CN116120784A - 一种导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料 - Google Patents

一种导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，涉及材料技术领域。导电油墨，按重量份数计，包括以下原料：树脂粘结剂5～50份；导电填料1～30份；造孔剂1～25份；以及溶剂5～50份。本发明提供的导电油墨具有良好的结合力与导电性，应用于塑料的电镀中时，工艺无铬无钯、污染小、电镀工艺简单，有效避免了工艺繁琐、含铬含钯的高污染高成本的传统技术的使用，同时也改善了目前直接电镀技术的结合力问题。

Description

一种导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体涉及导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料。
背景技术
导电油墨(Electrically Conductive Printing Ink)是导电材料分散在连结料中制成的糊状油墨，其具有一定程度的导电性，可作为印刷导电点或导电线路之用。金系导电油墨、银系导电油墨、铜系导电油墨、碳系导电油墨等已达到实用化，常用于印刷电路、电极、电镀底层、键盘接点、印制电阻等领域。基于导电油墨的应用广泛性及普遍性，行业对导电油墨的导电性、结合力等均提出了更高的要求。因此，需要开发性能更好的导电油墨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导电油墨及制备方法，导电油墨具有良好的结合力与导电性。
本发明的另一目的在于提供塑胶材料及制备方法。
本发明的再一目的在于提供电镀塑料，电镀塑料的塑胶材料与金属镀层的结合力好。
本发明解决技术问题是采用以下技术方案来实现的：
导电油墨，按重量份数计，包括以下原料：
Figure BDA0004023227530000011
可选的，在本发明的一些实施例中，树脂粘结剂选自环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、有机硅树脂、热固性丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂中的一种或多种；和/或
导电填料选自石墨烯微片、导电炭黑、碳纳米管、膨胀石墨、导电碳纤维、铜粉、镍粉、银粉、银包铜粉中的一种或多种；和/或
造孔剂选自挥发型造孔剂、分解型造孔剂、溶解型造孔剂、刻蚀型造孔剂中的一种或多种。
可选的，在本发明的一些实施例中，挥发型造孔剂选自低饱和蒸气压溶剂、高沸点溶剂中的一种或多种；低饱和蒸气压溶剂的饱和蒸气压低于溶剂的饱和蒸气压，高沸点溶剂的沸点高于溶剂的沸点；
分解型造孔剂选自碳酸氢盐、碳酸盐中的一种或多种；
溶解型造孔剂选自聚乙二醇、尿素中的一种或多种；
刻蚀型造孔剂选自金属氧化物、氧化硅中的一种或多种。
可选的，在本发明的一些实施例中，按重量份数计，原料还包括助剂1～3份。
另外，导电油墨的制备方法，包括：
将上述的导电油墨的原料混合。
另外，塑胶材料的制备方法，包括：
提供塑胶基底和上述的导电油墨；
将导电油墨涂覆于塑胶基底的表面，干燥。
可选的，在本发明的一些实施例中，导电油墨在干燥后形成的干膜厚度为1～500μm；和/或
干燥的温度为25～120℃，干燥的时间为0.5～12h；和/或
涂覆的方式选自喷涂、刮涂、提拉、线棒、丝网印刷、凹印中的一种或多种；和/或
干燥的方式选自烘箱处理、紫外光处理、室温放置中的一种或多种。
另外，通过上述的塑胶材料的制备方法制得的塑胶材料，包括：
塑胶基底；以及
形成于塑胶基底表面的油墨层。
可选的，在本发明的一些实施例中，油墨层包括多个微孔，微孔的孔径为0.05～100μm。
另外，电镀塑料，包括：
上述的塑胶材料；以及
金属镀层，金属镀层形成于油墨层的远离塑胶基底的一侧；
其中，金属镀层的金属选自金、银、钼、铑、钯、铜、铁、锡、锌、钴、镍、铬、镉、锑、铟、铋中的一种或多种。
相对于现有技术，本发明包括以下有益效果：本发明提供的导电油墨中各成分相互配合，使得导电油墨的结合力较好，且其包含了造孔剂，在对导电油墨进行应用的情况下，可以通过升温、干燥、浸泡等操作，使得造孔剂发挥造孔作用，形成的油墨层包含微孔，如此，油墨层能够进一步提升其附着层之间的层间结合力。特别是，在将导电油墨应用于塑料的电镀的情况下，导电油墨形成的油墨层能够在塑料和镀层之间起到良好的过渡、结合作用，油墨层的微孔还能够起到增强导电性和结合力的作用，使得塑料和镀层的结合力能够达到9～25N/cm。本发明提供的导电油墨在塑料的电镀中的应用，制备的电镀塑料具有良好的镀层结合力、导电性与稳定性，制备过程无铬无钯、污染小，电镀工艺简单，有效避免了工艺繁琐、含铬含钯的高污染高成本的传统技术的使用，同时也改善了目前直接电镀技术的结合力问题，实用性高，适合大面积推广。
具体实施方式
下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的技术方案将在以下内容进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外，在本发明的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。本发明的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。
本发明提供了一种导电油墨，按重量份数计，包括以下原料：
Figure BDA0004023227530000041
优选的，按重量份数计，导电油墨包括以下原料：
Figure BDA0004023227530000042
更优选的，按重量份数计，导电油墨包括以下原料：
Figure BDA0004023227530000043
在一些实施例中，树脂粘结剂可以选自环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、有机硅树脂、热固性丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂中的一种或多种。其中，热固性丙烯酸树脂可以选择但不限于羟基丙烯酸树脂。
在一些实施例中，导电填料可以选自石墨烯微片、导电炭黑、碳纳米管、膨胀石墨、导电碳纤维、铜粉、镍粉、银粉、银包铜粉中的一种或多种。石墨烯微片(GrapheneNanoplatelets)不同于石墨烯，石墨烯微片是指碳层数多于10层、厚度在5～100nm范围内的超薄的石墨烯层状堆积体。
在一些实施例中，造孔剂可以选自挥发型造孔剂、分解型造孔剂、溶解型造孔剂、刻蚀型造孔剂中的一种或多种。进一步的，挥发型造孔剂可以选自低饱和蒸气压溶剂、高沸点溶剂中的一种或多种；其中，低饱和蒸气压溶剂的饱和蒸气压低于原料中溶剂的饱和蒸气压，低饱和蒸气压溶剂可以选自乙酸乙酯、乙醇、水、四氢呋喃中的一种或多种；高沸点溶剂的沸点高于原料中溶剂的沸点，高沸点溶剂可以选自乙二醇、二价酸酯、N-二甲基吡咯烷酮中的一种或多种；即，挥发型造孔剂可以选自但不限于乙酸乙酯、乙醇、水、四氢呋喃、乙二醇、二价酸酯、N-二甲基吡咯烷酮中的一种或多种，该类造孔剂可基于挥发速率的差异，而导致聚合物膜相分离，以产生微孔结构。分解型造孔剂可以选自碳酸氢盐、碳酸盐中的一种或多种，进一步的，分解型(气体逸出型)造孔剂可以选自但不限于碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠中的一种或多种，该类造孔剂基于气体的产生逸出而形成微孔结构。溶解型造孔剂可以选自聚乙二醇、尿素中的一种或多种。刻蚀型造孔剂可以选自金属氧化物、氧化硅中的一种或多种，进一步的，刻蚀型造孔剂可以选自但不限于氧化铝、氧化铁、氧化硅、氧化铜中的一种或多种。
在一些实施例中，溶剂可以选择极性溶剂，也可以选择非极性溶剂，溶剂的选择不作限制，只要能够溶解材料即可。若选用多种溶剂，则溶剂之间能够互溶即可。进一步的，溶剂可以选自但不限于丙酮、二价酸酯、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、二甲基亚砜、丁酮、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、环己酮、水、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇、丙三醇、松油醇、甲醇、二丙二醇甲醚、四氢呋喃中的一种或多种。
在一些实施例中，按重量份数计，原料还包括助剂1～3份。助剂的添加能够提高导电油墨的性能。优选的，助剂为1.5～2.5份，更优选的，助剂为1.5～1.8份。进一步的，助剂可以选自分散剂、防沉剂、流平剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂中的一种或多种。分散剂、防沉剂等各类助剂可选择的材料可以以现有材料领域中已知的范围作为可选择范围，各类助剂的具体材料可以依据需求进行不同的选择，在此不作赘述。
另外，本发明还提供了上述导电油墨的制备方法，包括：
将上述的导电油墨的原料混合。
为了提高材料的导电性和分散性，在上述混合之后，还可以包括：研磨。研磨的方式可以选自但不限于砂磨、球磨、三辊研磨。研磨的时间可以为0.5～24h。
为了提高成分的均匀性，可以在混合之后、在研磨之前，对混合后的物料进行分散。分散的操作能够使促进混合的均匀性，同时避免材料团聚，有利于后续研磨。分散可以利用高速分散机、超声(分散)设备等进行。
另外，本发明还提供了一种塑胶材料的制备方法，包括：
提供塑胶基底和上述的导电油墨；
将导电油墨涂覆于塑胶基底的表面，干燥。
可以根据需要将导电油墨涂覆于塑胶基底的部分表面或者全部表面，而后进行干燥。该制备方法操作简单，设备依赖性低，材料廉价易得，成本低。
当导电油墨中的造孔剂选择挥发型造孔剂或分解型造孔剂时，造孔剂在干燥过程中发生相分离或者产生气体造孔，因此，干燥后导电油墨形成带微孔的油墨层。当导电油墨中的造孔剂选择溶解型造孔剂或刻蚀型造孔剂时，溶解型造孔剂可以在造孔溶液中溶解造孔、刻蚀型造孔剂可以在刻蚀溶液中刻蚀造孔。因此，当在一些实施例中选择溶解型造孔剂或刻蚀型造孔剂时，在干燥之后，还可以包括：利用造孔溶液或刻蚀溶液浸泡干燥后的物料，烘干。如此，以使油墨层成孔。另外，对于刻蚀型造孔剂，也可以在电镀过程中造孔，例如在将导电油墨应用于塑料的电镀中的情况下，可以在将导电油墨涂覆于塑胶基底并干燥后，对得到的材料进行电镀，此种情况下，刻蚀型造孔剂在电镀液的酸碱性环境下造孔。
对于溶解型造孔剂，所用的造孔溶液不做限制，只要能够溶解造孔剂，能够造孔即可。进一步的，造孔溶液可以选自但不限于水、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、丙醇、乙二醇丁醚、丙酮中的一种或多种，对干燥后的物料的浸泡温度可以为50～80℃，浸泡时间可以为0.5～12h。
在一些实施例中，导电油墨在干燥后形成的干膜厚度可以为1～500μm。适当厚度的干膜有利于促进电镀情况下不同介质之间的结合。
在一些实施例中，干燥的温度可以为25～120℃，干燥的时间可以为0.5～12h。
在一些实施例中，涂覆的方式可以选自喷涂、刮涂、提拉、线棒、丝网印刷、凹印中的一种或多种。
在一些实施例中，干燥的方式可以选自烘箱处理、紫外光处理、室温放置中的一种或多种。可以选用前述方式中的一种进行处理，也可以选用多种方式分时段进行处理。进一步的，烘箱处理可以选自但不限于烘箱烘干、真空烘箱加热，而室温放置一般可以选择长时间静置处理。
另外，本发明还提供了通过上述的塑胶材料的制备方法制得的塑胶材料，包括：
塑胶基底；以及
形成于塑胶基底表面的油墨层。
油墨层施工方便，环保，稳定易控。塑胶基底的材料可以选自但不限于聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯中的一种或多种。
在一些实施例中，油墨层包括多个微孔，微孔的孔径为0.05～100μm。油墨层的具有适当孔径的微孔以及高的孔隙率，有利于在电镀过程中提高镀层的结合力。特别是当微孔孔径较大时，更有利于促进镀层的结合。本发明通过对树脂粘结剂、导电填料、造孔剂、溶剂的种类与用量的调配，优化固含量，使得油墨层中形成微孔的孔径在0.05～100μm范围，从而使油墨层能够更好地与镀层结合。
另外，本发明还提供一种电镀塑料，包括：
上述的塑胶材料；以及
金属镀层，金属镀层形成于油墨层的远离塑胶基底的一侧；
其中，金属镀层的金属选自金、银、钼、铑、钯、铜、铁、锡、锌、钴、镍、铬、镉、锑、铟、铋中的一种或多种。
上述电镀塑料的制备方法包括：利用电镀液对塑胶材料进行电镀，以在油墨层上沉积导电金属。导电金属的选取即为上述金属镀层的金属的选取。制备时，不同金属镀层的沉积可以采用对应的沉积操作和条件，具体可以依据本领域技术人员所知悉的电镀方式进行金属沉积，例如在电镀液中对塑胶材料进行第一层打底电镀，接着进行第二层或者多层电镀，依据需要选择不同镀层的材料，以保证更低的成本、更高的抗冷热冲击和耐盐雾等性能。以电镀焦磷酸铜为例，电镀温度可以为25～60℃，电流密度为0.2～5A/dm2，电镀时间为1～120min。
本发明提供的导电油墨及其在电镀中的应用，创新性地将(具有微孔的)油墨层引入塑胶基底作为电镀前处理，引入油墨层后的电镀工艺操作简单，镀层结合力有保障，镀层结合力可达到9～25N/cm，同时包括了油墨层的电镀塑料的光亮度也有所增强，实用性高。
以下结合实施例进行进一步说明，实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将25份聚氨酯、5份膨胀石墨和1份导电炭黑、12.5份N,N-二甲基甲酰胺和10份二价酸酯、20份乙酸乙酯、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、0.5份润湿剂和0.1份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨4h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料，其中，油墨层干燥后的干膜厚度为200μm；
(3)利用焦磷酸铜电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为40℃，电流密度为1.0A/dm2，电镀时间为40min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为40min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为55℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为10min；再在电镀铬液中进行镀铬，在6A/dm2的电流密度、38℃的温度下电镀4min，得到电镀塑料。
实施例2
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将30份环氧树脂、10份膨胀石墨和5份导电炭黑、48份N,N-二甲基甲酰胺、2份乙二醇、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、0.5份润湿剂和0.10份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨8h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料，其中，油墨层干燥后的干膜厚度为150μm；
(3)利用硫酸镍电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为60℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为40min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为5.0A/dm2，电镀时间为120min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为55℃，电流密度为2.5A/dm2，电镀时间为10min；再在电镀铬液中进行镀铬，在4A/dm2的电流密度、35℃的温度下电镀5min，得到电镀塑料。
实施例3
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将50份醇酸树脂、30份银粉、48份环己酮、2份碳酸氢钠、1份分散剂、0.25份消泡剂、0.25份润湿剂和0.20份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨12h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料，其中，油墨层干燥后的干膜厚度为400μm；
(3)利用硫酸镍电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为60℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为20min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为3.0A/dm2，电镀时间为60min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为50℃，电流密度为3.0A/dm2，电镀时间为15min；再在电镀铬液中进行镀铬，在8A/dm2的电流密度、34℃的温度下电镀3min，得到电镀塑料。
实施例4
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将50份醇酸树脂、30份银粉、47份环己酮、3份乙二醇、1份分散剂、0.25份消泡剂、0.25份润湿剂和0.20份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨12h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料，其中，油墨层干燥后的干膜厚度为400μm；接着将塑胶材料浸泡于80℃的水中3h，再在80℃下烘干；
(3)利用硫酸镍电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为60℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为20min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为3.0A/dm2，电镀时间为60min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为50℃，电流密度为3.0A/dm2，电镀时间为15min；再在电镀铬液中进行镀铬，在2A/dm2的电流密度、45℃的温度下电镀10min，得到电镀塑料。
实施例5
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将10份羟基丙烯酸树脂、1份碳纳米管和1份导电碳纤维、8份二甲基亚砜、2份尿素、1份流平剂混合，得到导电油墨；
(2)将导电油墨线棒涂布于塑胶基底，然后在25℃的室温下静置干燥11h，得到塑胶材料；接着将塑胶材料浸泡于80℃的水中12h，再在80℃下烘干；
(3)利用焦磷酸铜电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为40℃，电流密度为1.0A/dm2，电镀时间为40min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为40min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为55℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为10min；再在电镀铬液中进行镀铬，在12A/dm2的电流密度、40℃的温度下电镀3min，得到电镀塑料。
实施例6
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将40份有机硅树脂、22份银包铜粉、20份丙醇和10份异丙醇、5份氧化铜、0.1份防沉剂、1份消泡剂和1份润湿剂混合，然后用三辊研磨机研磨17h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨丝网印刷于塑胶基底，然后在利用紫外光干燥1h，得到塑胶材料；
(3)利用酸性铜电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为40℃，电流密度为2A/dm2，电镀时间为60min；然后在硫酸镍电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为55℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为10min；再在电镀铬液中进行镀铬，在12A/dm2的电流密度、40℃的温度下电镀3min，得到电镀塑料。
实施例7
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将30份聚氨酯、5份石墨烯微片和1份导电炭黑、20份N,N-二甲基甲酰胺、10份乙酸乙酯(作为造孔剂)、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、0.5份润湿剂和0.1份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨4h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料，其中，油墨层干燥后的干膜厚度为200μm；
(3)利用焦磷酸铜电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为40℃，电流密度为1.0A/dm2，电镀时间为40min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为40min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为55℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为10min；再在电镀铬液中进行镀铬，在12A/dm2的电流密度、40℃的温度下电镀3min，得到电镀塑料。
实施例8
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将30份聚氨酯、5份膨胀石墨、2份银粉和1份导电炭黑、20份N,N-二甲基甲酰胺、10份乙酸乙酯(作为造孔剂)、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、0.5份润湿剂和0.1份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨4h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料，其中，油墨层干燥后的干膜厚度为200μm；
(3)利用焦磷酸铜电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为40℃，电流密度为1.0A/dm2，电镀时间为40min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为3.0A/dm2，电镀时间为60min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为50℃，电流密度为3.0A/dm2，电镀时间为15min；再在电镀铬液中进行镀铬，在2A/dm2的电流密度、45℃的温度下电镀10min，得到电镀塑料。
实施例9(多树脂混合形成相分离造孔)
本实施例提供了导电油墨及制备方法、塑胶材料及制备方法、电镀塑料，为便于说明，以下将步骤整合，包括：
(1)按重量份数计，将20份聚氨酯和10份有机硅树脂(采用多树脂体系形成相分离造孔)、5份膨胀石墨、2份银粉和1份导电炭黑、20份N,N-二甲基甲酰胺、10份乙酸乙酯(作为造孔剂)、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、0.5份润湿剂和0.1份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨4h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料，其中，油墨层干燥后的干膜厚度为200μm；
(3)利用焦磷酸铜电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为40℃，电流密度为1.0A/dm2，电镀时间为40min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为40min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为55℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为10min；再在电镀铬液中进行镀铬，在6A/dm2的电流密度、38℃的温度下电镀4min，得到电镀塑料。
对比例1
(1)按重量份数计，将30份聚氨酯、10份石墨烯和1份导电炭黑、20份N,N-二甲基甲酰胺、10份乙酸乙酯、0.5份分散剂、0.5份消泡剂、0.5份润湿剂和0.1份增稠剂混合分散，然后用砂磨机研磨4h，得到导电油墨；
(2)将导电油墨喷涂于塑胶基底，然后在70℃烘箱中干燥0.5h，得到塑胶材料；
(3)利用焦磷酸铜电镀液对塑胶材料进行第一层打底电镀，电镀液温度为40℃，电流密度为1.0A/dm2，电镀时间为40min；接着在硫酸铜电镀液中进行第二层电镀，电镀液温度为25℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为40min；然后在硫酸镍电镀液中进行第三层电镀，电镀液温度为55℃，电流密度为2.0A/dm2，电镀时间为10min；再在电镀铬液中进行镀铬，在6A/dm2的电流密度、38℃的温度下电镀4min，得到电镀塑料。
性能测试
对实施例1～9及对比例1制备的电镀塑料进行镀层结合力测试(ASTM B533-85(2013))、墨层均匀性测试(目测)、方阻测试(采用四探针测试仪测试，换算为25μm厚度的方阻)、耐盐雾测试(将镀件置于盐雾箱内，在35℃下用浓度为5wt％的氯化纳盐水喷涂镀件2h后，取出，再将镀件置于另外一个温度为40℃、相对湿度为80％的恒温恒湿箱中，观察镀件，记录在多长时间后镀件表面出现异常)、耐冷热冲击性能测试(将镀件放置在冷热冲击测试箱中，将测试温度降低到零下40℃，放置2h，然后在3min内，将测试温度升至85℃，放置2h，重复上述操作5次后将镀件放置在室温环境中，观察镀件表面是否出现异常)，测试结果参见表1。
表1实施例1～9及对比例1制备的电镀塑料的性能测试结果
Figure BDA0004023227530000131
Figure BDA0004023227530000141
从表1可以看出，相较于对比例1制备的电镀塑料，本发明实施例1～9制备的电镀塑料具有更优的镀层结合力、导电性(更低的方阻)和耐盐雾性能，膜层均匀性与耐冷热冲击性能也与对比例1制备的电镀塑料相近，满足电镀塑料的商业化应用需求。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.导电油墨，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：
树脂粘结剂   5～50份；
导电填料     1～30份；
造孔剂       1～25份；以及
溶剂         5～50份。
2.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于，所述树脂粘结剂选自环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、有机硅树脂、热固性丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂中的一种或多种；和/或
所述导电填料选自石墨烯微片、导电炭黑、碳纳米管、膨胀石墨、导电碳纤维、铜粉、镍粉、银粉、银包铜粉中的一种或多种；和/或
所述造孔剂选自挥发型造孔剂、分解型造孔剂、溶解型造孔剂、刻蚀型造孔剂中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的导电油墨，其特征在于，所述挥发型造孔剂选自低饱和蒸气压溶剂、高沸点溶剂中的一种或多种；所述低饱和蒸气压溶剂的饱和蒸气压低于所述溶剂的饱和蒸气压，所述高沸点溶剂的沸点高于所述溶剂的沸点；
所述分解型造孔剂选自碳酸氢盐、碳酸盐中的一种或多种；
所述溶解型造孔剂选自聚乙二醇、尿素中的一种或多种；
所述刻蚀型造孔剂选自金属氧化物、氧化硅中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于，按重量份数计，所述原料还包括助剂1～3份。
5.导电油墨的制备方法，其特征在于，包括：
将权利要求1～4任一项所述的导电油墨的原料混合。
6.塑胶材料的制备方法，其特征在于，包括：
提供塑胶基底和权利要求1～4任一项所述的导电油墨；
将所述导电油墨涂覆于所述塑胶基底的表面，干燥。
7.根据权利要求6所述的塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述导电油墨在所述干燥后形成的干膜厚度为1～500μm；和/或
所述干燥的温度为25～120℃，所述干燥的时间为0.5～12h；和/或
所述涂覆的方式选自喷涂、刮涂、提拉、线棒、丝网印刷、凹印中的一种或多种；和/或
所述干燥的方式选自烘箱处理、紫外光处理、室温放置中的一种或多种。
8.通过权利要求6～7任一项所述的塑胶材料的制备方法制得的塑胶材料，其特征在于，包括：
塑胶基底；以及
形成于所述塑胶基底表面的油墨层。
9.根据权利要求8所述的塑胶材料，其特征在于，所述油墨层包括多个微孔，所述微孔的孔径为0.05～100μm。
10.电镀塑料，其特征在于，包括：
权利要求8～9任一项所述的塑胶材料；以及
金属镀层，所述金属镀层形成于所述油墨层的远离所述塑胶基底的一侧；
其中，所述金属镀层的金属选自金、银、钼、铑、钯、铜、铁、锡、锌、钴、镍、铬、镉、锑、铟、铋中的一种或多种。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103113786A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 苏州牛剑新材料有限公司 一种石墨烯导电油墨及其制备方法
CN107298901A (zh) * 2017-08-28 2017-10-27 厦门大学 一种碳系导电油墨
CN108641471A (zh) * 2018-03-28 2018-10-12 深圳市美丽华科技股份有限公司 一种水性尼龙油墨及其制备方法
CN110093645A (zh) * 2019-05-31 2019-08-06 厦门大学 一种塑胶电镀的方法
CN112375462A (zh) * 2020-11-26 2021-02-19 广东航科新材料有限公司 一种石墨烯电热浆料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103113786A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 苏州牛剑新材料有限公司 一种石墨烯导电油墨及其制备方法
CN107298901A (zh) * 2017-08-28 2017-10-27 厦门大学 一种碳系导电油墨
CN108641471A (zh) * 2018-03-28 2018-10-12 深圳市美丽华科技股份有限公司 一种水性尼龙油墨及其制备方法
CN110093645A (zh) * 2019-05-31 2019-08-06 厦门大学 一种塑胶电镀的方法
CN112375462A (zh) * 2020-11-26 2021-02-19 广东航科新材料有限公司 一种石墨烯电热浆料及其制备方法

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