CN118186381A - 一种聚酰亚胺的表面粗化工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种聚酰亚胺的表面粗化工艺,包括如下步骤:将聚酰亚胺工件与预粗化液接触I,进行预粗化,然后与粗化液接触II,得到表面粗化后的聚酰亚胺;所述预粗化液为含有NaOH、高锰酸钾、十二烷基苯磺酸钠的水溶液;所述粗化液为含有N,N‑二乙基乙二胺、1,3‑丙磺酸内酯的水溶液。经过预粗化和粗化的两次处理后,聚酰亚胺材料表面形成高粗糙度粗化层,可降低聚酰亚胺材料的表面张力,提高亲水性,并获得良好的表面化学活性。提高材料表面活性、形成结合力强、稳定性高的化学键,从而为活性粒子附着和金属沉积提供活性位点,并提高活性粒子和金属粒子在聚酰亚胺材料表面的附着力。
Description
技术领域
本申请涉及聚酰亚胺的粗化工艺,属于材料表面处理技术领域。
背景技术
聚酰亚胺材料因为其优异的性能和卓越的加工可行性使其能够通过多种方式注塑加工成不同的产品并应用于各个不同的领域,如轨道交通、航空航天、防火材料、光刻机零部件、光伏分机叶片、汽车工业等。聚酰亚胺金属化的方法通常是化学镀,在电子业和微电子业,化学镀技术由于廉价和常温操作性而受到较广的应用,对于聚酰亚胺而言,在传统工艺中存在活化液活化不均匀、化学镀后结合力差、会起泡和漏镀的技术问题,这主要是由于在粗化工序效果不佳导致的。
发明内容
为解决上述问题,提供了一种聚酰亚胺的粗化工艺,用强碱处理聚酰亚胺,形成粗化层,在结构上水解开环得到聚酰胺酸钠或聚酰胺酸,然后采用N,N-二乙基乙二胺、1,3-丙磺酸内酯进一步处理,进一步提高表面粗化程度。
本申请采用如下技术方案:
一种聚酰亚胺的表面粗化工艺,包括如下步骤:
将聚酰亚胺工件与预粗化液接触I,进行预粗化,然后与粗化液接触II,得到表面粗化后的聚酰亚胺工件;
所述预粗化液为含有NaOH、高锰酸钾、十二烷基苯磺酸钠的水溶液;
所述粗化液为含有N,N-二乙基乙二胺、1,3-丙磺酸内酯的水溶液。
可选地,所述接触II包括如下步骤:
将预粗化后的聚酰亚胺工件,与N,N-二乙基乙二胺的水溶液接触II-a,然后再与1,3-丙磺酸内酯的水溶液接触II-b。
可选地,所述N,N-二乙基乙二胺的水溶液的体积浓度为0.1~1%;
所述1,3-丙磺酸内酯的水溶液的体积浓度为0.1~0.5%。
接触II处理后聚酰亚胺工件经预粗化形成的粗化层表面产生磺酸基团、羧酸基团、磷酸基团、季铵基团等离子基团,可以提高后续处理中活性粒子和金属离子的吸附能力,并且不破坏表面形态结构,但由于接触II处理后由于对聚酰亚胺产生微观的酰亚胺环破坏,促使聚酰亚胺工件表面粗糙度的进一步提高。N,N-二乙基乙二胺水溶液浓度过低时,聚酰亚胺表面基本无变化,但表面化学活性和亲水性不足,N,N-二乙基乙二胺水溶液浓度过高时,聚酰亚胺表面粗化程度将过于严重,导致聚酰亚胺工件表面出现损伤。
可选地,所述预粗化包括如下含量的组分:
NaOH 300-500g/L;
高锰酸钾30~40g/L;
十二烷基苯磺酸钠1.5~3g/L。
可选地,所述接触I的条件包括:温度为50~60℃,处理时间5~15min。
可选地,所述接触II的条件包括:温度为15~75℃,处理时间0.5~24h。
可选地,所述接触II-a的条件包括:温度为15~60℃,处理时间0.5~3h。
可选地,所述接触II-b的条件包括:温度为55~75℃,处理时间0.5~24h。
可选地,所述接触为浸渍或喷淋。
所述接触对于聚酰亚胺工件和粗化液的用量没有特别地限定,只需使聚酰亚胺基材的表面被调整液完全接触。
可选地,所述预粗化后,还包括将预粗化的聚酰亚胺工件浸入弱酸溶液中浸渍1~5min。
本申请能产生的有益效果包括:
本申请提供的聚酰亚胺的粗化液及粗化工艺,经过预粗化和粗化的两次处理后,聚酰亚胺材料表面形成高粗糙度粗化层,可降低聚酰亚胺材料的表面张力,提高亲水性,并获得良好的表面化学活性。提高材料表面活性、形成结合力强、稳定性高的化学键,从而为活性粒子附着和金属沉积提供活性位点,并提高活性粒子和金属粒子在聚酰亚胺材料表面的附着力。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请,但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明,本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
如无特别说明,测试方法均采用常规方法,仪器设置均采用均厂家推荐的设置。
化学除油剂、钯活化剂、钯还原液均来自美仑品牌产品;化学镀镍液组分未25g/L硫酸镍、10g/L次亚磷酸钠、美仑品牌HV188 part C(含络合剂和稳定剂)。
漏镀测试:目视观察工件表面是否有漏镀情况。
镀层附着力采用百格测试方式:用划格器在工件表面的镀层上划100个1mm×1mm的正方形格。用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在方格上,不留一丝空隙,然后以最快的速度60度角揭起,观察划痕边缘处是否有脱漆。如没有任何脱漆为5B,脱漆量在0-5%之间为4B,5-15%之间为3B,15-35%之间为2B,35-65%之间为1B,65%以上为0B。
镀层表面形态测试:目测镀层所形成的图案;用SEM扫描电镜观测各镀件的表面形态。
本实施例中采用的聚酰亚胺工件为片材,尺寸为5cm*5cm*0.1cm。
实施例1聚酰亚胺粗化
将聚酰亚胺工件浸入表面化学除油剂,60℃超声波处理1min,去除聚酰亚胺工件表面油渍后,水洗、干燥。然后预粗化:将聚酰亚胺工件浸入预粗化液中(500g/L NaOH、30g/L高锰酸钾、2g/L十二烷基苯磺酸钠,其余为水),60℃下浸渍10min,然后将聚酰亚胺工件浸入中和液(磷酸30mL/L,草酸5g/L)中常温浸渍1min以去除多余的预粗化液;然后粗化:将聚酰亚胺工件置入0.5%的N,N-二乙基乙二胺(DEDA)溶液中,浸渍0.5h,取出后水洗去除表面DEDA溶液,然后置入0.2%的1,3-丙磺酸内酯(PS)溶液中,在70℃条件下,浸渍8h,取出后水洗去除表面1,3-丙磺酸内酯(PS)溶液,干燥,得到表面粗化的聚酰亚胺工件。
实施例2
聚酰亚胺粗化过程与实施例1相同,区别在于聚酰亚胺工件置入1%的N,N-二乙基乙二胺(DEDA)溶液中。
实施例3
聚酰亚胺粗化过程与实施例1相同,区别在于然后再将聚酰亚胺工件置入0.5%的N,N-二乙基乙二胺(DEDA)溶液中,浸渍3h。
对比例1
聚酰亚胺粗化过程与实施例1相同,区别在于然后再将聚酰亚胺工件置入0.5%的N,N-二乙基乙二胺(DEDA)溶液中,浸渍0.05h。
对比例2
聚酰亚胺粗化过程与实施例1相同,区别在于聚酰亚胺工件置入0.01%的N,N-二乙基乙二胺(DEDA)溶液中。
对比例3
聚酰亚胺粗化过程与实施例1相同,区别在于仅保留预粗化步骤,省略粗化步骤。
测试例1
对实施例1~3和对比例1~3分别进行相同条件的化学镀镍:首先将表面粗化的聚酰亚胺工件置水洗至中性,然后进行钯活化(离子钯),将粗化处理后的聚酰亚胺工件浸入钯活化液(钯离子浓度为50mg/L)中,常温下活化5min,然后将经钯活化后的聚酰亚胺工件浸入钯还原液中在50℃下钯还原5min,然后进行化学镀镍,将经钯还原的聚酰亚胺工件浸入化学镀镍液中,50℃下化学镀1h。
性能测试
对实施例1~3和对比例1~3表面粗化处理后的聚酰亚胺工件进行化学镀镍后,漏镀、镀层附着力、镀层表面形态测试结果如表1所示,实施例1~3处理后的聚酰亚胺膜工件进行化学镀后得到的工件没有漏镀现象,同时附着力好,表面无起泡,无针孔,金属层表面平整细腻。对比1N,N-二乙基乙二胺(DEDA)溶液浸渍时间不足,虽然没有漏镀,但是附着力会不足,而用对比例2中1N,N-二乙基乙二胺(DEDA)溶液的含量过低,会出现漏镀现象,对比例3省略粗化步骤后,进行化学镀后得到的镀件表面有明显漏镀,同时附着力差,部分区域起泡,表面不平整。
表1漏镀、镀层附着力、镀层表面形态测试结果
粗化液 | 漏镀情况 | 附着力等级 | 表面形态 |
实施例1 | 无漏镀 | 4B | 无起泡、无针孔、工件镀层表面平整细腻 |
实施例2 | 无漏镀 | 4B | 无起泡、无针孔、工件镀层表面平整细腻 |
实施例3 | 无漏镀 | 5B | 无起泡、无针孔、工件镀层表面平整细腻 |
对比例1 | 无漏镀 | 3B | 无起泡、无针孔、工件镀层表面平整细腻 |
对比例2 | 少量漏镀(不足1%) | 3B | 无起泡、工件镀层表面平整细腻 |
对比例3 | 漏镀(约5%) | 2B | 部分区域起泡,表面不平整 |
以上所述,仅是本申请的几个实施例,并非对本申请做任何形式的限制,虽然本申请以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限制本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例,均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,包括如下步骤:
将聚酰亚胺工件与预粗化液接触I,进行预粗化,然后与粗化液接触II,得到表面粗化后的聚酰亚胺工件;
所述预粗化液为含有NaOH、高锰酸钾、十二烷基苯磺酸钠的水溶液;
所述粗化液为含有N,N-二乙基乙二胺、1,3-丙磺酸内酯的水溶液。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述接触II包括如下步骤:
将预粗化后的聚酰亚胺工件,与N,N-二乙基乙二胺的水溶液接触II-a,然后再与1,3-丙磺酸内酯的水溶液接触II-b。
3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述N,N-二乙基乙二胺的水溶液的体积浓度为0.1~1%;
所述1,3-丙磺酸内酯的水溶液的体积浓度为0.1~0.5%。
4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述预粗化包括如下含量的组分:
NaOH 300-500g/L;
高锰酸钾30~40g/L;
十二烷基苯磺酸钠1.5~3g/L。
5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述接触I的条件包括:温度为50~60℃,处理时间5~15min。
6.根据权利要求1所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述接触II的条件包括:温度为15~75℃,处理时间0.5~24h。
7.根据权利要求2所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述接触II-a的条件包括:温度为15~60℃,处理时间0.5~3h。
8.根据权利要求2所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述接触II-b的条件包括:温度为55~75℃,处理时间0.5~24h。
9.根据权利要求1所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述接触为浸渍或喷淋。
10.根据权利要求1所述的聚酰亚胺的表面粗化工艺,其特征在于,所述预粗化后,还包括将预粗化的聚酰亚胺工件浸入弱酸溶液中浸渍1~5min。
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