[发明专利]自沉积型用于铜的表面处理剂和带树脂被膜的含铜基材的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在铜部件表面选择性地形成自沉积性树脂被膜的自沉积型用于铜的表面处理剂、和使用了该自沉积型用于铜的表面处理剂的带树脂被膜的含铜基材的制造方法。

背景技术

自沉积型水系树脂组合物通过与金属表面的无电解化学反应，能够使有机聚合物被膜（密合性树脂被膜）在金属表面上沉积，因而能够对形状复杂的金属制品?部件以均匀的膜厚被覆被膜，也不需要电源设备。因此，在铁材料的涂装领域商业性地使用了20年以上。

通常实用性的自沉积型的组合物具有约1～约4范围的pH值，呈酸性。这样的组合物组和使用了这样的组合物组的在金属表面上形成被膜的方法在该技术领域中以及在本说明书中共通被称为“自沉积（auto deposition）”或“自沉积的”组合物、分散液、乳液、浑浊液、浴、溶液、制法、方法或同样的用语。

自沉积型组合物一般为液态的形态，更具体而言为水溶液、乳液或者分散液的形态，该液态的组合物若不与活性的金属接触，则聚合物的自发性的沉淀或者凝集被抑制，长时间稳定。

含有该自沉积型组合物的液体与具有活性金属表面的被处理物接触，从而被处理物的表面会被具有密合性的聚合物的被膜被覆。在被处理物上沉积的被膜不会在水中再分散或者再溶解，因此能够水洗后干燥、烧结固化。

这里，“活性的金属”被定义为，电化学列中比氢更具活性的金属，即被导入至液态自沉积型的溶液、乳液或者分散液中的情况下，以实质性的速度开始自然地溶解的（伴随氢气的产生）金属，其例子有铁、锌、铝等。

另一方面，近年来，电子部件的绝缘、粘接等存在对电位更高的金属被覆树脂的必要性升高的倾向，对于由于电位高因而树脂的反应沉积困难的铜系材料表面的自沉积被覆的研究正在进行。

自沉积型树脂的沉积反应机理与电镀涂装不同，来自被处理金属表面的金属离子溶出反应成为起点。因此，若为了适用于在电气化学列中比氢惰性的（电位高的）金属表面而使用过氧化氢等强力氧化剂，则金属离子的溶出变得可能，但另一方面产生树脂成分氧化分解等的问题，因而难以适用于铜等电位高的金属材料。

需要说明的是，作为能够对铜材料适用的技术，专利文献1中公开了含有硫脲衍生物和弹性体的金属材料用基底处理剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1 : 国际公开第2009/066658号。

发明内容

发明要解决的问题

另一方面，近年来，伴随使用了铜材料的商品（例如电气设备等）的高功能化的要求，对在铜材料上形成的被膜的要求特性也升高。特别是，对于被膜的密合性?耐腐蚀性?电特性的要求更加进一步的提高。另外，兼具耐腐蚀性和导电性的树脂被覆对锂离子电池、燃料电池等导电部件的适用需求也增加。

本发明人使用专利文献1中记载的金属材料用基底处理剂，在铜材料上形成被膜，对该被膜的密合性、耐腐蚀性、电特性进行有关评价，结果未必达到近来所要求的水平，需要进一步的改良。

另外，关于处理剂的液体稳定也需要进一步的改良。例如，专利文献1的技术存在如下问题：使硫脲和钒酸盐这样的强氧化剂混合存在，使聚合物沉积量达到实用范围的酸性pH的情况下，硫脲会氧化分解因而溶液的稳定性差而不实用。

本发明的目的是鉴于上述实情提供通过自沉积而能够在铜材料上形成密合性、耐腐蚀性和电特性优异的被膜的、液体稳定性优异的自沉积型用于铜的表面处理剂。

另外，本发明的目的在于，提供使用了该自沉积型用于铜的表面处理剂的带树脂被膜的含铜基材的制造方法。

解决问题的技术手段

本发明人对以往技术的问题点进行了深入研究，结果确认了以往已知的自沉积型的表面处理剂原本铜离子从含铜基材中的溶出是不充分的。

本发明人基于上述见解，发现在使用铜络合剂的同时，将表面处理剂的氧化还原电位调整到规定的范围内，能够解决上述课题。

也就是说，本发明人发现通过以下构成能够解决上述课题。

（1）自沉积型用于铜的表面处理剂，其特征在于，含有1～60质量份的水溶性或水分散性聚合物、30～99质量份的以水为主体的溶剂和0.01～5.0质量份的铜络合剂，

pH3.0时的氧化还原电位在-500～＋200mV（vs.SHE）的范围内。

（2）根据（1）所述的自沉积型用于铜的表面处理剂，其中，铜络合剂在其分子结构中具有选自C＝S、C-S、N-N和C＝N中的至少1个键。