一種金屬涂覆工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及一種在基底表面上涂覆金屬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中描述了很多不同的在基底表面上涂覆金屬的方法。
[0003] WO 98/34446公開(kāi)了一種在有機(jī)基底上以不同圖案形式涂覆導(dǎo)電材料的方法，根 據(jù)所述的不同圖案對(duì)表面層進(jìn)行化學(xué)修飾以獲得不同粘合區(qū)域，然后將導(dǎo)電材料涂覆到這 些區(qū)域。
[0004] WO 2007/116056公開(kāi)了一種在基底上涂覆金屬的方法，包括：a)在基底表面上制 備聚合物，其中所述聚合物包括羧基和至少一種其他金屬的吸附離子；b)將離子還原至第 二金屬；c)將第一金屬沉積在被還原的離子上。等離子處理作為最初的步驟和清理步驟被 提及，作為最初的步驟是為了提高后續(xù)涂覆到表面的溶液的濕度。
[0005] WO 2007/116057公開(kāi)了上述工藝應(yīng)用于紙。
[0006] 目前，一個(gè)大問(wèn)題就是全加成工藝處理方面的工業(yè)化和生產(chǎn)中的產(chǎn)率。目前也使 用濕化學(xué)接枝方法，但當(dāng)考慮操作和魯棒性時(shí)，這在生產(chǎn)線中出現(xiàn)問(wèn)題。
[0007] 沒(méi)有方法滿足如下需求：工藝中的局部操作，魯棒性。產(chǎn)率和線速度。在不同聚合 物表面上的接枝。比如，在惰性和感光材料上涂覆金屬是現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。感光材料的 例子包括但不限于PC-ABS。另外，已知含鹵材料難于被涂覆。也很難獲得可進(jìn)行2D和3D 基底涂覆的方法。
[0008] 感光基底通常不能用現(xiàn)有技術(shù)的方法涂覆，因?yàn)榛讓?duì)接枝化學(xué)物質(zhì)和/或過(guò)程 條件感光。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)中的另一個(gè)問(wèn)題是與在表面上制備聚合物有關(guān)的一些光敏引發(fā)劑的使 用，因?yàn)楹芏喙饷粢l(fā)劑趨向于結(jié)晶。比如，苯甲酮在很多應(yīng)用中幾乎很難作為光敏引發(fā)劑 使用，因?yàn)樗纬山Y(jié)晶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是避免至少一些現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種改進(jìn)的在基底上涂覆金 屬的方法。
[0011] 第一方面，本發(fā)明提供一種在基底表面上涂覆第一金屬的方法，所述方法包括如 下步驟：a)提供包括至少一種溶劑、至少一種可聚合單體和至少一種光敏引發(fā)劑的混合 物，其中所述至少一種光敏引發(fā)劑、所述至少一種可聚合單體和所述至少一種溶劑形成沒(méi) 有任何結(jié)晶的非晶混合物，其中所述至少一種可聚合單體能聚合成包括至少一個(gè)羧基的聚 合物，并且其中所述至少一種可聚合單體在所述混合物中是單體形式；b)將所述混合物至 少部分地涂覆在所述基底表面上，所述基底表面包括共價(jià)結(jié)合的氫原子；c)蒸發(fā)掉所述至 少一種溶劑的至少一部分；d)通過(guò)用與所述至少一種光敏引發(fā)劑相適應(yīng)波長(zhǎng)的光照射使 所述至少一種光敏引發(fā)劑活化，以致所述至少一種光敏引發(fā)劑分解為至少一種自由基，以 致所述至少一種自由基在所述至少一種可聚合單體間引發(fā)聚合反應(yīng)并在所述基底表面上 的所述共價(jià)結(jié)合的氫原子和所述至少一種可聚合單體的一部分之間誘導(dǎo)反應(yīng)，以在所述基 底表面上獲得聚合物，其中，所述聚合物包括至少一個(gè)羧基，并且其中所述形成聚合物的至 少一部分共價(jià)結(jié)合到所述表面上；e)涂覆選自包括至少一種第二金屬的離子和含有至少 一種第二金屬的納米粒子的組中的至少一種，其中，所述納米粒子具有1?IOOnm范圍的平 均直徑；f)如果已經(jīng)涂覆至少一種第二金屬的離子，至少部分地將所述至少一種第二金屬 的離子還原為金屬；g)將第一金屬沉積在選自包括所述至少一種第二金屬的還原離子和 含有至少一種第二金屬的納米粒子的組中的至少一種上。
[0012] 更多的方面和具體實(shí)施方案在所附的權(quán)利要求中被限定，通過(guò)引用并入于此。
[0013] 本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該方法至少解決了工業(yè)化過(guò)程中濕表面的操作問(wèn)題。
[0014] 2D和3D表面均可以用金屬涂覆。
[0015] 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)接枝化學(xué)物質(zhì)或含鹵原子聚合物感光的聚合物可以用該方法涂覆，因?yàn)樗?通常比常用的接枝化學(xué)物質(zhì)溫和。一個(gè)不受限制的感光材料的例子是PC-ABS (聚碳酸酯/ 丙稀腈-丁二稀-苯乙稀，-PC和ABS的混合物）。
[0016] 本發(fā)明反而可以使用形成結(jié)晶而使其很難或根本不能使用的光敏引發(fā)劑，因?yàn)楣?敏引發(fā)劑、可聚合單體和溶劑的混合物提供了無(wú)晶體存在的混合物，即非晶混合物。
[0017] 本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是用單體在表面上構(gòu)建聚合體，這比將聚合物附著到表面上 更加容易。
[0018] 發(fā)明詳沐
[0019] 在詳細(xì)公開(kāi)和描述本發(fā)明之前，應(yīng)理解本發(fā)明不限于本文公開(kāi)的具體化合物、結(jié) 構(gòu)、方法步驟、基底和材料，因?yàn)檫@些化合物、結(jié)構(gòu)、方法步驟、基底和材料在某種程度上是 變化的。也應(yīng)理解，本發(fā)明引入的術(shù)語(yǔ)僅用來(lái)描述具體實(shí)施方案而并非用來(lái)限制本發(fā)明的 范圍，本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求和其等同內(nèi)容限定。
[0020] 應(yīng)注意，在說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求中使用單數(shù)形式"一個(gè)"、"一種"和"所述"包 括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確指示。
[0021] 如果沒(méi)有其它定義，本發(fā)明使用的任何術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)將具有本技術(shù)領(lǐng)域人員理 解的通常意義。
[0022] 與混合物相關(guān)的非晶是指混合物不包括任何晶體。
[0023] 新技術(shù)是為了將金屬覆于基底表面上的干燥接枝步驟結(jié)合光照射的全加成工藝 技術(shù)，包括但不限于聚合物基底。目前沒(méi)有商業(yè)上可利用或文獻(xiàn)中記載的已知的干燥接枝 工藝，因?yàn)楣滔嘀械姆磻?yīng)通常非常慢，在聚合物表面上接枝產(chǎn)率低。新技術(shù)解決了這些問(wèn) 題。
[0024] 光化學(xué)和接枝工藝將在干態(tài)起作用，并為在表面上涂覆金屬產(chǎn)生活化點(diǎn)。為獲得 這種效果優(yōu)選具備：相對(duì)快的干燥接枝溶液，單體和光活化劑的溶解度應(yīng)最優(yōu)化，光化學(xué)應(yīng) 在固態(tài)起作用，伴隨產(chǎn)生高產(chǎn)率接枝點(diǎn)和從這些點(diǎn)生長(zhǎng)的聚合物鏈。工藝中氧的影響通過(guò) 優(yōu)化干燥層的厚度或使用保護(hù)性氣體降到最小。
[0025] 用于照射的激光或光的波長(zhǎng)應(yīng)與光活化劑的光譜吸收相匹配。
[0026] 第一方面，本發(fā)明提供了將第一金屬涂覆在基底表面的方法，所述方法包括如下 步驟：
[0027] a)提供包括至少一種溶劑、至少一種可聚合單體和至少一種光敏引發(fā)劑的混合 物，其中所述至少一種光敏引發(fā)劑、所述至少一種可聚合單體和所述至少一種溶劑形成沒(méi) 有任何結(jié)晶的非晶混合物，其中所述至少一種可聚合單體可聚合成包括至少一個(gè)羧基的聚 合物，并且其中所述至少一種可聚合單體在所述混合物中是單體形式；
[0028] b)將所述混合物至少部分地涂覆在所述基底表面上，所述基底表面包括共價(jià)結(jié)合 的氫原子；
[0029] c)蒸發(fā)掉所述至少一種溶劑的至少一部分；
[0030] d)通過(guò)用與所述至少一種光敏引發(fā)劑相適應(yīng)波長(zhǎng)的光照射使所述至少一種光敏 引發(fā)劑活化，以致所述至少一種光敏引發(fā)劑分解為至少一種自由基，以致所述至少一種自 由基在所述至少一種可聚合單體間引發(fā)聚合反應(yīng)并在所述基底表面上的所述共價(jià)結(jié)合的 氫原子和所述至少一種可聚合單體的一部分之間誘導(dǎo)反應(yīng)，以在所述基底表面上獲得聚合 物，其中，所述聚合物包括至少一個(gè)羧基，并且其中形成的所述聚合物的至少一部分共價(jià)結(jié) 合到所述表面上；
[0031] e)涂覆選自包括至少一種第二金屬的離子和含有至少一種第二金屬的納米粒子 的組中的至少一種，其中，所述納米粒子具有1?IOOnm范圍的平均直徑；
[0032] f)如果已經(jīng)涂覆至少一種第二金屬的離子，至少部分地將所述至少一種第二金屬 的離子還原為金屬；
[0033] g)將第一金屬沉積在選自包括所述至少一種第二金屬的還原離子和含有至少一 種第二金屬的納米粒子的組中的至少一種上。
[0034] 步驟a?c產(chǎn)生了基底，其表面至少部分地被層覆蓋，所述層隨后被照射并提供了 在基底表面上的金屬涂層。實(shí)驗(yàn)顯示，被覆蓋的表面可以保持至少若干個(gè)星期，且仍可用于 制備金屬表面，即在實(shí)施步驟d?g之前。
[0035] 干燥層的粘度，即步驟c之后，當(dāng)溶劑已蒸發(fā)，以使干燥層留在基底上。
[0036] 為了至少部分地用金屬覆蓋基底表面，該方法還進(jìn)一步包括步驟d?g。
[0037] 納米粒子為小于IOO