CN105755514A

CN105755514A - 化学镀催化剂及其制备方法和塑料基材组合物以及塑料制品及其制备方法

Info

Publication number: CN105755514A
Application number: CN201410787352.6A
Authority: CN
Inventors: 苗伟峰; 陈小芳
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: CN105755514B

Abstract

本发明提供了一种化学镀催化剂及其制备方法和塑料基材组合物以及塑料制品及其制备方法。所述塑料制品的制备方法包括将含有塑料和化学镀催化剂的塑料基材组合物混合均匀并注塑成型，得到塑料基材，然后通过能量束去除所述塑料基材表面选定区域内的塑料组分和所述化学镀催化剂中的聚合物层以裸露出氧化铜颗粒，接着在该裸露区域上进行化学镀，所述化学镀催化剂包括氧化铜颗粒以及包覆在所述氧化铜颗粒上的聚合物层。由该方法制备得到的塑料制品可以保持较高的抗冲击强度，并且不会对镀层的附着力产生不利的影响。此外，本发明提供的化学镀催化剂不会对后期金属化的镀速产生影响，极具工业应用前景。

Description

化学镀催化剂及其制备方法和塑料基材组合物以及塑料制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种化学镀催化剂、一种化学镀催化剂的制备方法、由该方法制备得到的化学镀催化剂、含有所述化学镀催化剂的塑料基材组合物、一种塑料制品的制备方法以及由该方法制备得到的塑料制品。

背景技术

在塑料表面形成金属层，可以作为电磁信号传导的通路，目前被广泛用于汽车、工业、计算机、通讯等领域。塑料表面选择性地形成金属层是该类塑料制品制造的一个核心环节。塑料表面金属化生产线路有多种不同的方法，现有技术中主要采用先在塑料基材表面形成金属核作为化学镀催化活性中心，然后进行化学镀。具体地，在塑料基材的制备过程中，直接将化学镀催化剂与塑料通过注塑成型的方式制备塑料基材，以将化学镀催化剂预置在塑料基材内，在进行化学镀之前，先采用例如激光蚀刻的方法去掉所述塑料基材表面选定区域内的塑料，以在该区域内裸露出化学镀催化剂，然后在该裸露的区域上进行化学镀，从而在该绝缘性塑料基材的表面上形成金属层。

目前，现有技术基本都是直接将氧化铜活性粉体作为化学镀催化剂，但是在注塑成型的高温环境下，氧化铜会催化塑料降解，并且由于氧化铜中铜的含量很高(高达80％)，可以使其具有很好的催化活性，也就会具有很高的催化塑料降解能力，因此会使得到的塑料制品的机械性能降低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术以氧化铜颗粒作为化学镀催化剂得到的塑料制品的机械性能较差的缺陷，而提供一种新的化学镀催化剂、一种化学镀催化剂的制备方法、由该方法制备得到的化学镀催化剂、含有所述化学镀催化剂的塑料基材组合物、一种塑料制品的制备方法以及由该方法制备得到的塑料制品。

具体地，本发明提供了一种化学镀催化剂，其中，所述化学镀催化剂包括氧化铜颗粒以及包覆在所述氧化铜颗粒上的聚合物层。

本发明还提供了一种化学镀催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将分散有氧化铜颗粒的浆料与吸附剂混合后静置，使得至少部分所述吸附剂吸附在所述浆料中的氧化铜颗粒的表面上，得到吸附液；所述吸附剂为同时含有不饱和双键和极性基团的化合物；

(2)将所述吸附液与聚合单体、交联剂和引发剂混合，然后在聚合反应条件下进行聚合反应。

本发明还提供了由上述方法制备得到的化学镀催化剂。

本发明还提供了一种塑料基材组合物，所述塑料基材组合物含有塑料组分和上述化学镀催化剂。

本发明还提供了一种塑料制品的制备方法，该方法包括将上述塑料基材组合物混合均匀并注塑成型，得到塑料基材，然后通过能量束去除所述塑料基材表面选定区域内的塑料组分和所述化学镀催化剂中的聚合物层以裸露出氧化铜颗粒，接着在该裸露区域上进行化学镀。

此外，本发明还提供了由上述方法制备得到的塑料制品。

本发明的发明人经过深入研究后发现，在氧化铜颗粒的表面包覆聚合物层，不仅可以改善氧化铜颗粒与塑料组分的相容性，而且还可以在氧化铜颗粒表面形成空间阻隔，以避免氧化铜颗粒与塑料组分的直接接触，从而能够显著降低高温降解塑料的能力，具体体现为塑料制品可以保持较高的抗冲击强度，并且不会对后期金属化的镀速和附着力产生不利的影响。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的化学镀催化剂包括氧化铜颗粒以及包覆在所述氧化铜颗粒上的聚合物层。

根据本发明提供的化学镀催化剂，尽管只要在氧化铜颗粒表面包覆上聚合物层就可以获得冲击强度和附着力均较好的塑料制品，并且不会对金属化的镀速产生不利的影响，但是优选地，以所述化学镀催化剂的总重量为基准，所述聚合物层的含量为0.5-50重量％，将所述聚合物层的含量控制在上述优选的范围内，不仅能够使得氧化铜颗粒表面形成非常有效的空间阻隔，而且将相应的化学镀催化剂用于制备塑料制品时氧化铜颗粒能够很容易地暴露出来，并进而进行化学镀。此外，所述氧化铜颗粒的粒径可以为20nm-10um，优选为100nm-2um。

本发明对所述聚合物层中聚合物的种类没有特别地限定，通常包括(甲基)丙烯酸酯系聚合物和/或苯乙烯系聚合物。具体地，所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物对应的聚合单体为(甲基)丙烯酸酯系单体，所述(甲基)丙烯酸酯系单体的实例包括但不限于：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸乙基己酯等中的至少一种。所述苯乙烯系聚合物对应的聚合单体为苯乙烯系单体，所述苯乙烯系单体的实例包括但不限于：苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯等中的至少一种。所述聚合物层中的聚合物可以为上述聚合单体的均聚物，也可以为上述聚合单体的共聚物，例如，可以为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸乙基己酯、聚苯乙烯、聚2-甲基苯乙烯、聚4-甲基苯乙烯等均聚物，也可以为丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯-2-甲基苯乙烯共聚物等共聚物。

本发明提供的化学镀催化剂的制备方法包括以下步骤：

本发明对所述氧化铜颗粒的粒径没有特别地限定，例如，可以为20nm-10um，优选为100nm-2um。

根据本发明提供的化学镀催化剂的制备方法，所述分散有氧化铜颗粒的浆料可以通过将氧化铜颗粒直接分散到溶剂中而得到，优选通过将氧化铜颗粒和分散剂在溶剂中混合得到。所述分散剂用以辅助氧化铜颗粒的均匀分散，避免氧化铜颗粒之间的团聚、絮凝。此外，所述分散剂还有利于后续加入的聚合单体在溶剂中的分散。

本发明对所述分散剂的种类没有特别地限定，例如，可以选自聚乙烯吡咯烷酮、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、三聚磷酸钾和三聚磷酸钠中的至少一种。从原料易得性的角度考虑，所述分散剂特别优选为聚乙烯吡咯烷酮、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠和聚甲基丙烯酸中的至少一种。此外，在所述分散有氧化铜颗粒的浆料的上述制备过程中，相对于100重量份的氧化铜颗粒，所述分散剂的用量可以为0.05-1重量份，优选为0.1-0.7重量份。

本发明对所述分散有氧化铜颗粒的浆料中溶剂的种类没有特别地限定，可以为现有的各种能够起作溶解和反应媒介作用的惰性物质，例如，可以为水，也可以为水和其他溶剂的混合物，优选为水或者水和乙醇的混合物。当所述溶剂为水和乙醇的混合物时，所述水与乙醇的重量比可以为1-100：1，优选为1-10：1。此外，相对于100重量份的氧化铜颗粒，所述溶剂的用量可以为200-1000重量份，优选为300-600重量份。

所述吸附剂对氧化铜颗粒具有很好的吸附作用，从而可以先自身很好地吸附在氧化铜颗粒的表面，而所述吸附剂中的不饱和双键又可以和聚合单体进行反应，从而将聚合场所带到氧化铜颗粒的表面上，进而使得聚合产物很好地包覆在氧化铜颗粒的表面上而不易脱落。所述吸附剂可以为现有的各种同时含有不饱和双键和极性基团的化合物，其中，不饱和双键可以在后续的聚合过程中与聚合单体一起进行聚合反应，而极性基团主要起作吸附作用。所述极性基团可以为羧基、磺酸基、胺基、羟基、酰胺基等中的至少一种。具体地，所述吸附剂可以为丙烯酸系单体和/或丙烯酸酯系单体。其中，所述丙烯酸系单体的实例包括但不限于：丙烯酸、甲基丙烯酸和乙基丙烯酸中的至少一种。所述丙烯酸酯系单体的实例包括但不限于：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。此外，相对于100重量份的所述分散有氧化铜颗粒的浆料中的氧化铜颗粒，所述吸附剂的用量可以为0.1-2重量份，优选为0.5-1重量份。

本发明对所述静置的条件没有特别地限定，例如，所述静置的温度通常可以为室温(20-40℃)。此外，所述静置的时间可以为5-60分钟，优选为10-20分钟。

本发明对步骤(2)所用的聚合单体、交联剂和引发剂的用量没有特别地限定。例如，相对于100重量份的所述分散有氧化铜颗粒的浆料中的氧化铜颗粒，所述聚合单体的用量可以为1-100重量份，优选为4-80重量份，更优选为4-60重量份。此外，所述交联剂和引发剂的用量通常可以根据可参与反应的有机物质进行合理选择，可参与反应的有机物质包括吸附剂和聚合单体。一般地，所述交联剂的用量可以为吸附剂和聚合单体总用量的5-20重量％，优选为5-15重量％。所述引发剂的用量可以为吸附剂和聚合单体总用量的0.01-2重量％，优选为0.1-1重量％。

本发明对所述聚合单体的种类没有特别地限定，例如，可以为(甲基)丙烯酸酯系单体和/或苯乙烯系单体。具体地，所述(甲基)丙烯酸酯系单体的实例包括但不限于：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸乙基己酯等中的至少一种。所述苯乙烯系单体的实例包括但不限于：苯乙烯、2-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯等中的至少一种。

本发明对所述交联剂的种类没有特别地限定，其通常应该根据聚合单体的种类进行选择，例如，相对于上述(甲基)丙烯酸酯系单体和苯乙烯系单体来说，所述交联剂可以为含有两个或两个以上不饱和双键的物质，其具体实例包括但不限于：二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等中的至少一种。

所述引发剂可以为现有的各种自由基引发剂，包括偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂和氧化还原类引发剂中的至少一种。其中，所述偶氮类引发剂可以选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。所述过氧化物类引发剂可以选自过氧化氢、过氧化苯甲酰和过氧化苯甲酰叔丁酯中的至少一种。所述氧化还原类引发剂可以选自硫酸盐-亚硫酸盐、过硫酸盐-硫脲、过硫酸盐-有机盐、过硫酸盐-亚硫酸盐和过硫酸铵-脂肪胺中的至少一种。所述硫酸盐-亚硫酸盐具体可以选自硫酸钠-亚硫酸钠、硫酸钾-亚硫酸钾、硫酸铵-亚硫酸铵中的至少一种；过硫酸盐-硫脲具体可以选自过硫酸钠-硫脲、过硫酸钾-硫脲、过硫酸铵-硫脲中的至少一种；过硫酸盐-有机盐具体可以选自过硫酸钠-醋酸钾、过硫酸钾-醋酸钾、过硫酸铵-醋酸铵中的至少一种；所述过硫酸盐-亚硫酸盐具体可以为过硫酸铵-亚硫酸钠和/或过硫酸铵-亚硫酸钾；过硫酸铵-脂肪胺具体可以为过硫酸铵-N,N-四甲基乙二胺和/或过硫酸铵-二乙胺。

本发明对所述聚合反应的条件没有特别地限定，例如，所述聚合反应的条件通常包括反应温度可以为20-100℃，优选为50-100℃；反应时间可以为0.5-24小时，优选为1-12小时。

本发明提供的化学镀催化剂的制备方法还包括在所述聚合反应结束之后，将得到的产物进行过滤并用乙醇多次洗涤干燥，具体为本领域技术人员公知，在此不作赘述。

本发明还提供了由上述方法制备得到的化学镀催化剂。

本发明提供的塑料基材组合物含有塑料组分和上述化学镀催化剂。

本发明对所述塑料基材组合物中化学镀催化剂的含量没有特别地限定，例如，相对于100重量份的所述塑料组分，所述化学镀催化剂的用量可以为1-40重量份，优选为1-30重量份，更优选为15-25重量份。

所述塑料组分可以为热塑性塑料，也可以为热固性塑料。其中，所述热塑性塑料可以为聚烯烃、聚碳酸酯(PC)、聚酯、聚酰胺、聚芳醚、聚酯酰亚胺、聚碳酸酯/(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)合金(PC/ABS)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚砜(PSU)、聚醚醚酮(PEEK)和聚苯并咪唑(PBI)中的至少一种。其中，所述聚碳酸酯/(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)合金中的“合金”不是一般的金属合金而是聚合物合金，聚合物合金一般是指聚合物通过共混等物理方法处理后得到的两种或两种以上聚合物的混合物，所述聚碳酸酯/(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)合金是指聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的混合物。具体地，所述聚烯烃可以为选自聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)中的至少一种；所述聚酯可以为选自聚对苯二甲酸环己烷对二甲醇酯(PCT)、聚间苯二甲酸二烯丙酯(PDAIP)、聚对苯二甲酸二烯丙酯(PDAP)、聚萘二酸丁醇酯(PBN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的至少一种；所述聚酰胺可以为选自聚己二酰己二胺(PA-66)、聚壬二酰己二胺(PA-69)、聚丁二酰己二胺(PA-64)、聚十二烷二酰己二胺(PA-612)、聚癸二酰己二胺(PA-610)、聚癸二酰癸二胺(PA-1010)、聚十一酰胺(PA-11)、聚十二酰胺(PA-12)、聚辛酰胺(PA-8)、聚9-氨基壬酸(PA-9)、聚己内酰胺(PA-6)、聚对苯二甲酰苯二胺(PPTA)、聚间苯二甲酰己二胺(MXD6)、聚对苯二甲酰己二胺(PA6T)和聚对苯二甲酰壬二胺(PA9T)中的至少一种。所述热固性塑料可以为酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、醇酸树脂和聚氨酯中的至少一种。

此外，本发明提供的塑料基材组合物还可以含有无机填料、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂中的至少一种。

在所述塑料基材组合物中，相对于100重量份的所述化学镀催化剂，所述无机填料的含量可以为10-70重量份。以所述塑料基材组合物的总重量为基准，所述抗氧剂的含量可以为0.01-1重量％，所述光稳定剂的含量可以为0.01-1重量％，所述润滑剂的含量可以为0.01-1重量％。

所述无机填料可以是对激光不起任何物理或者化学作用的物理填料，例如，滑石粉和碳酸钙。玻璃纤维虽然对激光不敏感，但是加入玻璃纤维可以大大加深激光活化后塑料基体凹陷的深度，有利于化学镀铜中铜的粘附。所述无机填料还可以是对激光起到一定作用的无机填料，例如，氧化锡尤其是纳米氧化锡可以增加红外激光在剥离塑料表面时的能量利用率；功能性填料还有炭黑，它也可以增加塑料对红外的吸收，增加塑料的剥离程度。所述无机填料中优选不含有Cr等对环境和人体有害的元素。所述无机填料还可以为玻璃微珠、硫酸钙、硫酸钡、二氧化钛、珠光粉、硅灰石、硅藻土、高岭土、煤粉、陶土、云母、油页岩灰、硅酸铝、氧化铝、碳纤维、二氧化硅、氧化锌等中的至少一种。

所述抗氧剂可以提高本发明的塑料基材组合物的抗氧化性能，从而提高最终得到的产品的使用寿命。所述抗氧剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以为受阻酚型抗氧剂和/或亚磷酸酯型抗氧剂。所述受阻酚型抗氧剂的实例包括抗氧剂1098和1010(Ciba公司生产的抗氧剂)，其中，抗氧剂1098的主要成分为N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，抗氧剂1010的主要成分为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。所述亚磷酸酯型抗氧剂的例子有抗氧剂168(Ciba公司生产的抗氧剂)，它的主要成分为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

所述光稳定剂可以为本发明的塑料基材组合物提供光稳定性，从而提高最终得到的产品的使用寿命。所述光稳定剂可以为各种公知的光稳定剂，例如受阻胺型光稳定剂，受阻胺型光稳定剂的例子有双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。

所述润滑剂可以使塑料基材组合物具有更好的流动性从而使塑料基材组合物混合得更均匀。所述润滑剂可以为各种公知的润滑剂，例如可以为选自乙烯/醋酸乙烯的共聚蜡(EVA蜡)、聚乙烯蜡(PE蜡)以及硬脂酸盐中的至少一种。

本发明提供的塑料制品的制备方法包括将上述塑料基材组合物混合均匀并注塑成型，得到塑料基材，然后通过能量束去除所述塑料基材表面选定区域内的塑料组分和所述化学镀催化剂中的聚合物层以裸露出氧化铜颗粒，接着在该裸露区域上进行化学镀。

本发明对注塑成型的方法没有特别的限制，可以使用常规的注塑成型的方法，例如可以先将所述塑料基材组合物中放入挤出机中挤出造粒，然后再放入注塑成型机中注塑成型成需要的形状的塑料样品即可。

所述能量束可以为各种能够使所述塑料组分和聚合物层气化剥离而裸露出所述氧化铜颗粒的能量束，例如，可以为激光、电子束或离子束，优选为激光。其中，当所述能量束为激光时，所述激光的波长可以为157nm至10.6μm，优选为532nm-1064nm；所述激光的功率可以为3-20W，优选为3-10W；扫描速度可以为500-8000mm/s，优选为4000-6000mm/s。

本发明对激光蚀刻的程度没有特别的限制，只要能够将至少部分氧化铜颗粒裸露出来即可，如果蚀刻掉的塑料基材较厚，有部分化学镀催化剂颗粒掉下来也不影响实现本发明的目的，将掉在塑料基材表面上的颗粒清理干净即可。

一般地，当采用激光作为能量束时，步长可以为3-20μm，延时可以为20-100μs，频率可以为10-400kHz，填充间距可以为10-50μm。一般塑料基材的厚度一般至少是1微米，通过照射这样的激光，一般蚀刻掉的塑料的厚度为几微米至十几微米，从而使得塑料基材中的金属化合物颗粒暴露出来，塑料基材形成为微观上为具有高低不平的空隙的粗糙表面结构。在后续的化学镀时，镀层金属能够内嵌到粗糙表面的孔隙中，从而与塑料基材之间形成很强的结合力。

本发明提供的塑料制品的制备方法的主要改进之处在于采用了一种含有新的化学镀催化剂的塑料基材组合物制备塑料基材，而后续化学镀过程中所镀的金属种类以及化学镀的具体方法和条件均可以为本领域的常规选择。

根据本发明的一种具体实施方式，所述化学镀的方法包括在所述裸露区域上依次进行化学镀铜、化学镀镍和化学镀金。

其中，所述化学镀铜的方法可以按照现有的各种方法进行，例如，可以将经能量束蚀刻后的塑料基材与铜镀液接触。所述铜镀液含有铜盐和还原剂，pH值为12-13。所述还原剂能够将铜盐中铜离子还原为铜单质，例如，可以为乙醛酸、肼和次亚磷酸钠中的至少一种。《表面技术》(2002年12月第31卷第6期中)公开了一种典型的铜镀液的基本组成为：CuSO₄·5H₂O0.12mol/L、Na₂EDTA·2H₂O0.14mol/L、亚铁氰化钾10mg/L、2,2’-联吡啶10mg/L、乙醛酸(HOCCOOH)0.10mol/L，并用NaOH和H₂SO₄调节镀液的pH值为12.5-13。此外，化学镀铜后如果铜的厚度不足，则还可以继续进行再次或多次电镀铜。

所述化学镀镍的方法可以按照现有的各种方法进行，例如，可以将化学镀铜后的塑料样品与镍镀液接触。所述镍镀液的一种典型组成为：硫酸镍23g/L、次亚磷酸钠18g/L、乳酸20g/L、苹果酸15g/L，用NaOH将其pH值调节至5.2。经化学镀镍后得到的镍层的厚度没有特别的限制，例如，可以为0.5-1μm。

所述化学镀金的方法可以采用闪镀的方法进行，具体为本领域技术人员公知，在此不作赘述。

本发明还提供了由上述方法制备得到的塑料制品。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中，体积平均粒径是采用商购自成都精新粉体测试设备有限公司的激光粒度测试仪测定的。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的化学镀催化剂及其制备方法和塑料基材组合物以及塑料制品及其制备方法。

(1)将100g的氧化铜(体积平均粒径为0.12μm)和0.4g的聚丙烯酸钠(数均分子量为2000)加入350g水和70g乙醇的混合溶液中，高速搅拌混合配置成浆料。向浆料中加入0.75g的丙烯酸搅拌均匀后，在室温25℃下静置15分钟，然后再加入30g的甲基丙烯酸甲酯和3.1g的二甲基丙烯酸乙二醇酯，搅拌混合均匀，之后再加入0.15g偶氮二异丁腈(AIBN)混合均匀，之后升温至60℃反应10h，反应结束后，过滤浆料并干燥，得到化学镀催化剂，其包括氧化铜颗粒以及包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层，且以所述化学镀催化剂的总重量为基准，包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层的含量为26.63重量％。

(2)将PC树脂、化学镀催化剂、硅酸钙纤维和抗氧化剂1010按照质量比为100：20：30：0.2加入高混机中混合均匀，然后用双螺杆挤出机(南京橡塑机械厂)挤出造粒、挤出注塑成型为LED灯电路板载体。

(3)采用红外激光器(泰德，DPF-M12)照射LED灯电路板载体的选定区域，在该选定区域打印出金属线路图形，激光参数为：波长1064nm，扫描速度1000nm/s，步长9μm，延时30μs，功率40KHz，功率3w，填充间距50μm。激光照射完成后，超声清洗该塑料载体表面。

(4)将清洗后的制品整体浸入化学镀铜液中4小时，形成铜层；再浸入化学镀镍液10分钟，形成镍层；最后闪镀0.03微米厚的金层。在化学镀结束后分别测定铜层和镍层的厚度，所得结果如表1所示。化学镀铜时采用的铜镀液的组分为：CuSO₄·5H₂O0.12mol/L、Na₂EDTA·2H₂O0.14mol/L、亚铁氰化钾10mg/L、2,2’-联吡啶10mg/L、乙醛酸(HCOCOOH)0.10mol/L，并用NaOH和H₂SO₄调节铜镀液的pH值为12.5-13。化学镀镍时采用的镍镀液的组分为：硫酸镍23g/L、次亚磷酸钠18g/L、乳酸20g/L、苹果酸15g/L，用NaOH调节镍镀液pH为5.2。闪镀金液采用深圳精研创化工公司的BG-24中性镀金液。

通过上述步骤，得到用作LED灯电路板载体的塑料制品A1。

实施例2

(1)将100g的氧化铜(体积平均粒径为0.56μm)和0.14g的三聚磷酸钾加入270g的水和30g乙醇的混合溶液中，高速搅拌混合配置成浆料。向浆料中加入0.5g的甲基丙烯酸羟乙酯搅拌均匀后，在室温25℃下静置10分钟，然后再加入4.3g的苯乙烯和0.24g的二乙烯基苯，搅拌混合均匀，之后再加入0.004g过硫酸铵和0.003g亚硫酸钠混合均匀，之后升温至85℃反应2h，反应结束后，过滤浆料并干燥，得到化学镀催化剂，其包括氧化铜颗粒以及包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层，且以所述化学镀催化剂的总重量为基准，包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层的含量为4.9重量％。

步骤(2)-(4)与实施例1相同。

通过上述步骤，得到用作LED灯电路板载体的塑料制品A2。

实施例3

(1)将100g的氧化铜(体积平均粒径为0.93μm)和0.7g的六偏磷酸钠加入300g水和300g乙醇的混合液中，高速搅拌混合配置成浆料。向浆料中加入1g的丙烯酸甲酯搅拌均匀后，在室温25℃下静置20分钟，然后再加入20g的2-甲基苯乙烯、38g的丙烯酸甲酯和8.85g的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，搅拌混合均匀，之后再加入0.59g过氧化苯甲酰(BPO)混合均匀，之后升温至80℃反应6h，反应结束后，过滤浆料并干燥，得到化学镀催化剂，其包括氧化铜颗粒以及包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层，且所述化学镀催化剂的总重量为基准，包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层的含量为46.1重量％。

步骤(2)-(4)与实施例1相同。

通过上述步骤，得到用作LED灯电路板载体的塑料制品A3。

实施例4

按照实施例1的方法制备化学镀催化剂和塑料制品，不同的是，在制备化学镀催化剂的过程中，甲基丙烯酸甲酯的用量为1.5g，使得以得到的化学镀催化剂的总重量为基准，包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层的含量为0.3重量％。得到用作LED灯电路板载体的塑料制品A4。

实施例5

(1)将100g的氧化铜(体积平均粒径为2μm)和0.06g的三聚磷酸钾加入200g的水中，高速搅拌混合配置成浆料。向浆料中加入0.1g的甲基丙烯酸羟乙酯搅拌均匀后，在室温25℃下静置5分钟，然后再加入80g的苯乙烯和16g的二乙烯基苯，搅拌混合均匀，之后再加入0.95g过硫酸铵和0.65g亚硫酸钠混合均匀，之后升温至45℃反应24h，反应结束后，过滤浆料并干燥，得到化学镀催化剂，其包括氧化铜颗粒以及包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层，且以所述化学镀催化剂的总重量为基准，包覆在氧化铜颗粒上的聚合物层的含量为52重量％。

步骤(2)-(4)与实施例1相同。

通过上述步骤，得到用作LED灯电路板载体的塑料制品A5。

对比例1

该对比例用于说明参比的塑料基材组合物以及塑料制品及其制备方法。

按照实施例1的方法制备塑料制品，不同的是，将化学镀催化剂(表面包覆的氧化铜)用相同重量份的表面未包覆的氧化铜替代，得到用作LED灯电路板载体的塑料制品DA1。

测试例

测试例用于说明塑料制品性能的测试。

(1)抗冲击强度测试：

采用ASTM-D256中公开的方法对试样进行悬臂梁式缺口冲击强度测试，标准试样规格为64mm×12.7mm×3.2mm，试样缺口的深度为10.2mm，每个试验结果均为5组相同试样的平均值。所得结果如表1所示。

(2)镀层结合力测试：

采用GB9286-88中公开的划格法对实施例1-5和对比例1得到的塑料制品A1-A5和DA1进行结合力测试，记录各塑料制品的表面镀层与载体的结合力级别。测试结果如表2所示。其中，0级结合力最佳，一般超过2级则认为结合力达不到要求。具体地，0级表示切割边缘完全平滑，无一格脱落；1级表示在切口交叉处涂层有少许薄片分离，但划格区受影响明显不超过5％；2级表示切口边缘或交叉处涂层脱落明显大于5％，但受影响不大于15％；3级表示涂层边缘部分或全部大碎片脱落，在15％-35％之间。

表1

编号	塑料制品	铜层厚度(μm)	镍层厚度(μm)	抗冲击强度(J/M)
					实施例1	A1	15.0	5.0	560
实施例2	A2	15.1	5.0	490
					实施例3	A3	15.0	4.9	600
实施例4	A4	15.0	5.0	310
					实施例5	A5	14.9	4.9	416
对比例1	DA1	15.0	5.0	230

表2

编号	塑料制品	镀层结合力(级)
			实施例1	A1	0
实施例2	A2	0
			实施例3	A3	1
实施例4	A4	0
			实施例5	A5	0
对比例1	DA1	1

由以上结果可以看出，由本发明提供的方法制备得到的塑料制品可以保持较高的抗冲击强度，并且不会对镀层的附着力产生不利的影响。此外，在相同的化学镀时间内，采用本发明提供的经表面包覆的氧化铜作为化学镀催化剂与采用未经表面包覆的氧化铜作为化学镀催化剂获得的铜层和镍层的厚度相当，由此可见，本发明提供的化学镀催化剂不会对后期金属化的镀速产生影响。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种化学镀催化剂，其特征在于，所述化学镀催化剂包括氧化铜颗粒以及包覆在所述氧化铜颗粒上的聚合物层。

2.根据权利要求1所述的化学镀催化剂，其中，以所述化学镀催化剂的总重量为基准，所述聚合物层的含量为0.5-50重量％。

3.根据权利要求1或2所述的化学镀催化剂，其中，所述氧化铜颗粒的粒径为20nm-10μm，优选为100nm-2um。

4.根据权利要求1或2所述的化学镀催化剂，其中，所述聚合物层中的聚合物包括(甲基)丙烯酸酯系聚合物和/或苯乙烯系聚合物。

5.一种化学镀催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述分散有氧化铜颗粒的浆料通过将氧化铜颗粒和分散剂在溶剂中混合得到；所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、三聚磷酸钾和三聚磷酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述分散有氧化铜颗粒的浆料的制备过程中，相对于100重量份的氧化铜颗粒，所述分散剂的用量为0.05-1重量份。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，所述分散有氧化铜颗粒的浆料中的溶剂为水或者水和乙醇的混合物。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(1)中，相对于100重量份的所述分散有氧化铜颗粒的浆料中的氧化铜颗粒，所述吸附剂的用量为0.1-2重量份，优选为0.5-1重量份。

10.根据权利要求5或9所述的方法，其中，所述吸附剂为丙烯酸系单体和/或丙烯酸酯系单体；优选地，所述丙烯酸系单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸和乙基丙烯酸中的至少一种；优选地，所述丙烯酸酯系单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。

11.根据权利要求5或9所述的方法，其中，所述静置的时间为5-60分钟，优选为10-20分钟。

12.根据权利要求5所述的方法，其中，相对于100重量份的所述分散有氧化铜颗粒的浆料中的氧化铜颗粒，所述聚合单体的用量为1-100重量份，优选为4-80重量份。

13.根据权利要求5或12所述的方法，其中，所述聚合单体包括(甲基)丙烯酸酯系单体和/或苯乙烯系单体。

14.根据权利要求5或12所述的方法，其中，所述聚合反应的条件包括反应温度为20-100℃，反应时间为0.5-24小时。

15.由权利要求5-14中任意一项所述的方法制备得到的化学镀催化剂。

16.一种塑料基材组合物，所述塑料基材组合物含有塑料组分和化学镀催化剂，其特征在于，所述化学镀催化剂含有权利要求1-4和15中任意一项所述的化学镀催化剂。

17.根据权利要求16所述的塑料基材组合物，其中，相对于100重量份的所述塑料组分，所述化学镀催化剂的用量为1-40重量份。

18.一种塑料制品的制备方法，该方法包括将权利要求16或17所述的塑料基材组合物混合均匀并注塑成型，得到塑料基材，然后通过能量束去除所述塑料基材表面选定区域内的塑料组分和所述化学镀催化剂中的聚合物层以裸露出氧化铜颗粒，接着在该裸露区域上进行化学镀。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述能量束为激光。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述激光的波长为157nm至10.6μm，所述激光的功率为3-20W，扫描速度为500-8000mm/s。

21.根据权利要求18-20中任意一项所述的方法，其中，当能量束为激光时，步长为3-20μm，延时为20-100μs，频率为10-400kHz，填充间距为10-50μm。

22.由权利要求18-21中任意一项所述的方法制备得到的塑料制品。