[发明专利]一种碳纤维树脂复合材料表面金属化前处理方法

说明书

本发明公开一种碳纤维树脂复合材料表面金属化前处理方法，属于非金属表面处理技术领域。本发明采用高浓度铬酐‑硫酸粗化体系，使碳纤维复合材料表面环氧树脂形成凹槽、微孔甚至孔洞，同时增加其表面极性基团，实现与基体间高结合力化学镀镍金属层的制备，为进一步电镀其他金属层奠定良好的基础。同时本发明在非金属前处理的关键步骤‑敏化工艺中，本发明增加的预处理工序，使用壳聚糖‑聚谷氨酸对碳纤维复合材料进行预处理，经过交联处理的壳聚糖可以牢牢的吸附在材料表面，使其在材料表面充分延展和成膜，以促进后续镍层结合，最后得到均匀、高结合力的导电层。

技术领域

本发明属于非金属表面处理技术领域，具体涉及一种碳纤维树脂复合材料表面金属化前处理方法。

背景技术

碳纤维树脂复合材料是碳纤维与树脂基体组成的一种新型材料，碳纤维起增强作用，树脂基体使复合材料成型为承载外力的能力，并通过界面传递载荷于碳纤维，具有强度高、密度小、热膨胀系数小、化学稳定性高等优点，在性能上能够替代多种传统金属材料，已广泛应用于生产及生活用品各领域中。但其表面耐磨性差、缺乏金属光泽等缺点，在一定程度上限制了应用范围。碳纤维树脂复合材料表面采用电镀方式进行金属化，使其表面具有丰富的不同的金属光泽，可大大扩展其使用范围。

碳纤维树脂复合材料不具有导电性，因此不能同金属基材一样直接采用电镀方法，必须先进行前处理使其表面覆上一层结合力良好的导电金属层，然后再对其进行电镀，以实现表面金属化。

现有技术中，专利ZL2007101507437公开了一种碳纤维增强环氧树脂复合材料的新型表面金属化方法，通过先沉积一层导电的硫化物薄膜，再进行酸性镀铜，然而，其化学镀铜层与基体结合力不理想，镀层不均匀同时耐磨性和耐腐蚀性较差，无法满足实际生产应用。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种碳纤维树脂复合材料表面电镀前处理方法，利用化学粗化对碳纤维树脂复合材料表面氧化和蚀刻作用，实现高结合力导电金属层的制备。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种碳纤维树脂复合材料表面金属化前处理方法，包括以下步骤：

1)去应力：将碳纤维树脂复合材料浸泡于水和丙酮的混合溶液中；

2)水洗：将步骤(1)碳纤维树脂复合材料表面的残留液用水清洗；

3)除油：使用除油粉进行超声波除油：

4)水洗：将步骤(3)碳纤维树脂复合材料表面的残留液用水清洗；

5)溶胀：将步骤(4)经过清洗的碳纤维树脂复合材料浸泡于无水乙醇中：

6)水洗：将步骤(5)碳纤维树脂复合材料表面的残留液用水清洗；

7)化学粗化：将步骤(6)所得碳纤维树脂复合材料浸泡于化学粗化液中，进行化学粗化，粗化时间15-20min，粗化温度60-70℃；化学粗化的时间不宜超过20min，化学粗化时间过长，会导致碳纤维丝束分离脱落；

8)水洗：将步骤(7)碳纤维树脂复合材料表面的残留液用水清洗；

9)化学清洗：将步骤(8)所得碳纤维树脂复合材料浸泡于氢氧化钠溶液中进行中和处理，目的是除去工件表面残留的六价铬，处理时间2min；

10)水洗：将步骤(9)碳纤维树脂复合材料表面的残留液用水清洗；

11)浸酸：将步骤(10)所得碳纤维树脂复合材料浸泡于酸溶液中，目的是防止化学清洗中氢氧化钠带入下一敏化工序中，处理时间2min；

12)敏化：将步骤(11)所得碳纤维树脂复合材料浸泡于预处理液中，浸泡10-20min后，再将其浸泡与敏化液中，浸泡时间5min；