石墨烯复合浆料应用于ABS塑料电镀前表面处理

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.06.007

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (6): 40-45.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.06.007

石墨烯复合浆料应用于ABS塑料电镀前表面处理

李璐¹^,², 刘飞翔¹, 罗慧玲¹, 陈国华¹()

^1.华侨大学材料科学与工程学院，福建厦门 361021
^2.华侨大学化工学院，福建厦门 361021

收稿日期:2021-01-07 出版日期:2021-06-26 发布日期:2021-06-23
基金资助:
福建省产学研科技重大项目(2018H6012);福建省石墨烯粉体及复合材料工程技术研究中心建设项目(2017H2001);厦门市高分子与电子功能材料重点实验室资助项目（2017-2018）

Application of Graphene Paste for Surface Treatment of ABS Prior to Electroplating

LI Lu¹^,², LIU Feixiang¹, LUO Huiling¹, CHEN Guohua¹()

^1.College of Materials Science & Engineering，Huaqiao University，Xiamen 361021，China
^2.College of Chemical Engineering，Huaqiao University，Xiamen 361021，China

Received:2021-01-07 Online:2021-06-26 Published:2021-06-23
Contact: CHEN Guohua E-mail:hdcgh@hqu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

采用石墨烯等碳纳米材料与溶剂及多种助剂混合研磨，制备了稳定的石墨烯复合导电浆料。将导电浆料喷涂于丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物（ABS）表面获得ABS/石墨烯材料，赋予ABS塑料优良的导电性能，继而进行电镀处理。为了提高石墨烯涂层与ABS塑料表面的结合力，对ABS塑料进行了不同的表面处理，包括磨砂、有机溶剂微腐蚀和化学粗化的方法。结果表明，经过不同表面粗化处理的ABS塑料表面形成微孔，亲水性得到提高，其中化学粗化法还可以使ABS塑料表面产生亲水基团，从而大大提高石墨烯涂层的附着力；ABS/石墨烯的电阻范围在0.3~5 kΩ内，具有良好的导电性，电镀后所得产品具有良好的金属光泽，镀层包覆完整不易脱落。

关键词: 石墨烯, 导电浆料, 丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物, 表面处理, 电镀

Abstract:

The graphene and other carbon nanomaterials were mixed and ground with solvents and various additives to prepare a stable graphene composite conductive paste. This conductive paste was sprayed on the surface of acrylonitrile?butadiene?styrene copolymer （ABS） to provide excellent electrical conductance for ABS， followed by an electroplating treatment. To improve the bonding force between the graphene coating and the surface of ABS， different surface treatments were carried out for the ABS， which included the matte， organic solvent micro?corrosion and chemical roughening methods. The results indicated that the surface roughening treatments resulted in the formation of micropores on the plastic surface， leading to an enhancement in hydrophilicity. The chemical roughening method also produced some hydrophilic groups on the plastic surface， thus greatly improving the adhesion of the graphene coating. The ABS/graphene system presented good electrical conductance with a resistance range of 0.3~5 kΩ. The products obtained from electroplating exhibited good metal luster， and their coating layers were intact and not easy to fall off.

Key words: graphene, conductive paste, acrylonitrile?butadiene?styrene copolymer, surface treatment, electroplating

中图分类号:

TQ322.2

李璐, 刘飞翔, 罗慧玲, 陈国华. 石墨烯复合浆料应用于ABS塑料电镀前表面处理[J]. 中国塑料, 2021, 35(6): 40-45.

LI Lu, LIU Feixiang, LUO Huiling, CHEN Guohua. Application of Graphene Paste for Surface Treatment of ABS Prior to Electroplating[J]. China Plastics, 2021, 35(6): 40-45.

图/表 10

样品编号	溶剂（体积比）	主要固体添加剂（质量比）
1^#	异丙醇∶H₂O=2∶1	MWCNTs=9∶2
2^#	异丙醇∶H₂O=2∶1	MWCNTs=4∶1
3^#	异丙醇∶H₂O∶乙二醇=3∶2∶1	MWCNTs=9∶2
4^#	异丙醇∶H₂O=2∶1	MWCNTs=5∶1

表1 石墨烯复合导电浆料配方

Tab.1 Formula of graphene composite conductive paste

混合有机溶剂	体积比
THF∶H₂O	2∶1
丙酮∶H₂O	4∶1
THF∶环己酮∶H₂O	4∶1∶1

表2 混合有机溶剂体积比

Tab.2 Volume ratio of mixed organic solvent

图1 ABS工件表面的SEM照片

Fig.1 SEM of ABS workpiece surface

图2 ABS工件表面的接触角测试

Fig.2 Contact angle test of ABS workpiece surface

图3 粗化前后ABS工件表面的FTIR谱图

Fig.3 FTIR spectra of ABS workpiece surface before and after roughening

样品	单个工件电阻/kΩ	工件电阻范围/kΩ
1^#	0.4、0.6、0.5、0.9、1.0、0.3	0.3~1.0
2^#	2.7、3.2、3.0、2.5、3.8、3.9	2.5~4.0
3^#	2.1、3.4、2.7、3.3、2.8、3.6	2.0~4.0
4^#	10.8、11.9、13.3、12.9、12.8、13.1	10~14

表3 不同ABS/石墨烯工件的表面电阻测试结果

Tab.3 Surface resistance test results of different ABS/graphene workpieces

图4 表面粗化后工件的附着力测试

Fig.4 Adhesion test of workpiece after surface roughening

图5 原始工件的附着力测试

Fig.5 Adhesion test of original workpiece

图6 ABS/石墨烯工件

Fig.6 Products of ABS/graphene

图7 ABS/石墨烯工件电镀处理后

Fig.7 Products of ABS/graphene after electroplating

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Application of Graphene Paste for Surface Treatment of ABS Prior to Electroplating

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