[发明专利]在含有硝酸的介质中蚀刻后的塑料表面的处理

说明书

技术领域

本发明一般地涉及在含有硝酸根离子的酸性溶液中蚀刻后的塑料表面的处理。

背景技术

许多年来，已经有多种方法来促进电沉积金属在塑料基材上的沉积。典型的方法包括下列步骤：

(1)在合适的蚀刻溶液中蚀刻该塑料，使得塑料表面变粗糙及变湿，以便随后涂布的沉积物具有好的粘附力；

(2)使用能引发自催化涂布的金属涂层的沉积的金属(典型为铜或镍)的胶体或离子溶液来活化该塑料表面；

(3)沉积一薄层自催化涂布的金属；及

(4)在金属化的塑料基材上进行金属的电沉积。

典型来说，涂布铜层、镍层和/或铬层以制造最终制品。

使用最广泛的塑料基材包括丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)或混合聚碳酸酯的ABS(ABS/PC)。这些材料容易通过注塑成型方法形成构件。ABS包含相对硬的丙烯腈/苯乙烯共聚物基质，且聚合丁二烯以形成分离的相。就是此较软的聚丁二烯相(其在聚合物骨架中包含双键)可容易地使用多种技术蚀刻。

传统上，已经使用铬酸及硫酸的混合物进行蚀刻，其必需在高温下操作。铬酸能通过氧化聚丁二烯聚合物的骨架中的双键来溶解ABS的聚丁二烯相，且已证明这在广泛范围的ABS及ABS/PC塑料上是可信赖且有效的。但是，铬酸的使用因为其毒性及致癌性日益受到管制。为此，已经对其它蚀刻ABS及ABS/PC塑料的方法有相当大量的研究。

为了试图达成此目的，有一些可能的方法。例如，酸性高锰酸盐能氧化聚丁二烯中的双键。然后，可以通过高碘酸根离子的进一步氧化来达成链断裂。臭氧也能氧化聚丁二烯，且也已尝试此方法。但是，臭氧的使用极危险且也高毒性。同样地，可成功地使用三氧化硫来蚀刻ABS，但是其无法成功地在典型的电镀生产线上达成。不使用铬酸来蚀刻ABS塑料的现有技术的其它例子可以在Bengston的美国第2005/0199587号专利公布、Sakou的美国第2009/0092757号专利公布及Gordhanbai的美国第5,160,600号专利中找到，其每篇的主题整体以参考方式并入本文。但是，这些方法尚未达成普遍的商业接受。

因此，在本领域中仍然需要不使用铬酸来蚀刻塑料的改良方法，其同时可连续利用常规的活化方法(包含钯胶体)，接着无电镀镍。

发明内容

本发明的目的为提供一种不使用铬酸来蚀刻塑料的方法。

本发明的另一个目的为提供一种不使用铬酸来蚀刻丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物的方法。

本发明的又另一个目的为提供一种用于调理经蚀刻的塑料表面的改良的调理处理。

为此目的，本发明一般地涉及一种处理塑料基材以在其上接受化学镀的方法，该方法的步骤包括：

a)通过使该塑料基材与含有硝酸根离子的酸性溶液接触来蚀刻该塑料基材的至少一个表面；

b)使该经蚀刻的塑料基材与包含含有氨、胺或它们的组合的水溶液的调理溶液接触；

c)活化该经蚀刻及调理的塑料基材；及

d)将该经活化的塑料基材浸入到化学镀金属溶液中，以在其上沉积金属。

附图说明

图1描绘了获自未处理的ABS的红外线分析。

图2A及图2B描绘了获自使用现有技术的铬酸/硫酸蚀刻溶液处理的ABS的红外线分析。

图3A及图3B描绘了获自使用硝酸根离子和银离子的酸性溶液处理的ABS的红外线分析。

图4A及图4B描绘了获自使用硝酸根离子和银离子的酸性溶液处理后再在氨溶液中后处理的ABS的红外线分析。

具体实施方式

在使用硝酸/银(II)蚀刻组合物的初步实验中，本发明的发明人发现虽然可使用这种蚀刻组合物来有效地蚀刻ABS或ABS/PC塑料，以提供优良的表面形貌，但可能无法达成随后的表面催化并且当随后将该等构件浸入到化学镀镍方法中时无镍沉积。使用红外线光谱检查塑料表面，显示该塑料表面在一定程度上已经被化学改变。在该蚀刻步骤后发现发新的峰，当将该塑料浸入热水(80℃)中10分钟时，其几乎消失。但是，即使该塑料的表面在组成上已经明显恢复至类似于其原始组成物质，仍然无法达成钯吸附及随后的表面催化。