[发明专利]化学镀前表面修饰体系及双重修饰聚合物基材表面的方法

说明书

本发明涉及表面修饰技术以及聚合物金属化技术领域，公开了化学镀前表面修饰体系及双重修饰聚合物基材表面的方法，主旨在于能够有效解决聚合物基材难以直接化学镀的问题，主要方案为：先利用粗化对聚合物基材进行预处理以改善表面性能，再将粗化后的基材利用邻苯二酚胺类化合物的氧化自聚合反应于表面沉积形成聚合物层实现初次表面重构修饰，通过聚合物层与特定氨基酸之间的迈克尔加成和席夫碱反应在基材表面进行二次表面重构修饰以引入能够对金属离子产生强烈吸附作用的活性官能团，进而实现化学镀后沉积金属层与基底之间的紧密结合。

技术领域

本发明涉及表面修饰技术以及聚合物金属化技术领域，特别涉及一种化学镀前表面修饰体系及双重修饰聚合物基材表面的方法。

背景技术

高分子聚合物材料具有低密度、稳定的化学性质、良好的绝缘性以及优异的力学性能，通过表面金属化后使得基材表面兼具导电、导磁、导热等金属特性，极大地拓宽了其应用范围，目前被广泛应用于电子通信、汽车、医疗办公、航天航空以及军事等领域。

高分子聚合物基材表面粗糙度小、表面能低，其表面金属化难以实现，且形成的金属层与高分子聚合物基材之间的结合强度差。为了提升金属化形成的金属层与聚合物基材之间的结合强度，需要在化学镀前对基材进行表面改性，主要包括溶胀处理、等离子体处理、表面重构修饰等。公开号为CN104017231A的中国专利《一种塑料表面处理工艺》中公开了一种利用粗化及溶胀对塑料进行表面处理的方法。公开号为CN110639362A的中国专利《一种低温等离子体改性的催化纤维滤料制备方法》中公开了结合静电纺丝和低温等离子体改性工艺制备纤维滤料。尽管这些方法都能一定程度上改善聚合物的表面性能，但是溶胀处理对于聚合物基材表面形貌结构破坏较大致使电学和力学性能下降，而等离子体处理所需的设备昂贵、能耗高会增大生产成本，因此表面重构修饰成为一种简单有效的表面改性途径。

修饰剂在选择时需要具备“两性”结构，一是具有能够与基材之间产生高强度附着的分子结构或官能团，二是具有能够使后续反应顺利进行的分子结构或官能团。公开号为CN110540662A的中国专利《一种聚多巴胺改性碳纤维/莫来石晶须增强树脂基摩擦材料的制备方法》中公开了通过聚多巴胺表面沉积改性法有效增强树脂和碳纤维/莫来石晶须的界面结合强度，进而提高摩擦材料的摩擦磨损性能、力学性能和耐热性能。公开号为CN101126156A的中国专利《一种用于ABS塑料基材化学镀前处理的工艺》中报道了利用壳聚糖及其衍生物对钯的螯合作用产生吸附进而形成催化中心，并以化学键合取代传统非导电基材表面化学镀前处理对钯的物理吸附。但是基于壳聚糖的溶解和自身特性，其溶液在不同pH值和温度条件下稳定性较差，分子结构会产生变化，这极大地限制了壳聚糖作为修饰剂在聚合物基材上的应用。此外，单层修饰使得修饰剂在选择时受到较大的限制，难以寻觅到同时满足这种“两性”结构的物质，不利于在聚合物基材表面的重构修饰。

发明内容

本发明目的在于能够有效解决聚合物基材难以直接化学镀的问题，具有适用范围广、易操作、成本低且环保高效的优点。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案具体如下：

一种化学镀前表面修饰体系，包括表面联结液A和表面联结液B，其中

表面联结液A中溶剂为去离子水，溶质为3,4-二羟基苯丙胺、3,4-二羟基苯丙氨酸、去甲肾上腺素以及肾上腺素中的一种或任意几种组合，物质的量浓度为10~40 mmol/L，pH调节至8.5；

表面联结液B中溶剂为去离子水，溶质为半胱氨酸、谷氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和丙氨酸中的一种或任意几种组合，溶质浓度为10~80mmol/L。

本发明还公开了一种进行双重修饰聚合物基材表面的方法，其特征在于，包括如下步骤；

步骤（1）、聚合物基材表面进行粗化处理，并去除表面粗化副产物；