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1、第六届叁嗣袁雨工程学术奢议兰，l I2 0 0 6 年B 月电镀清洁生产技术重大突破一非金属直接电镀专用导电漆的研制与应用朱晓云，郭忠诚，徐瑞东昆明理工大学材料与冶金工程学院，昆明，6 5 0 0 9 3李国明，蒙炳刚昆明理工恒达科技有限公司，昆明，6 5 0 1 0 61 前言随着科学技术的不断发展和进步，高分子产品广泛应用于生活和生产的各个领域中。电子产品( 女电子计算机、手机壳、通讯设备、办公设备、家用电器及医疗设备等) 、汽车工业、日用五金、各种玩具等普遍采用质轻、易加工成型的高分子材料取代传统的金属壳体，但高分子材料本身外观装饰效果较差，为了提高其装饰效果，通常都要对其进行表面处理。
2、常用的方法是在其表面电镀其它有色金属，如电镀铜镍端。在非金属( 如塑料、陶瓷、木翩产品、玻璃钢、石膏等) 电镀中，传统的前处理工序必须经过除油、粗化、敏化、活化、还原、化学镀铜( 镍) 等，工艺流程长，废水量大导致生产成本高，因此，若在非金属产品表面喷涂层导电层，然后就可以直接电镀其它金属。这样，一方面可以节约成本，另一方面还可以降低环境污染。在国家中小企业创新基金项目的资助下，昆明理工大学郭忠诚教授课题组和昆明理工恒达科技有限公司的科技人员经过多年研究，现已成功开发出了一种高性能的银包铜导电漆( H D - A C l 0 - D ，H D - A C 2 0 - D ) ，该项新技术在非金
3、属制品直接电镀上已取得了创新性的进展。2 导电漆的各种性能2 I 导电漆的物理性质颜色为铜色，固含量为4 5 4 ，比重为J 1 7 3 ，稀释配比：不需要稀释即可直接喷涂，也可以适当加入少量稀释剂。粘度为1 0 1 6 s ，电阻小于J 口r ( 1 5 2 5 且m 干膜) ，喷涂面积为J 8 2 胁镪g ( 以膜厚1 5 “ - - 2 0 Fm 计，理论依据) ，烘干条件为4 5P 彤B3 0 分钟。2 2 导电漆的膜层性能产品为银包铜粒子导电漆，因此不会损伤以P C 、P s 、A B S 、金属、木材及复合材料等为主要材料的基体，其快速干燥的特性，特别适用于大规模生产，干燥固化后的
4、漆层具有很高的硬度和强度，经久耐磨。2 3 产品的技术特点产品具有优良的导电性，外观平整，容易施工喷涂；内聚力强，无琉松粒子；漆层与塑件表面附着力强，表面光洁度为亚光级，不易磨损；粘度适宜，有效控制粒子沉降；溶剂挥发性好，固化迅速；单组份、省工、省时、便捷。2 4 传统非金属电镀工艺与现代工艺的比较( 1 ) 采用新工艺，省去了四道关键工艺，降低了原材料的消耗；( 2 ) 减少了废水处理量；( 3 ) 增加了一道喷涂或浸涂工艺；( 4 ) 每公斤导电漆可喷涂1 9 _ - 2 0 平方米的工件；第六屠套目袁面工喜学术垂议兰州2 0 0 6 年8 月( 5 ) 采用新工艺，处理每平方米工件的成本
5、是2 0 - - 3 0 元；( 6 ) 传统工艺，这四道工序的成本是3 0 4 0F r , 平方米( 包括废水处理费用) 。2 5 导电漆的应用在非金属制品表面电镀工艺中，用一种高性能的银包铜导电涂料产品代替常规工艺的粗化、敏化、活化以及化学镀等四道处理工艺。在非金属制品表面喷涂、干燥后可直接进行电镀2 4 K 黄金及其它金属镀层，可以达到非常理想的视觉效果，有效弥补了非金属制品表面电镀常规工艺的不足，彻底解决了非金属制品镀前不导电的技术难题，是广大工艺品生产厂商、装饰材料生产、电镀加工厂家扩大产品种类的最好选择。本项研究成果对推动导电涂料在非金属制品表面电镀中的应用也具有潜在的推广价值。
6、3 导电漆的导电机理掺合型导电涂料是在绝缘高聚物中掺人金属微粒使高聚物具有导电性能。热力学理论认为“l ，合成树脂基体与导电填料之间的界面效应对掺合体系中导电回路的形成有很大影响。在导电涂料制备过程中导电填料粒子的自由表面变成湿润的界面，在基体与填料之间形成界面层，体系产生界面能过剩。随着导电填料的增加界面能过剩不断增大，因此，导电填料的临界浓度是个与体系界面能有关的参数。当体系界面能过剩达到一定程度，导电粒子开始形成导电网络，宏观上表现为体系的电阻率突降。形成导电回路后如何导电主要涉及电子传输问题。掺合型导电涂料的导电机理是导电通道、隧道效应、场致发射三种机理相互竞争的结果。导电通道机理是由
7、于涂层中的部分导电粒子能够相互接触而形成链状导电通道，使复合材料得以导电。在添加较多的导电填料条件下，主要是导电通道起主要作用。隧道效应与场致发射机理认为，涂层导电不是靠导电粒子直接接触导电，而是由于热振动或内部电场作用使电子在粒子间迁移而形成电流，在低导电填料含量，低外加电压下，导电粒子的间距较大形成链状导电通道的几率较小，此时隧道效应起主要作用；在低导电填料含量，高， l - g z 电压下，此时导电粒子问的内部电场很强，电子将有很大的几率飞跃树脂界面层而跃迁到相邻导电粒子上产生电流，即场致发射机理起主要作用”，无机系导电涂料是由于导电填料之间彼此接触而产生导电能力的。这种导电机构是属于电
8、子传递型通过自由电子沿外加电场方向移动形成电流。而填料与填料之间的接触在涂料干燥固化时形成的。由图I 、图2 可看出这种接触状态，图1固化干燥前导电涂料状态图2 固化干燥后导电涂料状态3 1 6第六石全目表面工程学术畚馘兰州2 0 0 6 年8 _ l在涂料干燥固化之前，基料与导电填料彼此独立存在，互不连续处于绝缘状态固化干燥之后，溶剂挥发，基料树脂和填料混合固化，彼此之间紧密联结为一体，从而产生了导电性。因此，涂料在刚涂覆于基体表面时导电性能比较差，随着时间推移，溶剂逐渐蒸发，涂膜变干，涂料的导电性能将直线上升，最后溶剂蒸发完毕，达到优良的导电性能。参考文靛1 张雄伟，黄锐高分子复合导电材料及其应用发展趋势，功能材料，1 9 9 4 ，2 5 ( 6 ) ：4 9 42 吕月仙，导电涂料的导电机理，华北工学院学报，1 9 9 8 ，1 9 ( 4 ) ：3 2 9 3 3 2 3 1 7
