：1盖板；2底板；3微通道板；4进料通道；5进料通道；6出料通道；7微反应通道；A氯化钯溶液进料口；B氯化锡溶液进料口；C出料口；E进料口；F出料口；8微量注射泵；9恒温水浴；10微反应器。

【具体实施方式】

下面通过较好的实施方式和实施例可以更好的理解本发明，尽管给出了这些实施例，但本发明的方法还应包括：在不偏离本发明范围条件下，对公开的方法进行本领域技术人员显而易见各种改变。

所述微反应器系统包括两台相同的微反应器。微反应器包括盖板(1)和底板(2)和微通道板(3)，所述盖板(1)和底板(2)通过螺栓连接，所述盖板(1)上设有进料口A，进料口B，底板(2)有出料口C，并且在进料口A的通道，进料口B的通道和出料口C之间有T形连接的微反应通道7、微反应通道设在微通道板上；所述微反应通道板(3)夹在盖板(1)和底板(2)之间、进料通道A、进料通道B设在盖板(1)的下方部位，同时在盖板(1)上还设置与底板(2)紧固的螺孔有4～8个栓；螺孔用螺栓紧固。

第二台微反应器出口以导出管接产物分离装置，且该导出管浸于恒温槽里。如图所示的微反应器的立体结构示意图。第一个微反应器的反应通道至少10厘米。第二个微反应器的反应通道10～20厘米。

本发明的具体工艺步骤为：

步骤1，配置一定浓度的PdCl₂溶于HCl中，得到甲液，从第一微反应器的进料口A进入管内，速度在1.0～20.0m/s；

步骤2，配置一定浓度的SnCl₂·2H₂O溶于HCl中，得到乙液，从第一微反应器的进料口B进入管内，速度在0.01～1m/s；

步骤3，甲液和乙液在第一反应器的通道内反应生成丙液，从出料口C流出，进入第二微反应器的进料口E；

步骤4，一定量的NaCl和一定量的添加剂溶于水中，得到丁液，从第二微反应器的进料口D进入管内，速度在0.1～1m/s；

步骤5，丙液和丁液在第二微反应器通道混合，从出料口F流出。定容到1升体积，在一定温度下，水浴恒温3～8h，即得到盐基胶体钯活化液；

实施例1：采用的为微反应器如图1结构，进料口A通道的水力学直径为5μm，进料口B通道的水力学直径为10μm，出料口C通道的水力学直径为15μm；微反应通道板的微反应通道的宽度为10μm，深度为120μm。实验装置如图2所示，配置一定浓度的一定量的PdCl₂溶于HCl中，得到甲液，从第一微反应器的进料口A进入管内，速度在1.0m/s；PdCl₂的量在0.02g/L，HCl范围取0.25ml/L；一定量的SnCl₂·2H₂O溶于HCl中，得到乙液，从第一微反应器的进料口B进入管内，速度在0.01m/s，SnCl₂·2H₂O的量在3g/L，HCl取0.3ml/L；甲液和乙液在第一反应器的通道内反应生成丙液，从出料口C流出，进入第二微反应器的进料口E；一定量的NaCl和一定量的添加剂溶于水中，NaCl的量160g/L，得到丁液，从第二微反应器的进料口D进入管内；丙液和丁液在第二微反应器通道混合，从出料口F流出。定容到1升体积，在一定温度下，水浴恒温4h，即得到盐基胶体钯活化液。

实施例2：采用的为微反应器结构与实施例1相同，进料口A通道的水力学直径为10μm，进料口B通道的水力学直径为10μm，出料口C通道的水力学直径为15μm；微反应通道板的微反应通道的宽度为20μm，深度为120μm。实验装置与实施例1相同，配置一定浓度的一定量的PdCl₂溶于HCl中，得到甲液，从第一微反应器的进料口A进入管内，速度在1.0～20.0m/s PdCl₂的量为0.05g/L，HCl范围取0.35ml/L；一定量的SnCl₂·2H₂O溶于HCl中，得到乙液，从第一微反应器的进料口B进入管内，速度为0.05m/s，SnCl₂·2H₂O的量为10g/L，HCl取0.5ml/L；甲液和乙液在第一反应器的通道内反应生成丙液，从出料口C流出，进入第二微反应器的进料口E；一定量的NaCl和一定量的添加剂溶于水中，NaCl的量为160g/L，得到丁液，从第二微反应器的进料口D进入管内；丙液和丁液在第二微反应器通道混合，从出料口F流出。定容到1升体积，在一定温度下，水浴恒温5h，即得到盐基胶体钯活化液。

实施例1：采用的为微反应器如图1结构，进料口A通道的水力学直径为5μm，进料口B通道的水力学直径为10μm，出料口C通道的水力学直径为15μm；微反应通道板的微反应通道的宽度为100μm，深度为1200μm。实验装置如图2所示，配置一定浓度的一定量的PdCl₂溶于HCl中，得到甲液，从第一微反应器的进料口A进入管内，速度在1.0m/s；PdCl₂的量为0.02g/L，HCl范围取0.25ml/L；一定量的SnCl₂·2H₂O溶于HCl中，得到乙液，从第一微反应器的进料口B进入管内，速度在0.01m/s，SnCl₂·2H₂O的量在3g/L，HCl取0.3ml/L；甲液和乙液在第一反应器的通道内反应生成丙液，从出料口C流出，进入第二微反应器的进料口E；一定量的NaCl和一定量的添加剂溶于水中，NaCl的量160g/L，得到丁液，从第二微反应器的进料口D进入管内；丙液和丁液在第二微反应器通道混合，从出料口F流出。定容到1升体积，在一定温度下，水浴恒温4h，即得到盐基胶体钯活化液。

实施例3：采用的为微反应器结构与实施例1相同，进料口A通道的水力学直径为10μm，进料口B通道的水力学直径为10μm，出料口C通道的水力学直径为15μm；微反应通道板的微反应通道的宽度为80μm，深度为100μm。实验装置与实施例1相同，配置一定浓度的一定量的PdCl₂溶于HCl中，得到甲液，从第一微反应器的进料口A进入管内，速度在1.0～20.0m/s；PdCl₂的量为0.05g/L，HCl范围取0.35ml/L；一定量的SnCl₂·2H₂O溶于HCl中，得到乙液，从第一微反应器的进料口B进入管内，速度为0.05m/s，SnCl₂·2H₂O的量为10g/L，HCl取0.5ml/L；甲液和乙液在第一反应器的通道内反应生成丙液，从出料口C流出，进入第二微反应器的进料口E；一定量的NaCl和一定量的添加剂溶于水中，NaCl的量为160g/L，得到丁液，从第二微反应器的进料口D进入管内；丙液和丁液在第二微反应器通道混合，从出料口F流出。定容到1升体积，在一定温度下，水浴恒温4.5h，即得到盐基胶体钯活化液。

Claims

1.一种利用微反应器制备胶体钯活化液的方法，其特征在于：

1)所述微反应器系统包括两个结构相似的微反应器，微反应器包括盖板(1)和底板(2)和微通道板(3)，所述盖板(1)和底板(2)通过螺栓连接，所述盖板(1)上设有进料口A、进料口B，底板(2)有出料口C，并且在进料口A的通道、进料口B的通道和出料口C之间有T或Y型连接的微反应通道7，微反应通道设在微通道板上；所述微通道板(3)夹在盖板(1)和底板(2)之间，进料通道A、进料通道B设在盖板(1)的下方部位，同时在盖板(1)上还设置与底板(2)紧固的螺孔有4～8个；螺孔用螺栓紧固；

2)胶体钯活化液中含有氯化钯、氯化亚锡、氯化钠、盐酸、尿素、锡酸钠和香草醛；0.02～1g/L的PdCl2溶于0.25～0.5ml的浓度为37％的HCl中，得到甲液，从第一台微反应器的进料口A进入管内，速度在1.0～20.0m/s；3～30g/L的SnCl₂·2H₂O溶于0.3～0.6ml的浓度为37％的HCl中，得到乙液，从第一台微反应器的进料口B进入管内，速度在0.01～1m/s；甲液和乙液在第一台微反应器的通道内反应生成丙液，从出料口C流出，进入第二台微反应器的进料口E；160g/L的NaCl和一定量的添加剂溶于水中，得到丁液，从第二微反应器的进料口D进入管内；丙液和丁液在第二台微反应器通道混合，从出料口F流出；定容至一定体积，在一定温度下，恒温3～8h，即得到盐基胶体钯活化液。

2.根据权利要求1所述的一种利用微反应器制备胶体钯活化液的方法，制备胶体活化液的两个微反应器，其特征在于：两台微反应器的结构相似尺寸不同；所述与微反应通道相连的两条进口通道平行设置；微反应器的进口和出口通道的水力直径为5μm～60μm，微反应通道长度范围为5～25cm；进料口A通道的水力学直径为5μm，进料口B通道的水力学直径为10μm，出料口C通道的水力学直径为15μm；微通道板的微反应通道的宽度为10～100μm，深度为120～140μm。

3.根据权利要求2所述的一种利用微反应器制备胶体钯活化液的方法，其特征在于：第二台微反应器出口以导出管接产物分离装置，且该导出管浸于恒温槽里。