[发明专利]聚四氟乙烯材料表面镀铜方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面处理方法，尤其是一种非金属材料聚四氟乙烯材料表面镀铜方法。

现有技术

目前非金属电镀主要是针对普通塑料，如PE，PP，PVC等，由于这类非金属材料的化学稳定性相对较差，有些材料耐溶剂性、耐酸性、耐碱性、抗老化性较差，所以其表面的溶剂粗化和化学粗化相对较容易，从而很容易在表面形成金属化膜层。聚四氟乙烯有极优良的化学稳定性，可在250℃下长期工作，即使在高温下也不与浓酸、浓碱或强氧化剂起反应，对一般溶剂也很稳定，只有在高温、高压下才与熔融碱金属起反应。但聚四氟乙烯材料具有绝缘、不导磁、不易导热、不可焊接及易老化的特性，而在某些航空产品件中，如某衬垫，其工作温度较高，同时要有耐酸、耐碱、导电、导热和抗老化的特性，在一般情况下，是采用对材料进行表面镀铜，并且镀层的结合力达到一定的指标，便可达到上述的特性要求。然而目前国内虽有对塑料材料进行镀铜的研究，但只是针对一些普通的材料，而对于聚四氟乙烯材料进行镀铜的方法，国内尚无成熟的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚四氟乙烯材料表面镀铜方法，使聚四氟乙烯材料表面金属化，从而达到使聚四氟乙烯导电、可焊接、导热、导磁和抗老化的目的，且镀层结合力满足使用要求。

本发明的工艺路线为：

（1）准备：准备表面清洁的聚四氟乙烯材料的零件；

（2）机械粗化：采用吹砂的方式对聚四氟乙烯材料进行表面粗化，采用粒度100～220目的刚玉砂，压力为0.10～0.35MPa，零件同一处吹砂时间10～20s，最终使吹砂面要求呈浅灰色，无光亮面后停止吹砂；

（3）化学粗化：将零件放置在体积比为5～15%的氢氟酸、5～15%的硫酸、其余为含40～60g/L铬酐的水溶液的混合液中浸泡，温度为室温，浸泡时间为1～5分钟，然后用流动的水清洗1～2分钟；

（4）除油：采用维也纳石灰进行手工除油，除油后要求材料表面应能够被水膜润湿，且水膜连续、均匀；

（5）敏化：将零件放置在含3～7g/L氯化亚锡、5～15g/L盐酸、50～150g/L金属锡条的水溶液中，温度为室温，浸泡时间30～90秒，然后在静水中浸泡1～2分钟；

（6）活化：将零件放置在成分为20～30g/L氯化钯的酒精中，温度为室温，浸泡时间30～90秒；

（7）还原：活化后直接将零件浸泡在含次亚磷酸钠50～150g/L的水溶液中，温度为室温，浸泡时间30～90秒；

（8）化学镀镍：还原后直接将零件放置在含Niposit R55～70ml/L，Niposit65M160～210ml/L的水溶液中，温度85～93°C，浸泡时间5～8分钟，然后在流水中清洗1～2分钟中，所述的Niposit R和Niposit65M为法国aero equipment公司生产的化学药品；

（9）镀铜：直接将零件放置在含15～40g/L氰化亚铜、5～21g/L氰化钠、9～28g/L氢氧化钠、23～86g/L酒石酸钾钠、2～14g/L亚硫酸钠的水溶液中，在温度为40～65℃下进行电镀，电流密度1～4A/dm2，电镀时间为镀层要求厚度的微米值乘以2～3分钟，然后在流水中清洗1～2分钟；

（10）干燥：用经过油水分离器净化过的不大于60℃的热压缩空气吹干零件；

（11）检查：通过目视外观，检查镀层有无起泡、起皱、裂纹或脱落缺陷，按照GB/T12610《塑料上电镀层热循环试验》进行结合力检查。

本发明的通过采用机械粗化和化学粗化的方法使聚四氟乙烯材料表面粗糙度增大，增加与金属镀层的接触面积，然后进行敏化、活化和还原，在基体上生成一层连续的、具有催化能力的贵金属晶核，在进行化学镀时这些晶核成为催化中心，使化学镀顺利进行，化学镀层具有导电性，最后在化学镀层上进行电镀铜处理，使聚四氟乙烯电镀铜得以实现。最终的镀铜层可以达到镀层连续均匀、镀层厚度可控、结合力良好。本发明工艺路线先进，可以实现在聚四氟乙烯材料表面镀不同厚度的铜，最终使材料不仅具有聚四氟乙烯材料特有的极优良的化学稳定性，同时还使材料具有了导电、可焊接、导热、导磁和抗老化的性能，且镀层结合力满足使用要求。

具体实施方式

1．（1）准备：准备表面清洁的聚四氟乙烯材料的零件；

（2）机械粗化：采用吹砂的方式对聚四氟乙烯材料进行表面粗化，采用粒度100～220目的刚玉砂，压力为0.10～0.35MPa，零件同一处吹砂时间10～20s，最终使吹砂面要求呈浅灰色，无光亮面后停止吹砂；