专利名称:施加金属层至基质的方法和分散体及可金属化热塑性模塑组合物的制作方法
施加金属层至基质的方法和分散体及可金属化热塑性模塑
组合物本发明涉及通过沉积来自金属盐溶液的金属在基质上施加金属层的方法和分散 体,以及层离石墨用于在基质上施加金属层的用途,以及可金属化热塑性模塑组合物。有已知的使非导电材料如塑料金属化的方法。这些金属化部件如金属化塑料部件 被广泛用在各种应用领域,例如它们的电导性使它们可以用作电子元件。此外它们尤其被 广泛用在装饰领域,因为它们具有与完全由金属制造的制品相同的外观,由于较低重量和 较低生产成本而具有优势。为塑料提供电导性的已知方法(通过电镀法沉积金属的必要预处理)为在塑 料中或在涂布分散体中引入碳纳米管或碳纳米原纤。这些电导性碳纳米管的其他优点 是它们比例如金属粉末轻并且它们通常会增加塑料的韧性。在例如WO 2008/015169、WO 2008/015167和WO 2008/015168中描述了合适的方法、热塑性模塑组合物或分散体。本发明的目的是提供通过化学和/或电镀法沉积来自金属盐溶液的金属而在基 质上施加金属层的改进方法。特别的目的是提供可以以低成本和高质量在基质上沉积金属 层的方法,该金属层可以在较短电镀时间内与基质良好粘合,并且该金属化基质具有较低 重量。本发明的另一个目的是提供由塑料组成的可金属化模制品,其与已知的可金属化 模制品相比,具有良好的机械性能,特别是良好的韧性和易成型性,以及良好的加工性能, 例如在生产复杂形状组件的成型工艺中,并且其可以在不复杂预处理塑料表面的情况下金 属化,并且其此外具有由低重量和高表面电导性组成的改进性能的组合。本发明的另一个目的是提供用于均勻和连续金属涂布非电导性基质的最佳化体 系,特别是通过使用导电清漆或导电分散体,当与已知体系比较时,其具有以下改进性能组 合低重量、良好的粘附性、分散性和流动性及高电导性,并且其也可以快速金属化。本发明的另一个目的是提供可以在背衬上生产电导性、结构化或非结构化表面的 可选方法,这些表面均勻连续导电。因此发现了引言中所述方法,该方法为通过化学和/或电镀法沉积来自金属盐溶 液的金属而在基质上施加金属层,其中关键是该基质表面包含层离石墨。此外发现层离石墨用于在基质上施加金属层的用途。本发明方法通过化学和/或电镀法沉积来自金属盐溶液的金属而改进地在基质 上施加金属层。更特别地,本发明方法可以以低成本和高质量在基质上沉积金属层,该金属 层可以在较短电镀时间内与基质良好粘合。所得金属化基质具有较低重量。此外发现用于生产可通过无电流和/或电镀法金属化的模制品的热塑性模塑组 合物,该热塑性模塑组合物基于一共为100重量%的组分A、B、C、D和E的总重包含a 20-98重量%的热塑性聚合物作为组分A,b 1-30重量%的层离石墨作为组分B,c 1-70重量%的平均粒径为0.01-100 μ m的导电颗粒作为组分C,d 0-10重量%的分散剂作为组分D,和
e 0-40重量%的纤维状填料或粒状填料或者它们的混合物作为组分E。本发明还提供生产通过无电流和/或电镀法金属化的模制品的方法,及金属化模 制品的用途,以及提供了电导性组件、EMI屏蔽装置如吸收器、衰减器或电磁辐射反射器及 气体屏障,及包含这些制品的装饰性部件。本发明热塑性模塑组合物实质上是重要的,其提供与已知可金属化模制品相比具 有以下优点的由塑料组成的可金属化模制品具有良好的机械性能,特别是良好的韧性和 易成型性,以及良好的加工性能,例如在生产复杂形状组件的成型工艺中,并且可以在不预 处理塑料表面的情况下金属化,并且此外具有由低重量和高表面电导性组成的改进性能的 组合。用于生产可通过无电流和/或电镀法金属化的模制品的本发明热塑性模塑组合 物基于一共为100重量%的组分A、B、C、D和E的总重包含a 20-98重量%,优选38_88重量%,特别优选46_70重量%的组分A,b 1-30重量%,优选2-25重量%,特别优选4-20重量%的组分B,c 1-70重量%,优选10-60重量%,特别优选20-50重量%的组分C,d 0-10重量%,优选0-8重量%,特别优选0-5重量%的组分D,和e 0-40重量%,优选0-30重量%,特别优选0-10重量%的组分E。还发现了用于在非电导性基质上施加金属层的分散体,其包含a基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-99. 8重量%的有机粘合剂组分A ;b基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-30重量%的层离石墨作为组分B ;c基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-70重量%的平均粒径为0.01-100μπι的导 电颗粒作为组分C,d基于组分A、B、C和D的总重为0-99. 7重量%的溶剂组分D。还发现了生产该分散体的方法,该分散体的用途,在非电导性基质表面上生产金 属层的方法,及基质表面,以及其用途。本发明分散体实质上是重要的,其提供金属涂布非电导性基质的最佳化体系,特 别是通过使用导电清漆或导电分散体,其与已知体系相比具有以下改进性能的组合低重 量、良好的粘附性、分散性、流动性和高电导性。用于在非电导性基质上施加金属层的本发明分散体基于一共为100重量%的组 分A、B、C和D的总重包含a 0. 1-99. 8重量%,优选2-87. 5重量%,特别优选4_80重量%的组分A,b 0. 1-30重量%,优选0.5-20重量%,特别优选1-15重量%的组分B,c 0. 1-70重量%,优选2-65重量%,特别优选4_55重量%的组分C,和d 0-99. 7重量%,优选10-95. 5重量%,特别优选15-91重量%的组分D。本发明分散体可以包含不仅所述组分A-D,而且至少一种以下组分e 基于组分A-D的总重为0. 1-20重量%,优选0. 5-10重量%,特别优选1_6重 量%的分散剂组分E ;以及f 基于组分A-D的总重为0. 1-40重量%,优选0. 5-30重量%,特别优选1_10重 量%的至少一种其它添加剂F。下文以组分A’描述组分A,以组分C’描述组分D,以组分D’描述组分E,以组分E’描述组分F。本发明发现当替换碳纳米管时,层离石墨产生优异结果并提供生产可以通过电镀 法金属化的热塑性模制品的不复杂方法,并提供涂布分散体的不复杂方法。此时可以使用 非常少量的层离石墨。本发明热塑性模塑组合物通常包含0. 1-30重量%,优选0. 5-10重量%,特别优选 1-8重量%,特别是1-5重量%的层离石墨。此时的量基于整个模塑组合物。层离石墨是本身已知的。它通常通过使用可蒸发溶剂生产以插入石墨,插入的石 墨是膨胀的。然后将这些层彼此分离,优选产生非常薄的石墨层。石墨层的厚度理想地为 只有一原子次层的厚度。对于实际应用,优选层离石墨颗粒的厚度为1-5000原子层,优选 1-500原子层,特别优选1-50原子层,尤其是1-30原子层。典型的合适层厚为1-lOOOnm, 优选Ι-lOOnm,特别优选l_20nm,尤其是l_15nm。本发明可以优选使用的层离石墨颗粒的表面积优选为300_2600m2/g。优选的表面 积为 600-2000m2/g。层离石墨颗粒和它们的生产是本身已知的并且例如在US2006/0241237和US 2007/0092432中描述。WO 2007/136559还描述了由膨胀石墨组成的电导性涂层。还描述 了层离石墨纳米片,并认为它们能够引入聚合物中以增加它们的电导性。根据该说明书, 层离石墨颗粒通常用于玻璃纤维上的表面涂层,然后该玻璃纤维可以通过静电喷涂着色。 US2006/0241237更特别涉及在气体气氛存在下使非膨胀插入石墨膨胀的装置。也可以用在 本发明中的所述片的长度小于300 μ m,它们的厚度小于约0. 1 μ m,优选小于20nm,更特别 是小于15nm。认为能够引入聚合物模塑组合物中的石墨颗粒的量至多为50体积%。在环 氧树脂的情况下,认为小于约8体积%的量是足够的。通过用射频处理生产膨胀石墨颗粒。在US 2007/0092432中描述的层离石墨颗粒的表面积为300-2600m2/g。本发明 还可以使用这些层离石墨颗粒。它陈述了迄今为止石墨完全剥离产生单层石墨层是不可能 的。此外它还陈述了填料可以与热塑性模塑组合物混合以增加它们的电导性。本发明所用层离石墨颗粒可以通过任何所需合适方法生产,例如在上述说明书中 所列的那些。还可以参考M. Zh ang 等人,Journal of Applied Polymer Science,第 108 卷,第 1482-1489页(2008),其中同样描述了将膨胀石墨颗粒用在热塑性模塑组合物中。对于有 用的膨胀石墨颗粒和层离石墨颗粒可以参考其中所述的出版物和参考文献。此外本发明可以使用的其它层离石墨颗粒可以如来自XG Sciences, Inc., 5020North Wind Drive, Suite 212, East Lansing,MI 48823 的 xGnP 获得。这些片由许多 单层石墨层组成,总厚度为约5nm或l-15nm。粒径为1 μ m以下至100 μ m以上。密度为约 2. Og/cm3。电阻为约50X 10_6欧姆厘米。热导率为约3000W/mK。Nature,第442卷,2006年7月20日,第282-286页描述了其它在本发明中有用的 单层石墨或单层石墨基复合材料。所述单层石墨层由石墨氧化物获得。此时石墨氧化物通 过Hummers法生产。然后将该产物用DMF处理,最后用异氰酸苯酯处理。将它引入聚合物 如丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯以及苯乙烯_ 丁二烯橡胶中。本发明还可以使用层离石墨氧化 物代替层离石墨颗粒。这些同样包含在术语“层离石墨”中。 本发明中可以使用的层离石墨氧化物也可以如美国芝加哥的NorthWestern
7University的Lod Ruff描述的生产。为此,首先用酸氧化石墨,并在水中层离所得石墨 氧化物,产生单层石墨氧化物薄片。这些单层石墨氧化物薄片可以用在本发明中,参见 Nanomaterials News,第 3 卷,第 12 期,2007 年8 月 21 日,第 2 页,Pira International Ltd. 2007 (Intertch Pira. Com.)。同一期中第6页描述了其它合适的单层石墨。对于其它合适的单层石墨,可以参考B. Trauzettel,Physik Journal6 (2007), No. 7,第 39-44 页。已经发现对于本发明随后通过电镀法金属化的热塑性模塑组合物,即使非常少量 的层离石墨也足够确保可金属化性。在这方面,该模塑组合物相对包含碳纳米管的模塑组 合物也是有利的。较少量石墨的使用允许保持热塑性模塑组合物的机械性能和加工性能。 此外层离石墨相对碳纳米管具有大的成本优势,因此还可以以低成本生产较大的模制品。下文有时还将层离石墨颗粒称为石墨颗粒,但是贯穿说明书和权利要求书的这些 石墨颗粒为层离石墨颗粒。下文描述本发明方法以及其它制品、方法和本发明用途。本发明方法的关键特征是待金属化基质的基质表面包含层离石墨。这意味着层离 石墨也包含在基质本身中_因此也包含在其表面上_或者将附着聚合物涂层形式或喷漆形 式的层离石墨施加至本身不包含任何层离石墨的基质。位于基质中或基质表面的层离石墨 带来电导性,其对于随后通过化学和/或电镀法的金属沉积工艺是不可缺少的。例如,基质 中或基质表面的电导性不仅可以通过层离石墨的存在而且通过其它电导性组分的存在而 增加,实例为金属粉末或炭黑颗粒,但是它们的存在对于本发明不是必须的。因此在本发明方法的优选实施方案中,在通过化学和/或电镀法沉积金属的方法 中所用的基质为由下文详细描述的模塑组合物生产的那些。在本发明方法的其它优选实施 方案中,在通过化学和/或电镀法沉积金属的方法中所用的基质为下文详细描述的提供有 分散体并且然后至少部分干燥和/或至少部分硬化的那些。模塑组合物在优选实施方案中,可以在本发明方法中使用的基质基于以下热塑性模塑组合 物,该热塑性模塑组合物基于一共为100重量%的组分A、B、C和D的总重包含a 20-99重量%,优选55_95重量%,特别优选60_92重量%的组分A,b 1-30重量%,优选5-25重量%,特别优选8-20重量%的组分B,c 0-10重量%,优选0-8重量%,特别优选0-5重量%的组分C,和d 0-40重量%,优选0-30重量%,特别优选0-10重量%的组分D。下文描述这些模塑组合物的各个组分组分A原则上,任何热塑性聚合物均适合作为组分A。一般而言,这些热塑性聚合物的断 裂拉伸应变为10-1000%,优选为20-700%,特别优选为50-500% (这些和本申请中提及 的所有其它断裂拉伸应变和拉伸强度值是根据ISO 527-2 1996的拉伸试验在IBA型试样 (所述标准的附件A “小试样”)上测定的)。合适组分A的实例为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯(抗冲击或非抗冲击改 性)、ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、ASA (丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)、MABS (透明ABS,包 含甲基丙烯酸酯单元)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(例如来自BASF Aktiengesellschaft
8的Styroflex 或Styrolux ,来自CPC的κ-Resin )、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇(PETG)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酯、脂族-芳 族共聚酯(例如来自BASF Aktiengesellschaft的EeofleX )、聚碳酸酯(例如来自Bayer AG的Makrolon )、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚(醚)砜和聚苯醚(ppo)。也可以使用环氧树脂。作为组分A,优选使用一种或多种选自抗冲击改性乙烯基芳族共聚物、基于苯乙烯 的热塑性弹性体、聚烯烃、脂族_芳族共聚酯、聚碳酸酯和热塑性聚氨酯的聚合物。聚酰胺 同样可以优选用作组分A。抗冲击改件乙烯基芳族共聚物优选的抗冲击改性乙烯基芳族共聚物为由乙烯基芳族单体和乙烯基氰(SAN)组 成的抗冲击改性共聚物。所用优选的抗冲击改性SAN包括ASA聚合物和/或ABS聚合物, 或者(甲基)丙烯酸酯-丙烯腈-丁二烯_苯乙烯聚合物(“MABS”,透明ABS),或者SAN、 ABS、ASA和MABS与其它热塑性聚合物的共混物,例如与聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙 二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、PVC或聚烯烃的共混物。可以用作组分A的ASA和ABS的断裂拉伸应变值通常为10_300 %,优选为 15-250%,特别优选为 20-200%。ASA聚合物通常为抗冲击改性SAN聚合物,该抗冲击改性SAN聚合物包含乙烯基芳 族化合物(特别是苯乙烯)和乙烯基氰(特别是丙烯腈)在聚丙烯酸烷基酯橡胶上的弹性 接枝共聚物,该聚丙烯酸烷基酯橡胶在由特别是苯乙烯和/或α _甲基苯乙烯和丙烯腈组 成的共聚物基体中。在其中热塑性模塑组合物包含ASA聚合物的优选实施方案中,组分A的弹性接枝 共聚物Ak由以下组成al 1-99重量%,优选55-80重量%,特别是55-65重量%的玻璃化转变温度低于 0°C的粒状接枝基体Al,a2 1-99重量%,优选20-45重量%,特别是35-45重量%的由以下单体组成的接 枝体A2 a21 基于A2为40_100重量%,优选65_85重量%的苯乙烯单元、取代苯乙烯单 元或(甲基)丙烯酸酯单元或它们的混合物,特别是苯乙烯和/或α -甲基苯乙烯作为组 分Α21,和a22 基于A2为至多60重量%,优选15_35重量%的丙烯腈或甲基丙烯腈单元, 特别是丙烯腈单元作为组分A22。此时接枝体A2由至少一个接枝壳组成。此时组分Al由以下单体组成all 80-99. 99重量%,优选95-99. 9重量%的至少一种丙烯酸C1-C8烷基酯,优 选丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸乙基己基酯作为组分All,al2 0. 01-20重量%,优选0. 1_5. 0重量%的至少一种多官能交联单体,优选邻 苯二甲酸二烯丙酯和/或DCPA作为组分A12。根据本发明实施方案,组分Ak的平均粒度为50-1000nm,单峰分布。在另一实施方案中,组分Ak的粒度分布为双峰,基于组分Ak的总重,平均粒度为50-200nm的占60-90重量%,平均粒度为50_400nm的占10-40重量%。给出的平均粒度和粒度分布是由累积重量分布测定的尺寸。平均粒度在所有情况 下均为重均粒度。它们的测定基于W. Scholtan和H. Lange,Kolloid-Z. und Ζ. -Polymere ■ (1972),第782-796页的方法,使用分析超速离心机。超速离心机测量给出试样粒径的 累积重量分布。由此可以推断出直径等于或小于特定体尺寸的颗粒的重量百分数。累积重 量分布的平均粒径(其也称为d5(l)在此处定义为50重量%颗粒的直径小于对应于d5(l的直 径的粒径。同样,50重量%颗粒的直径大于知。为描述该橡胶颗粒粒度分布的宽度,除了 d50值(平均粒径),还使用由累积重量分布给出的d1Q和d9Q值。累积重量分布的d1Q和d9Q 与d5(1的定义相似,不同之处为它们各自基于10重量%和90重量%的颗粒。商(d9C1-d1Q)/ d50 = Q为粒度分布宽度的量度。优选弹性接枝共聚物Ak具有的Q值小于0. 5,特别是小于 0. 35。丙烯酸酯橡胶Al优选为由一种或多种丙烯酸C"烷基酯,优选丙烯酸C4_8烷基酯 组成的丙烯酸烷基酯橡胶,优选使用至少一些丙烯酸丁酯、己酯、辛酯或2-乙基己基酯,特 别是丙烯酸正丁酯和2-乙基己基酯。可以存在于这些丙烯酸烷基酯橡胶中的共聚单体为 至多30重量%的形成硬聚合物的单体,实例为乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、取代 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基醚。丙烯酸酯橡胶还包含0.01-20重量%,优选0. 1-5重量%的交联、多官能单体(交 联单体)。它们的实例为包含两个或多个能够共聚的双键(优选非1,3_共轭的)的单体。合适交联单体的实例为二乙烯基苯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、邻苯二甲 酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二乙酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、丙烯酸三环癸烯酯、 丙烯酸二氢二环戊二烯酯、磷酸三烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯。已经证明丙 烯酸二环戊二烯酯(DCPA)为特别合适的交联单体(参见DE-C 12 60 135)。组分Ak为接枝共聚物。接枝共聚物Ak的平均粒度d5(1为50-1000nm,优选50_800歷, 特别优选50-600nm。如果所用接枝基体Al的粒度为50-800nm,优选50-500nm,特别优选 50-250nm时可以获得这些粒度。接枝共聚物Ak通常具有一个或多个段,即由核和一个或多个壳组成的聚合物。该 聚合物由第一段(接枝核)A1和接枝在该第一段上的一个或优选多个段A2(接枝)(已知 为接枝段或接枝壳)组成。可以使用简单接枝或多重接枝将一个或多个接枝壳施加至橡胶颗粒,并且每个接 枝壳可以具有不同的组成。除了接枝单体,多官能交联单体或包含反应性基团的单体也可 以包括在接枝工艺中(参见例如EP-A 230 282, DE-B 36 01 419, EP-A 269 861)。在优选实施方案中,组分Ak由以两个或多个段构建的接枝共聚物组成,该接枝段 通常由形成树脂的单体生产且玻璃化转变温度Tg高于30°C,优选高于50°C。具有两个或 多个段的结构尤其是用于使橡胶颗粒Ακ(部分地)与热塑性基体相配。生产接枝共聚物Ak的方法的实例为将下文列出的至少一种单体A2接枝至上文列 出的至少一种接枝基体或接枝核材料Al上。在本发明一个实施方案中,接枝基体Al由15-99重量%的丙烯酸酯橡胶、0. 1_5重 量%的交联剂和0-49. 9重量%的一种所述其它单体或橡胶组成。形成接枝A2的合适单体为苯乙烯、α _甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、丙烯腈和甲基丙烯腈,特别是丙烯腈。在本发明一个实施方案中,将玻璃化转变温度低于0°C的交联丙烯酸酯聚合物 用作接枝基体Al。该交联丙烯酸酯聚合物的玻璃化转变温度优选低于-20°C,特别是低 于-30 0C ο在一个优选实施方案中,接枝A2由至少一个接枝壳组成,并且它们中的最外面的 接枝壳的玻璃化转变温度高于30°C,而由接枝A2单体形成的聚合物的玻璃化转变温度高 于 80°C。生产接枝共聚物Ak的合适方法为乳液聚合、溶液聚合、本体聚合或悬浮聚合。接 枝共聚物Ak优选通过在组分Al的胶乳的存在下在20-90°C的温度下使用水溶性或油溶性 弓I发剂如过氧二硫酸盐或过氧化苯甲酰或借助氧化还原弓I发剂而自由基乳液聚合生产。氧 化还原引发剂也适合在20°C以下聚合。在DE-A 28 26 925,31 49 358禾口 DE-C 12 60 135中描述了合适的乳液聚合方法。优选以在DE-A 32 27 555,31 9 357,31 49 358,34 14 118 中描述的乳液聚合 方法构建接枝壳。50-1000nm的粒度的确定设置优选通过在DE-C12 60 135和DE-A 28 26 925及Applied Polymer Science,第9卷(1965)第2929页中描述的方法进行。具有不同 粒度的聚合物的使用例如由DE-A 2826 925和US-A 5 196 480已知。DE-C 12 60 135中描述的方法通过生产接枝基体Al开始,通过以已知方式在 20-100°C,优选50-80°C的温度下使本发明一个实施方案中使用的丙烯酸酯和多官能交联 单体如果合适与其它共聚单体一起在水乳液中聚合而生产接枝基体Al。可以使用通常的乳 化剂如碱金属烷基_或烷基芳基磺酸盐、烷基硫酸盐、脂肪醇磺酸盐、具有10-30个碳原子 的更高级脂肪酸的盐或树脂皂。优选使用烷基磺酸钠盐或具有10-18个碳原子的脂肪酸钠 盐。在一个实施方案中,乳化剂的用量基于生产接枝基体Al所用的单体为0. 5-5重量%, 特别是1-2重量%。通常以水与单体重量比为2 1-0.7 1进行操作。所用聚合引发剂 特别是通常使用的过硫酸盐如过硫酸钾。然而,还可以使用氧化还原体系。引发剂的用量 基于生产接枝基体Al所用的单体通常为0. 1-1重量%。在聚合过程中可以使用的其它聚 合助剂为可以将优选的PH设置为6-9的常规缓冲物质如碳酸氢钠和焦磷酸钠,以及0-3重 量%的分子量调节剂如硫醇、萜品油或二聚α -甲基苯乙烯。精确聚合条件,特别是性质、进料参数和乳化剂的量分别在上述使得所得交联丙 烯酸酯聚合物胶乳的d5(1为约50-800nm,优选50-500nm,特别优选80-250nm的范围内确定。 此时该胶乳的粒度分布优选为窄的。在本发明一个实施方案中,为在下一步中在所得交联丙烯酸酯聚合物胶乳的存在 下生产接枝聚合物Ακ,使由苯乙烯和丙烯腈组成的单体混合物聚合,并且在本发明一个实 施方案中此时苯乙烯和丙烯腈在所述单体混合物中的重量比应为100 0-40 60,优选为 65 35-85 15。有利地再次在上述常规条件下在水乳液中使苯乙烯和丙烯腈接枝共聚 至用作接枝基体的交联聚丙烯酸酯聚合物上。该接枝共聚可以有效地在用于乳液聚合生产 接枝基体Al的体系中进行,其中如果需要可以添加其它乳化剂和引发剂。在本发明一个实 施方案中待接枝的苯乙烯和丙烯腈单体的混合物可以在聚合过程中所有一次加入反应混 合物中、以多于一步分部分加入反应混合物中或优选连续加入反应混合物中。在交联丙烯酸酯聚合物存在下进行苯乙烯和丙烯腈混合物的接枝共聚使得得到的接枝度基于组分Ak 总重为1-99重量%,优选20-45重量%,特别是35-45重量%的接枝共聚物Ακ。因为在接 枝共聚中接枝率不是100%,所以在接枝共聚中必须使用的苯乙烯和丙烯腈混合物的量比 对应于所需接枝度的量要多一些。在接枝共聚中接枝率的控制,及因此最终接枝共聚物Ak 的接枝度的控制是本领域技术人员熟悉的。这可以通过例如单体的计量速率或通过添加调 节剂(Chauve 1, Daniel, ACSPolymer Preprints 15 (1974),第 329 页及随后页)实现。乳 液接枝共聚通常产生基于接枝共聚物为约5-15重量%的自由未接枝苯乙烯-丙烯腈共聚 物。通过上文给出的方法测定接枝共聚中得到的聚合产物中接枝共聚物Ak的比例。通过乳液法生产接枝共聚物Ak除了具有上述技术优势,还可能在粒度方面具有可 重复性改变,例如通过使颗粒团聚至至少产生较大颗粒的程度。这意味着在接枝共聚物Ak 中也可以存在具有不同粒度的聚合物。由接枝基体和接枝壳组成的组分Ak可以特别理想地适合各应用,特别是在粒度方接枝共聚物Ak通常包含1-99重量%,优选55-80重量%,特别优选55-65重量% 的接枝基体Al和1-99重量%,优选20-45重量%,特别优选35-45重量%的接枝A2,每种 情况下基于整个接枝共聚物。ABS聚合物通常理解为其中二烯聚合物,特别是聚-1,3-丁二烯存在于共聚物基 体(特别是苯乙烯和/或α _甲基苯乙烯和丙烯腈)中的抗冲击改性SAN聚合物。在一个优选实施方案中,其中热塑性模塑组合物包含ABS聚合物,组分A的弹性接 枝共聚物Ak'由以下组成al' 10-90重量%的可通过聚合如下单体获得的玻璃化转变温度低于0°C的至少 一种弹性接枝基体all'基于Al'为60-100重量%,优选70-100重量%的至少一种共轭二烯和/或 丙烯酸C1-Cltl烷基酯,特别是丁二烯、异戊二烯、丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己基酯,al2'基于ΑΓ为0_30重量%,优选0_25重量%的至少一种单烯键式不饱和单 体,特别是苯乙烯、α -甲基苯乙烯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯或它们的混合物,并且 在最后列举的物质中,特别是丁二烯_苯乙烯共聚物和丙烯酸正丁酯_苯乙烯共聚物,和al3'基于Al'为0_10重量%,优选0_6重量%的至少一种交联单体,优选二乙烯 基苯、马来酸二烯丙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、丙烯酸二氢二环戊二烯酯、二羧酸如琥珀酸 和己二酸的二乙烯基酯及二官能醇如乙二醇或丁-1,4-二醇的二烯丙基醚和二乙烯基醚,a2' 10-60重量%,优选15-55重量%的接枝A2',其由以下物质组成a21'基于A2'为50-100重量%,优选55_90重量%的至少一种乙烯基芳族单体, 优选苯乙烯和/或α -基苯乙烯,a22'基于A2'为5_35重量%,优选10_30重量%的丙烯腈和/或甲基丙烯腈,优 选丙烯腈,a23'基于A2'为0_50重量%,优选0_30重量%的至少一种其它单烯键式不饱和 单体,优选甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯。在另一个优选实施方案中,其中热塑性模塑组合物包含ABS,组分Ακ’为具有双峰 粒度分布的接枝橡胶,其由以下物质组成,基于Ακ’为al “ 40-90重量%,优选45-85重量%
12的可通过聚合如下单体获得的弹性粒状接枝基体Al “all"基于Al"为70-100重量%,优选75-100重量%的至少一种共轭二烯,特别 是丁二烯和/或异戊二烯,al2〃基于Al"为0_30重量%,优选0_25重量%的至少一种其它单烯键式不饱和 单体,特别是苯乙烯、α -甲基苯乙烯、丙烯酸正丁酯或它们的混合物,a2〃 10-60重量%,优选15-55重量%的接枝A2〃,A2〃由以下物质组成a21〃基于A2〃为65_95重量%,优选70_90重量%的至少一种乙烯基芳族单体, 优选苯乙烯,a22"基于A2〃为5_35重量%,优选10-30重量%的丙烯腈,a23〃基于A2〃为0_30重量%,优选0_20重量%的至少一种其它单烯键式不饱和 单体,优选甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯。在一个优选实施方案中,其中热塑性模塑组合物包含ASA聚合物作为组分A,组分 A的硬基体Am为至少一种包含衍生自乙烯基芳族单体的单元的硬共聚物,并且包含基于衍 生自乙烯基芳族单体的单元的总重为0-100重量%,优选40-100重量%,特别优选60-100 重量%的衍生自α-甲基苯乙烯的单元,并且包含0-100重量%,优选0-60重量%,特别优 选0-40重量%的衍生自苯乙烯的单元,Am由以下物质组成aMl基于Am为40-100重量%,优选60-85重量%的乙烯基芳族单元作为组分AmI,aM2基于Am为至多60重量%,优选15-40重量%的丙烯腈单元或甲基丙烯腈单元, 特别是丙烯腈作为组分Am2。在一个优选实施方案中,其中热塑性模塑组合物包含ABS聚合物作为组分A,组 分A的硬基体A M'为至少一种包含衍生自乙烯基芳族单体的单元的硬共聚物,并且包含 基于衍生自乙烯基芳族单体的单元的总重为0-100重量%,优选40-100重量%,特别优选 60-100重量%的衍生自α -甲基苯乙烯的单元,并且包含0-100重量%,优选0_60重量%, 特别优选0-40重量%的衍生自苯乙烯的单元,Am'由以下物质组成基于Am'为aMl'基于Am'为50-100重量%,优选55-90重量%的乙烯基芳族单体,aM2'基于Am'为0_50重量%的丙烯腈或甲基丙烯腈或它们的混合物,aM3'基于Am'为0_50重量%的至少一种其它单烯键式不饱和单体如甲基丙烯酸 甲酯和N-烷基-或N-芳基马来酰亚胺如N-苯基马来酰亚胺。在另一个优选实施方案中,其中热塑性模塑组合物包含ABS聚合物作为组分A,组 分Am'为至少一种粘数VN(根据DIN 53726在25°C下在二甲基甲酰胺中的0.5重量%浓度 溶液中测定)为50-120ml/g的硬共聚物,其包含衍生自乙烯基芳族单体的单元,并且包含 基于衍生自乙烯基芳族单体的单元的总重为0-100重量%,优选40-100重量%,特别优选 60-100重量%的衍生自α -甲基苯乙烯的单元,并且包含0-100重量%,优选0_60重量%, 特别优选0-40重量%的衍生自苯乙烯的单元,Am'由以下物质组成aMl〃基于Am'为69_81重量%,优选70_78重量%的乙烯基芳族单体,aM2〃基于Am'为19_31重量%,优选22_30重量%的丙烯腈,aM3〃基于Am'为0_30重量%,优选0_28重量%的至少一种其它单烯键式不饱和 单体如甲基丙烯酸甲酯或者N-烷基-或N-芳基马来酰亚胺如N-苯基马来酰亚胺。在一个实施方案中,ABS聚合物同时包含粘数VN相差至少五个单位(ml/g)的组分
13Am',和/或丙烯腈含量相差五个单位(重量%)的组分Am'。最后,除了组分Am'和其它 实施方案,也可以存在(α-甲基)苯乙烯与马来酸酐或马来酰亚胺的共聚物、(α-甲基) 苯乙烯与马来酰亚胺和甲基丙烯酸甲酯或丙烯腈的共聚物或者(α-甲基)苯乙烯与马来 酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈的共聚物。在这些ABS聚合物中,接枝聚合物Ak'优选通过乳液聚合获得。接枝聚合物Ak' 与组分Am'和如果合适其它添加材料的混合通常在混合设备中进行,产生基本熔融的聚合 物混合物。有利的是非常迅速地冷却该熔融聚合物混合物。在其它方面,德国专利申请DE-A 19728629中详细描述了上述ABS聚合物的生产 方法和一般实施方案及特别实施方案,其在此以引用方式明确地并入本发明。所述ABS聚合物可以包含其它常规助剂和填料。这些物质的实例为润滑剂或脱模 剂、蜡、颜料、染料、阻燃剂、抗氧化剂、抗光剂或抗静电剂。根据本发明优选实施方案,组分A的硬基体Am和Am'的粘数各自为50-90,优选 60-80。组分A的硬基体Am和Am'优选为非晶态聚合物。根据本发明一个实施方案,将苯 乙烯与丙烯腈的共聚物的混合物和α-甲基苯乙烯与丙烯腈的共聚物的混合物分别用作 组分A的硬基体Am和Am'。在该硬基体的这些共聚物中丙烯腈的含量基于该硬基体总重为 0-60重量%,优选为15-40重量%。组分A的硬基体Am和Am'各自还包含在接枝共聚反应 分别生产组分过程中产生的自由、未接枝的(α-甲基)苯乙烯-丙烯腈共聚物。 取决于接枝共聚反应分别生产接枝共聚物Ak和Ak'过程中所选择的条件,在接枝共聚反应 结束之前能够形成足够比例的硬基体。然而,通常需要将该接枝共聚反应过程中得到的产 物与额外单独生产的硬基体混合。该额外单独制备的组分A的硬基体Am和Am'可以分别通过常规方法获得。例如, 根据本发明一个实施方案,苯乙烯和/或α _甲基苯乙烯与丙烯腈的共聚反应可以在本体、 溶液、悬浮液或水乳液中进行。组分Am和Am'各自的粘数较佳为40-100,优选为50-90,特 别是60-80。此时粘数根据DIN 53726,将0. 5g材料溶解于IOOml 二甲基甲酰胺中测定。组分Ak(和分别地Ak')与Am(和分别地Am')的混合可以以任何所需方式通过 任何已知方法进行。例如,如果这些组分通过乳液聚合生产,可以将所得聚合物分散体彼此 混合,然后一起沉淀这些聚合物并后处理该聚合物混合物。然而,优选通过将这些组分一起 挤出、捏和或滚压而混合这些组分,如果需要,这些组分预先从聚合反应过程中得到的水分 散体或溶液中分离出来。水分散体中得到的接枝共聚产物也可以仅部分脱水并以潮湿碎屑 的形式与硬基体混合,然后在混合过程中完全干燥该接枝共聚物。苯乙烯基热塑件弹件体优选的苯乙烯基热塑性弹性体(S-TPE)为断裂拉伸应变大于300%,特别优选大 于500 %,特别是大于500 %至600 %的那些。该混合的S-TPE特别优选包含具有外部聚苯乙 烯嵌段S的线性或星形苯乙烯_ 丁二烯嵌段共聚物,且位于这些嵌段之间的是具有无规苯 乙烯/ 丁二烯分布(S/B) 或具有苯乙烯梯度(SziB)aaW苯乙烯-丁二烯共聚物嵌段(例 如来自 BASFAktiengesellschaft 的StyrofleX 或StyrolllX 或来自 CPC 的 K-Resin )。丁二烯总含量优选为15-50重量%,特别优选为25-40重量%,苯乙烯总含量相应 地优选为50-85重量%,特别优选为60-75重量%。
苯乙烯-丁二烯嵌段(S/B)优选由30-75重量%苯乙烯和25_70重量% 丁二烯组 成。(S/B)嵌段特别优选具有的丁二烯含量为35-70重量%,苯乙烯含量为30-65重量%。聚苯乙烯嵌段S的含量基于整个嵌段共聚物优选为5-40重量%,特别是25-35重 量%。共聚物嵌段S/B的含量优选为60-95重量%,特别是65-75重量%。特别优选一般结构为S-(S/B)_S的线性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,其中位于两 个S嵌段之间的是一个或多个具有无规苯乙烯/ 丁二烯分布(SZiB)5fflW嵌段。这类嵌段 共聚物可通过在添加了极性共溶剂或钾盐的非极性溶剂中进行阴离子聚合获得,例如在WO 95/35335 或 WO 97/40079 中描述。乙烯基含量为二烯单元1,2-键基于全部1,2_、及1,4_顺式和1,4_反式键的相 对含量。苯乙烯/ 丁二烯共聚物嵌段(S/B)中1,2_乙烯基含量优选低于20%,特别是 10-18%,特别优选 12-16%。聚烯烃可以用作组分A的聚烯烃的断裂拉伸应变值通常为10-600%,优选为15-500%, 特别优选为20-400%。合适组分A的实例为半晶聚烯烃,如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯或4-甲 基-1-戊烯的均聚物或共聚物,或者乙烯与乙酸乙烯酯、乙烯基醇、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁 酯或甲基丙烯酸酯的共聚物。所用组分A优选包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)或乙 烯-丙烯酸共聚物。特别优选组分A为聚丙烯。聚碳酸酯可以用作组分A的聚碳酸酯通常具有的断裂拉伸应变值为20-300%,优选为 30-250 %,特别优选为 40-200 %。适合作为组分A的聚碳酸酯的摩尔质量(重均Mw,通过凝胶渗透色谱法在四 氢呋喃中以聚苯乙烯为标样测定)优选为10000-60000g/mol。例如,它们可以通过 DE-B-1300266中的方法经由界面缩聚获得或根据DE-A-1495730中的方法经由碳酸二苯酯 与双酚的反应获得。优选的双酚为2,2-二(4-羟苯基)丙烷,通常-也在下文-称为双酚 A0代替双酚A,还可以使用其它芳族二羟基化合物,特别是2,2_ 二(4-羟苯基)戊 烷、2,6-二羟基萘、4,4’ - 二羟基二苯基砜、4,4’ - 二羟基二苯基醚、亚硫酸4,4’ - 二羟基 二苯酯、4,4,_ 二羟基二苯基甲烷、1,1_ 二(4-羟苯基)乙烷、4,4-二羟基联苯或二羟基二 苯基环烷烃,优选二羟基二苯基环己烷或二羟基环戊烷,特别是1,1_双(4-羟苯基)-3,3, 5-三甲基环己烷或者上述二羟基化合物的混合物。特别优选的聚碳酸酯为基于双酚A或双酚A与至多SOmol %上述芳族二羟基化合 物的那些。特别适合作为组分A的聚碳酸酯为包含衍生自间苯二酚酯或烷基间苯二酚酯的 单元的那些,例如在WO 00/61664、WO 00/15718或WO 00/26274中描述的那些。这些聚碳 酸酯由通用电气公司(General Electric Company)以商标SollX 出售。还可以使用根据US-A 3 737 409的共聚碳酸酯,此时特别感兴趣的是基于双酚A 和二(3,5_ 二甲基二羟苯基)砜的共聚碳酸酯,其特征在于高耐热性。还可以使用不同聚碳酸酯的混合物。聚碳酸酯的平均摩尔质量(重均Mw,通过凝胶渗透色谱法在四氢呋喃中以聚苯 乙烯为标样测定)为10 000-64 000g/mol。它们优选为15 000-63000g/mol,特别是15 000-60 000g/molo这意味着聚碳酸酯在二氯甲烷中的0. 5重量%浓度溶液中在25°C下测 量的溶液相对粘度为1. 1-1. 3,优选为1. 15-1. 33。所用聚碳酸酯的溶液相对粘度之差优选 不超过0. 05,特别是不超过0. 04。其中聚碳酸酯使用的形式可以是聚碳酸酯碎料或聚碳酸酯颗粒。热塑性聚氨酯任何芳族或脂族热塑性聚氨酯通常适合作为组分A,透明的无定形脂族热塑性聚 氨酯优选合适。脂族热塑性聚氨酯和它们的制备是本领域技术人员已知的,例如由EP-Bl 567 883 或 DE-A 10321081 已知,并且可市售,例如由 Bayer Aktiengesellschaft 以商标
Texin 和 Desmopan 出售。优选脂族热塑性聚氨酯的肖氏硬度D为45-70,它们的断裂拉伸应变值为 30-800 %,优选为50-600 %,特别优选为80-500 %。特别优选的组分A为苯乙烯基热塑性弹性体。组分B如上文所述,该热塑性模塑组合物包含层离石墨作为组分B。可以在单体聚合产生组分A的热塑性聚合物之前、过程中或之后加入层离石墨。 如果在聚合反应之后加入石墨,优选然后将热塑性熔体加入挤出机或优选捏和机中。在捏 和机或挤出机中的混合程序可以特别是粉碎上述团聚物至层离石墨颗粒变得很大程度上 或甚至完全分散在该热塑性基体中。在一个优选实施方案中,石墨颗粒可以以在优选选自用作组分A的热塑性塑料的 热塑性塑料中的高浓缩母料形式供入。该石墨颗粒在该母料中的浓度通常为5-50重量%, 优选为8-30重量%,特别优选为12-22重量%。例如在US-A 5643502中描述了母料的生 产。母料的使用可以更特别改进该团聚物的粉碎。由于该加工产生模塑组合物或模制品, 所以该模塑组合物或模制品中石墨颗粒的长度分布可以比原始使用的短。组分C本领域技术人员已知的在塑料混合物中使用和在现有技术中公开的任何分散剂 原则上适合用作组分C。优选的分散剂为表面活性剂或表面活性剂混合物,实例为阴离 子、阳离子、两性或非离子表面活性剂。此外优选本领域技术人员已知的市售低聚物分 散剂和聚合物分散剂,这些在 CD Riimpp Chemie Lexikon[CD edition of Rompp's Chemical Encyclopedia] _3· 0版,Stuttgart/New York :Georg Thieme Verlag 2006,关键 词 “Dispergierhilfsmittel” [分散剂]中描述。实例为多羧酸、多胺、由长链多胺组成的盐和由多羧酸组成的盐、胺_/酰胺_官能 聚酯和聚丙烯酸酯、大豆卵磷脂、多磷酸盐、改性酪蛋白。这些聚合物分散剂可以采取嵌段 共聚物、梳形共聚物或无规共聚物的形式。例如在"Encyclop edia of Polymer Science and Technology,,, J. Wiley&Sons (1966),第 5 卷第 816-818 页禾口 “Emulsion Polymerisation andEmulsion Polymers,,,编者 P. Lovell 和 Μ· El-Asser,Verlag Wiley &Sons(1997)第 224-226 页描述了阳离子和阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂的实例为链长为8-30个碳原子,优选12-18个碳原子的有机羧 酸的碱金属盐。它们通常称为皂。通常使用的皂为钠盐、钾盐或铵盐。其它可以使用的阴 离子表面活性剂为具有8-30个碳原子,优选12-18个碳原子的烷基硫酸盐和烷基_或烷基 芳基磺酸盐。特别合适的化合物为碱金属十二烷基硫酸盐如十二烷基硫酸钠或十二烷基硫 酸钾及C12-C16链烷磺酸的碱金属盐。其它合适的化合物为十二烷基苯磺酸钠和二辛基磺基 琥珀酸钠。合适阳离子表面活性剂的实例为胺盐或二胺盐、季铵盐如十六烷基三甲基溴化铵 以及长链取代环胺如嘧啶、吗啉、哌啶的盐。特别是使用三烷基胺的季铵盐如十六烷基三甲 基溴化铵。此时烷基优选具有1-20个碳原子。非离子表面活性剂可以特别用作组分C。例如在CD RiJmpp ChemieLexikon-1. 0 版,Stuttgart/New York :Georg Thieme Verlag 1995, 关 键 词“Nichtionische Tenside"[非离子表面活性剂]中描述了非离子表面活性剂。合适非离子表面活性剂的实例为聚环氧乙烷基物质或聚环氧丙烷基物质如来自 BASF Aktiengesellschaft的Piunmie 或Tetnmie 。适合作为非离子表面活性剂的聚 亚烷基二醇的摩尔质量Mn通常为1000-15000g/mol,优选为2000-13000g/mol,特别优选为 4000-11000g/molo优选的非离子表面活性剂为聚乙二醇。聚亚烷基二醇是本身已知的或者可以通过本身已知的方法生产,例如通过使用碱 金属氢氧化物催化剂如氢氧化钠或氢氧化钾或使用碱金属醇盐催化剂如甲醇钠、乙醇钠、 乙醇钾或异丙醇钾并加入至少一种包含2-8个反应性氢原子,优选2-6个反应性氢原子的 起始剂分子进行阴离子聚合,或者通过使用路易斯酸催化剂如五氯化锑、氟化硼醚合物或 漂白土进行阳离子聚合,原料为一种或多种在亚烷基中具有2-4个碳原子的环氧烷。合适环氧烷的实例为四氢呋喃、1,2_或2,3_环氧丁烷、氧化苯乙烯,优选环氧乙 烷和/或1,2_环氧丙烷。环氧烷可以单独、一个一个交替地或作为混合物使用。可以使用 的起始剂分子的实例为水,有机二羧酸如琥珀酸、己二酸、邻苯二甲酸或对苯二甲酸,在烷 基中具有1-4个碳原子的任选N-单-或者N,N-或N,N' - 二烷基取代的脂族或芳族二胺 如任选单-或二烷基取代的乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,3_丙二胺、1,3_或1, 4_ 丁二胺或者 1,2-、1,3-、1,4-、1,5_ 或 1,6_ 六亚甲基二胺。其它可以使用的起始剂分子为链烷醇胺如乙醇胺、N-甲基_和N-乙基乙醇胺, 二链烷醇胺如二乙醇胺及N-甲基-和N-乙基二乙醇胺,及三链烷醇胺如三乙醇胺以及氨。 优选使用多元醇,特别是二元醇或三元醇或官能度大于三的醇如乙二醇、1,2_丙二醇、1, 3_丙二醇、二甘醇、二丙二醇、1,4_ 丁二醇、1,6_己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、蔗 糖和山梨醇。其它合适的组分C为酯化聚亚烷基二醇如所述聚亚烷基二醇的单_、二 _、三_或 聚酯,其可以通过使所述聚亚烷基二醇的OH端基与有机酸,优选己二酸或对苯二甲酸以本 身已知的方式反应而生产。聚己二酸乙二醇酯聚或对苯二甲酸乙二醇酯优选作为组分C。特别合适的非离子表面活性剂为通过使具有活性氢原子的化合物烷氧基化而生 产的物质,例如将环氧乙烷加成至脂肪醇、羰基合成醇或烷基酚上的加合物。优选使用环氧 乙烷或1,2_环氧丙烷进行烷氧基化反应。
其它优选的非离子表面活性剂为烷氧基化或非烷氧基化糖酯或糖醚。糖醚为通过使脂肪醇与糖反应获得的烷基葡糖酐,糖酯通过使糖与脂肪酸反应获 得。为生产所述物质所需要的糖、脂肪醇和脂肪酸是本领域技术人员已知的。例如在 Beyer/Walter,Lehrbuch der organischen Chemie [有机化学教科书], S. Hirzel Verlag Stuttgart,第19版,1981,第392-425页中描述了合适的糖。特别合适 的糖为D-山梨醇和通过使D-山梨醇脱水获得的脱水山梨醇。合适的脂肪酸为具有6-26个碳原子,优选8-22个碳原子,特别优选10_20个碳 原子的饱和或者单不饱和或多不饱和的未支化或支化羧酸,例如在⑶IWimpp Chemie Lexikon-L 0 版,Stuttgart/New York :GeorgThieme Verlag 1995,关键词"FettsMureu ”[脂肪酸]中所述。优选的脂肪酸为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸。合适脂肪醇的碳骨架与作为合适脂肪酸描述的化合物的碳骨架相同。糖醚、糖酯和它们的制备方法是本领域技术人员已知的。优选的糖醚由已知方法 通过使所述糖与所述脂肪醇反应生产。优选的糖酯由已知方法通过所述糖与所述脂肪酸反 应生产。优选的糖酯为脱水山梨醇与脂肪酸的单_、二 _和三酯,特别是脱水山梨醇单月桂 酸酯、脱水山梨醇二月桂酸酯、脱水山梨醇三月桂酸酯、脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇 二油酸酯、脱水山梨醇三油酸酯、脱水山梨醇单棕榈酸酯、脱水山梨醇二棕榈酸酯、脱水山 梨醇三棕榈酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨醇二硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯 和脱水山梨醇倍半油酸酯、脱水山梨醇单_和二油酸酯的混合物。组分D热塑性模塑组合物包含与组分B不同的纤维状填料或粒状填料或者它们的混合 物作为组分D。它们优选为市售产品,例如碳纤维和玻璃纤维。也可以使用碳纳米管。可以使用的玻璃纤维可以由Ε、A或C玻璃组成,并优选已用胶料或偶合剂处理。 它们的直径通常为6-20 μ m。可以使用长度为1-lOmm,优选3-6mm的长丝纤维(粗纱)或 切段玻璃纤维(短纤维)。还可以添加填料或增强材料如玻璃珠、矿物纤维、针状单晶、氧化铝纤维、云母、粉 状石英和硅灰石。此外热塑性模塑组合物可以包含其它典型和常规用在塑料混合物中的添加材料。可以通过实例提及的这类添加材料为染料,颜料,着色剂,抗静电剂,抗氧化剂, 改进耐热性、增加耐光性、增加抗水解性和抗化学性的稳定剂,抗热分解的试剂,和特别是 对生产模制品有利的润滑剂。这些其它添加材料可以在生产过程的任何阶段计量加入,但 是优选在较早时期加入,以便可以在早期利用所述添加材料的稳定作用(或其它特殊作 用)。热稳定剂或氧化抑制剂通常为衍生自元素周期表I族金属(如Li、Na、K、Cu)的金属 卤化物(氯化物、溴化物、碘化物)。合适的稳定剂为常规受阻酚以及维生素E或类似结构的化合物。HALS稳定剂(受 阻胺光稳定剂)、二苯甲酮、间苯二酚、水杨酸酯、苯并三唑如Tinuvin RP(来自CiBA的UV 吸收剂2-(2H-苯并三唑-2-基)-4_甲基苯酚)和其它化合物也合适。它们的用量通常为 至多2重量% (基于全部热塑性模塑组合物混合物)。合适的润滑剂和脱模剂为硬脂酸、硬脂醇、硬脂酸酯和通常的更高级脂肪酸、它们 的衍生物和相应的具有12-30个碳原子的脂肪酸混合物。这些添加剂的量为0. 05-1重
18量%。硅油、寡聚异丁烯或类似物质也可以用作添加材料,并且通常的量为0. 05-5重 量%。还可以使用颜料、染料、颜色增亮剂如群青蓝、酞菁、二氧化钛、硫化镉、茈四羧酸衍生 物。加工助剂和稳定剂如UV稳定剂、润滑剂和抗静电剂的通常用量为0.01-5重量%。包含导电颗粒的模塑组合物或分散体的组分C合适的组分C为具有所需任何几何形状的由任何所需电导性材料组成或由各种 电导性材料的混合物组成或由电导性和非电导性材料的混合物组成的任何导电颗粒,它们 的平均粒径为0. 001-100 μ m,优选为0. 005-50 μ m,特别优选为0. 01-10 μ m (通过在设备 Microtrac XlOO上激光衍射测量而测定)。对于本发明,“导电颗粒”为电阻小于IO9欧姆 的颗粒。合适电导性材料的实例为电导性金属配合物,电导性有机化合物或电导性聚合物 如聚噻吩或聚吡略,金属,优选锌、镍、铜、锡、钴、锰、铁、镁、铅、铬、铋、银、金、铝、钛、钯、钼、 钽及它们的合金,或者包含这些金属中至少一种的金属混合物。合适合金的实例为CuZru CuSn、CuNi、SnPb、SnBi、SnCo、NiPb、ZnFe、ZnNi、ZnCo 和 ΖηΜη。特别优选铝、铁、铜、镍、银、 锡、锌和它们的混合物。特别优选铁粉和铜粉。该金属除了含有金属还可以含有非金属。例如,可以在至少部分金属表面上具有 涂层。合适的涂层可以是无机的(例如SiO2、磷酸盐)或有机的。该金属当然也可以涂布 有另一种金属或金属氧化物。该金属同样可以以部分氧化的形式存在。该导电颗粒原则上可以具有任何所需形状,可以使用的金属颗粒的实例为针状、 层状或球形金属颗粒,优选球形或层状颗粒。这类金属粉是熟悉的商品或可以通过已知方 法容易地生产,例如通过由金属盐溶液电解沉积或化学还原,或者通过氧化物粉末的还原 如利用氢气,或者通过金属熔体的喷雾或雾化,特别是在冷却剂如气体或水中。特别优选使用具有球形颗粒的金属粉,特别是羰基铁粉。通过热分解五羰基铁生产羰基铁粉是已知的并且例如在Ullmarm'sEncyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,A14卷,第599页中描述。例如,五羰基铁可以在高温下 在可热分解的容器中分解,该容器包括任选处于垂直位置的由耐热材料如石英玻璃或V2A 钢组成的管,该管围绕有加热设备,例如由加热带、加热线或其中热流体流动的加热套组成 的加热设备。所沉积的羰基铁粉的平均粒径可以经由分解反应的工艺参数和操作控制在宽范 围内,通常为0. 01-100 μ m,优选为0. 1-50 μ m,特别优选为1-10 μ m。如果目的是两种不同金属形式的组分C,这可以经由两种金属的混合物获得。特别 优选这两种金属选自铝、铁、铜、银、锌和锡。然而,组分C也可以包含第一金属和第二金属,其中第二金属采取合金(与第一金 属的合金或者与一种或多种其它金属的合金)的形式,或者组分C包含两种不同合金。在 这两个例子中,金属组分每种情况下又彼此不同,因此可以选择使它们的金属颗粒的形状 彼此相同或不同。除了金属的选择,金属颗粒的形状也影响本发明分散体在涂布工艺之后的性能。 关于形状,本领域技术人员已知很多变型。例如,金属颗粒的形状可以为针状、圆柱形、层状 或球形。这些颗粒形状为理想化的形状,由于例如生产工艺,实际形状可能会有较小或较大
19程度的偏离。因此对于本发明,液滴型颗粒实际上是理想化球形的偏离。可市购具有各种颗粒形状的金属。如果金属组分的金属颗粒的形状不同,则优选第一组分为球形,第二组分为层状 或针状。在不同颗粒形状的情况下,同样优选以下金属铝、铁、铜、银、锌和锡。组分D在上文以组分C描述,组分E在上文以组分D描述。生产可金属化基质或模制品的方法热塑性模塑组合物由组分A、B和如果存在的话C和D及分别地E通过本领域技 术人员已知的方法生产,例如通过使用本领域技术人员已知的装置在根据所用聚合物A通 常为150-300°C,特别是200-280°C的温度下混合熔体形式的各组分。此时各聚合物可以以 纯形式引入混合装置中。然而,可以将各组分如A和B或A和C首先预混合,然后再与其它 组分A、B和/或C或者其它组分如D混合。在一个实施方案中,首先例如由组分B、C或D 或E在组分A中制备浓缩物(已知为添加剂母料),然后再与所需量的剩余组分混合。该热 塑性模塑组合物可以通过本领域技术人员已知的方法进行粒化,以在较晚时期例如使用挤 塑、注塑、压延或压缩模塑加工它们而产生可金属化模制品(即基质)如片或板或者层状复 合片或层状复合板。然而,另一种可能性是直接在混合程序之后或与混合程序在同一个操 作中(即同时混合熔体并优选挤塑(优选利用螺杆挤出机)或注塑)将它们加工(特别是 挤塑或注塑)成可金属化模制品如片或板。在本方法利用挤塑的一个优选实施方案中,将螺杆挤出机设计为具有至少一个分 配性混合螺杆元件的单螺杆挤出机。在本方法的另一个优选实施方案中,将螺杆挤出机设计为具有至少一个分配性混 合螺杆元件的双螺杆挤出机。可金属化模制品的挤塑工艺可以通过本领域技术人员已知的并在现有技术中 描述的方法进行,实例为接套式共挤塑(adaptor coextrusion)或口模式共挤塑(die coextrusion)形式的平膜挤塑(flat-film extrusion),使用本领域技术人员已知的或在 现有技术中描述的装置进行。注塑、压延或压缩模塑可金属化模制品的方法同样是本领域技术人员已知的并且 在现有技术中描述。片或板形式的可金属化模制品的总厚度通常为10ym-5mm,优选为10ym-3mm,特 别优选为20 μ m-1. 5mm,特别是100-400 μ m。可以将可金属化模制品进行塑料加工技术中的其它传统成型工艺。
层状复合板或层状复合片本发明片或板形式的可金属化模制品例如可以加工成可金属化层状复合板或可 金属化层状复合片。片或板形式的可金属化模制品特别适合作为多层层状复合板或多层层状复合片 的外层(3),其中不仅外层而且至少一层基质层(1)由热塑性塑料组成。在另一实施方案 中,层状复合板或层状复合片可以包含额外的层(2),如位于外层(3)和基质层(1)之间的 颜色层、增促剂层或过渡层。基质层(1)原则上可以由任何热塑性塑料组成。基质层(1)优选由以下在上文关于热塑性模塑组合物所述的材料生产抗冲击改性乙烯基芳族共聚物、基于苯乙烯的热塑 性弹性体、聚烯烃、聚碳酸酯和热塑性聚氨酯或它们的混合物,特别优选ASA、ABS、SAN、聚丙 烯和聚碳酸酯或它们的混合物。层⑵与层(1)和层(3)不同,例如聚合物组成不同和/或添加剂成分不同,例如 着色剂或特殊效果颜料。例如,层(2)可以是优选包含以下本领域技术人员已知的材料的 着色层染料、彩色颜料或特殊效果颜料如云母或陶土。然而,层(2)也可以用于改进层状 复合板或层状复合片的机械稳定性,或用于促进层(1)和层(3)之间的粘附性。本发明一个实施方案提供了由上文所述基质层(1)、外层(3)和位于它们之间的 过渡层(2)组成的层状复合板或层状复合片,过渡层(2)由脂族热塑性聚氨酯、抗冲击改性 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯或者苯乙烯(共)聚合物如SAN(其可以是抗冲击改性 的,实例为ASA或ABS)或者这些聚合物的混合物组成。如果使用脂族热塑性聚氨酯作为过渡层(2)的材料,那么可以使用层(3)所述脂 族热塑性聚氨酯。如果使用聚碳酸酯作为过渡层(2),那么可以使用层(3)所述聚碳酸酯。抗冲击改性PMMA (高耐冲击性PMMA或HIPMMA)为已通过合适添加剂赋予耐冲击 性的聚甲基丙烯酸甲酯。M. Stickler,T. Rhein在Ullmann,s encyclopedia of industrial chemistry, A21 卷第 473-486 页,VCHPublishers ffeinheim, 1992 和 H. Domininghaus, Die Kunststoffe und ihreEigenschaften[塑料和它们的性能],VDI-Verlag Diisseldorf, 1992中描述了合适的抗冲击改性PMMA。上述层状复合板或层状复合片的层厚通常为15-5000 μ m,优选为30-3000 μ m,特 别优选为50-2000 μ m。在本发明一个优选实施方案中,层状复合板或层状复合片由具有以下层厚的基质 层(1)和外层⑶组成基质层⑴为50 μ m-1. 5mm ;外层(3)为10-500 μ m。在本发明的另一个优选实施方案中,层状复合板或层状复合片由基质层(1)、过渡 层(2)和外层(3)组成。层状复合板或层状复合片优选由具有以下层厚的基质层(1)、过 渡层(2)和外层(3)组成基质层(1)为50 μ m-1. 5mm ;过渡层(2)为50-500 μ m ;外层(3) 为 10-500 μ m。本发明层状复合板或层状复合片除了所述层也可以在对着外层(3)的基质层(1) 一侧具有其它层,优选为增促剂层,其用于使层状复合板或层状复合片与留在下文描述的 背衬层更好地粘合。这类增促剂层优选由与聚烯烃相配的材料生产,例如SEBS (苯乙烯-乙 烯-丁二烯-苯乙烯共聚物,例如以商标Kraton 出售)。如果存在这类增促剂层,其厚 度优选为10-300 μ m。层状复合板或层状复合片可以通过已知的及在现有技术中(例如在WO 04/00935 中)描述的方法生产,例如通过将各层彼此接套式挤塑或共挤塑或相互层压。在共挤塑工 艺中,使形成各层的组分在挤出机中可流动,并且经由特殊设备,使彼此接触以产生具有上 文所述层序的层状复合板或层状复合片。例如,各组分可以经由开槽口模(slot die)或共 挤塑口模(coextrusion die)共挤塑。EP-A2-0 225 500解释了该方法。它们也可以通过接套式共挤塑工艺生产,如在proceedings of theextrusion technology conference “Coextrusion von Folien,,,1996 年 10 月 8-9 日,VDI-VerlagDiisseldorf,特别是Dr. Netze的论文中所述。每当使用共挤塑时,通常使用该符合成本效 益的方法。层状复合板和层状复合片还可以在可加热辊隙中经由片或板的相互层压而生产。 此时,首先单独生产片或板,这些对应于所述层。为此可以使用已知的方法。然后通过适当 相互叠加各片或板而生产所需层序,然后使它们例如通过辊之间的可加热辊隙,并暴露在 压力和热度下结合以产生层状复合板或层状复合片。特别是在接套式共挤塑工艺中,平衡各组分的流动性能对于在层状复合板或层状 复合片中形成均勻层是有利的。可通过其它成型工艺得到的模制品可金属化片或板或者可金属化层状复合板或可金属化层状复合片可以用于生产 其它模制品。这些方法可以产生任何所需模制品,优选板形模制品,特别是具有大表面积的 模制品。这些片或板或层状复合板或层状复合片特别优选用于生产以下其它模制品,其中 非常重要的是非常好的韧性值、各层彼此良好的粘附性、好的尺寸稳定性、由此例如使通过 表面剥落导致的损坏最小化。可以通过其它成型工艺获得的特别优选的模制品具有单片或 者层状复合板或层状复合片及由塑料组成的背衬层(通过注塑、发泡、铸塑或压缩模塑工 艺施加至该材料背面)。
可以使用已知工艺(如在WO 04/00935中描述的那些)由可金属化片或板或者 由可金属化层状复合板或层状复合片生产这些模制品。(下文描述了进一步加工层状复合 板或层状复合片的方法,但是这些方法也用于进一步加工片或板)。材料可以通过注塑、发 泡、铸塑或压缩模塑工艺施加至层状复合板或层状复合片的背面,而不需要任何其它加工 步骤。特别是,使用所述层状复合板或层状复合片甚至可以不需要预热成型而生产稍微三 维组件。然而,层状复合板或层状复合片也可以进行预热成型工艺。例如,具有由背衬层、过渡层和外层组成的三层结构或具有由背衬层和外层组成 的两层结构的层状复合板或层状复合片可以热成型以生产相对复杂的组件。此时可以使用 阳模或阴模热成型。本领域技术人员已知合适的方法。该热成型工艺使层状复合板或层状 复合片取向。因为层状复合板或层状复合片的表面质量和可金属化性在高取向比(如高达 1 5)下不会降低,所以在热成型工艺中的可能取向方面几乎没有限制。热成型工艺之后, 层状复合板或层状复合片然后可以进行其它成型步骤,例如轮廓切削(profile-cuts)。如果合适在所述热成型工艺之后,可以通过注塑、发泡、铸塑或压缩模塑法将材料 施加至层状复合板或层状复合片的背面而生产其它可金属化模制品。这些方法是本领域技 术人员已知的并例如在DE-Al 100 55 190或DE-Al 199 39 111中描述。以这些注塑、压缩模塑或铸塑工艺施加的塑料材料优选包括基于ASA聚合物或 ABS聚合物、SAN聚合物、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚砜、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、 聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)的热塑性模塑组合物,或者由ASA聚合物或ABS聚合物与聚碳 酸酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯组成的混合物及由聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯组成 的混合物,并且如果此时使用PP和/或PE,则显然可以预先为基质层提供增促剂层。特别 合适的塑料材料为无定形热塑性塑料及其混合物。优选用于通过注塑法施加至材料背面的 塑性材料为ABS聚合物或SAN聚合物。在另一个优选实施方案中,本领域技术人员已知的 热固性模塑组合物用于通过发泡或压缩模塑法施加至材料背面。在一个优选实施方案中,它们为玻璃纤维增强的塑料材料,特别是在DE-Al 100 55 190中描述了合适的变型。对于 通过发泡工艺施加至材料背面,优选使用聚氨酯泡沫,例如在DE-Al 199 39111中描述的那些。在一个优选的生产工艺中,可金属化层状复合板或层状复合片是热成型的,并且 然后放置在模内涂料模具中,并且将热塑性模塑组合物通过注塑、铸塑或压缩模塑法施加 至材料背面,或者将热固性模塑组合物通过发泡或压缩模塑法施加至材料背面。热成型之后和放置于模内涂料模具中之前,可以将层状复合板或层状复合片进行 轮廓切削。该轮廓切削也可以延迟到从模内涂料模具中取出之后。分散体在另一个优选实施方案中,可以在本发明方法中使用的通过化学和/或电镀法沉 积金属的基质为在通过化学和/或电镀法金属化步骤之前提供有包含层离石墨的分散体 (该分散体至少部分干燥和/或至少部分硬化)的那些基质。包含层离石墨的优选分散体基于一共为100重量%的组分A'、B'和C'的总重 包含a' 0. 1-99. 9重量%,优选2-89. 5重量%,特别优选4-84重量%的组分A',b' 0. 1-30重量%,优选0.5-20重量%,特别优选1-10重量%的组分B',和c' 0-99. 8重量%,优选10-97. 5重量%,特别优选15-95重量%的组分C'。除了所述组分A' -C',该分散体可以包含至少一种以下组分d'基于组分A' -C'的总重为0. 1-50重量%,优选0.5-40重量%,特别优选 1-20重量%的分散剂组分D’ ;以及e'基于组分A' -C'的总重为0_50重量%,优选0. 1_40重量%,特别优选 0. 5-30重量%的与组分B’不同的填料组分E。下文描述该分散体的各组分组分A'有机粘合剂组分A'为粘合剂或粘合剂混合物。可能的粘合剂为带有具有颜料亲 和性的结合基团的粘合剂,天然和合成聚合物及其衍生物、天然树脂和合成树脂及其衍生 物、天然橡胶、合成橡胶、蛋白质、纤维素衍生物、干性油和非干性油等。它们可以-但不是 必须_是化学或物理固化如空气固化、辐射固化或热固化的物质。粘合剂组分A'优选为聚合物或聚合物混合物。优选作为粘合剂的聚合物为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯);ASA(丙烯腈-苯 乙烯-丙烯酸);丙烯酰化丙烯酸酯(acrylated acrylates);醇酸树脂;乙酸烷基乙烯基 酯;链烯烃-乙酸乙烯酯共聚物,特别是亚甲基-乙酸乙烯酯、亚乙基-乙酸乙烯酯、亚丁 基_乙酸乙烯酯;链烯烃_氯乙烯共聚物;氨基树脂;聚醛树脂和酮树脂;纤维素和纤维素 衍生物,特别是羟烷基纤维素,纤维素酯如纤维素乙酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、羧 基烷基纤维素、纤维素硝酸酯;环氧丙烯酸酯;环氧树脂;改性环氧树脂,例如二官能或多 官能双酚A或双酚F树脂、环氧酚醛清漆树脂、溴化环氧树脂、脂环族环氧树脂;脂族环氧 树脂、缩水甘油醚、乙烯基醚、乙烯-丙烯酸共聚物;烃树脂;MABS(包含丙烯酸酯单元的透 明ABS);三聚氰胺树脂、马来酸酐共聚物;甲基丙烯酸酯;天然橡胶;合成橡胶;氯化橡胶; 天然树脂;松脂;紫胶;酚醛树脂;聚酯;聚酯树脂如苯酯树脂;聚砜;聚醚砜;聚酰胺;聚
23酰亚胺;聚苯胺;聚吡咯;聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚碳酸酯(如来自Bayer AG的 Makro丨on );聚酯丙烯酸酯;聚醚丙烯酸酯;聚乙烯;聚乙烯噻吩;聚萘二甲酸乙二醇 酯;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇(PETG);聚丙烯;聚甲基丙 烯酸甲酯(PMMA);聚苯醚(PPO);聚苯乙烯(PS),聚四氟乙烯(PTFE);聚四氢呋喃;聚醚 (例如聚乙二醇、聚丙二醇),聚乙烯基化合物,特别是聚氯乙烯(PVC)、PVC共聚物、PVdC, 聚乙酸乙烯酯及其共聚物、聚乙烯醇(如果合适呈部分水解形式)、聚乙烯醇缩醛、聚乙酸 乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醚、溶液和分散体形式的聚丙烯酸乙烯酯和聚甲基丙烯 酸乙烯酯及其共聚物、聚丙烯酸酯和聚苯乙烯共聚物;聚苯乙烯(抗冲击改性或非抗冲击 改性);聚氨酯(未交联或用异氰酸酯交联);聚氨酯丙烯酸酯,苯乙烯-丙烯酸共聚物;苯 乙烯-丁二烯嵌段共聚物(例如来自BASF AG的Styroflex 或Styrolux ,来自CPC的 K-Resin ,来自 Kraton Polymers 的Kraton D或Kraton G);蛋白质如酪蛋白;SIS ;三嗪系 树脂,双马来酰亚胺-三嗪树脂(BT),氰酸酯树脂(CE),烯丙基化聚苯醚(APPE)。两种或更多种聚合物的混合物也可以形成有机粘合剂组分A'。优选作为组分A'的聚合物为丙烯酸酯、丙烯酸酯树脂、纤维素衍生物、甲基丙烯 酸酯、甲基丙烯酸酯树脂、三聚氰胺和氨基树脂、聚链烯烃、聚酰亚胺、环氧树脂、改性环氧 树脂如双官能或多官能双酚A或双酚F树脂、环氧-酚醛清漆树脂、溴化环氧树脂、脂环族 环氧树脂;脂族环氧树脂、缩水甘油醚、乙烯基醚和酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、聚乙烯醇缩醛、 聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚苯乙烯-丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚 物、链烯烃_乙酸乙烯酯和氯乙烯共聚物、聚酰胺以及它们的共聚物。组分B'可以用作组分B'的材料为上文作为组分B描述的层离石墨颗粒。在本发明一个实施方案中,将石墨颗粒加入分散体中的方法为首先将石墨颗粒引 入粘合剂组分A'中;如果组分A'包含聚合物或聚合物混合物,则该引入可以在单体聚合 产生粘合剂组分A'的过程中或之后进行。如果在聚合反应之后添加石墨颗粒,它们优选通 过在挤出机中或优选捏和机中加入聚合物熔体中而加入。在捏和机或挤出机中的混合程序 基本上或确实可以完全粉碎石墨颗粒团聚物,并且可以将石墨颗粒分散在聚合物基体中。在将石墨颗粒预先引入粘合剂组分A’中的一个优选实施方案中,石墨颗粒可以以 在优选选自用作组分A’的聚合物的聚合物中的高浓度母料形式供入。石墨颗粒在母料中 的浓度通常为5-50重量%,优选为8-30重量%,特别优选为12-22重量%。母料的生产例 如在US-A 5643502中所述。母料的使用可以特别改进团聚物的粉碎。引入分散体中,或者预先引入组分A’中的工艺可以使石墨颗粒的长度分布比原始 使用的那些短。组分C'此外分散体包含溶剂组分C'。这由溶剂或溶剂混合物组成。合适溶剂的实例为脂族和芳族烃(例如正辛烷、环己烷、甲苯、二甲苯)、醇(例如 甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1- 丁醇、2- 丁醇、戊醇)、多元醇(如甘油、乙二醇、丙二醇、新 戊二醇)、烷基酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙 酯、3-甲基丁醇)、烷氧基醇(例如甲氧基丙醇、甲氧基丁醇、乙氧基丙醇)、烷基苯(例如乙 苯、异丙苯)、丁基乙二醇、丁基二甘醇,烷基乙二醇乙酸酯(例如丁基乙二醇乙酸酯、丁基二甘醇乙酸酯),双丙酮醇,二甘醇二烷基醚,二甘醇单烷基醚,二丙二醇二烷基醚,二丙二 醇单烷基醚,二甘醇烷基醚乙酸酯,二丙二醇烷基醚乙酸酯,二巧悉烷,二丙二醇和二丙二醇 醚,二甘醇和二甘醇醚,DBE (二价酸酯),醚(例如二乙醚、四氢呋喃),氯乙烯,乙二醇,乙 二醇乙酸酯,乙二醇二甲基醚,甲酚,内酯(例如丁内酯),酮(例如丙酮、2-丁酮、环己酮、 甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)),甲基二甘醇,二氯甲烷,亚甲基二醇,乙二醇一甲醚 乙酸酯,甲基苯酚(邻_、间_、对甲酚),吡咯烷酮(例如N-甲基2-吡咯烷酮),丙二醇,碳 酸亚丙酯,四氯化碳,甲苯,三羟甲基丙烷(TMP),芳族烃及混合物,脂族烃及混合物,醇式单 萜(例如萜品醇),水,以及由两种或更多种这些溶剂组成的混合物。优选的溶剂为醇(例如乙醇、1-丙醇、2-丙醇、丁醇),烷氧基醇(例如甲氧基丙 醇、乙氧基丙醇、丁基乙二醇、丁基二甘醇),丁内酯,二甘醇二烷基醚,二甘醇单烷基醚,二 丙二醇二烷基醚,二丙二醇单烷基醚,酯(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基乙二醇乙酸酯、丁 基二甘醇乙酸酯、二甘醇烷基醚乙酸酯、二丙二醇醚乙酸酯、DBE),醚(例如四氢呋喃),多 元醇如甘油、乙二醇、丙二醇、新戊二醇,酮(例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮),烃 (例如环己烷、乙苯、甲苯、二甲苯),N-甲基-2-吡咯烷酮,7jC,以及它们的混合物。组分D'此外分散体可以包含上文作为组分C描述的分散剂作为分散剂组分D'。组分E'此外分散体还包含上文作为组分D描述的填料作为填料组分E'。除了所述组分A'、B'、C'和如果合适D'和/或E',分散体还可以包含其它添 加剂,如加工助剂和稳定剂,例如UV稳定剂、润滑剂、腐蚀抑制剂和阻燃剂。还可以使用其它添加剂,如具有触变效应的试剂,例如硅石、硅酸盐,例如 Aerosil ( 一种高度分散的硅胶)或膨润土,或者具有触变效应的有机试剂和增稠剂,例如 聚丙烯酸、聚氨酯、氢化蓖麻油、染料、脂肪酸、脂肪酸酰胺、增塑剂、润湿剂、防沫剂、润滑 剂、干燥剂、交联剂、光引发剂、配位剂、蜡、颜料和导电聚合物颗粒。其它添加材料的含量基于该分散体的总重通常为0. 01-30重量%。该含量优选为 0. 1-10 重量 %。制备该分散体的优选方法包括以下步骤a')混合组分A' -B'(或者分别地A_C)和至少一部分组分C'(或者分别地 D)以及如果合适D'和E'(或者分别地E、F)和其它组分,b')分散该混合物,c')如果合适加入未在步骤a')中使用的比例的组分C'(或者分别地D)以 调节粘度以适应各应用方法。该分散体可以通过强烈混合并使用本领域技术人员已知的装置分散而制备。这包 括在强烈分散装置如捏和机、球磨机、珠磨机、溶解器、三辊滚轧机或转子_定子混合机中 混合各组分。可以在一个加工步骤中混合该分散体的所有所需组分。但是,也可以预混合两种 或更多种组分,例如上文所述的组分A'和B',并将剩余组分的混合延迟直到随后的独立 加工步骤。本发明在至少一部分基质表面生产金属层的方法的一个实施方案包括以下步骤a)将包含层离石墨的分散体施加至基质;b)将施加至基质上的层至少部分干燥和/或至少部分硬化;和c)通过化学和/或电镀法在至少部分干燥和/或至少部分硬化的分散体层上沉积 ^^ I^l ο在步骤a)中施加分散体的工艺中并且为了调整粘度,优选搅拌该分散体并控制温度。如果合适,在步骤b)和C)之间也可以插入活化步骤。这由通过使干燥和/或硬 化的分散体层至少部分化学和/或机械破裂而使导电颗粒至少部分暴露组成。如果导电颗粒包含容易氧化的材料,则在本方法一个变型中,可以在结构化或平 的干燥和/或硬化的分散体层上形成金属层之前至少部分去除导电颗粒的氧化层。例如, 此时可以使用化学和/或机械方法去除氧化层。可以用于处理干燥和/或硬化的分散体层 以从导电颗粒化学去除氧化层的合适物质为酸如浓硫酸或稀硫酸或者浓盐酸或稀盐酸、柠 檬酸、磷酸、氨基磺酸、甲酸或乙酸。该至少部分去除氧化层以及在表面至少部分暴露导电颗粒也可以在同一个操作 中进行。在合适的基质上提供非电导性材料如聚合物。合适的聚合物为环氧树脂,例如双 官能或多官能、芳族聚酰胺增强或玻璃纤维增强或纸增强的环氧树脂(如FR4),玻璃纤维 增强塑料,液晶聚合物(LCP),聚苯硫(PPS),聚甲醛(POM),聚芳基醚酮(PAEK),聚醚醚酮 (PEEK),聚酰胺(PA),聚碳酸酯(PC),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),聚对苯二甲酸乙二醇 酯(PET),聚酰亚胺(PI),聚酰亚胺树脂,氰酸酯酯类,双马来酰亚胺-三嗪树脂,尼龙,乙 烯基酯树脂,聚酯,聚酯树脂,聚酰胺,聚苯胺,酚醛树脂,聚吡咯,聚对苯二甲酸萘酯,聚甲 基丙烯酸甲酯,聚亚乙二氧基噻吩,酚醛树脂涂布的芳族聚酰胺纸,聚四氟乙烯(PTFE),三 聚氰胺树脂,有机硅树脂,氟树脂,电介质,APPE,聚醚酰亚胺(PEI),聚苯醚(PPO),聚丙烯 (PP),聚乙烯(PE),聚砜(PSU),聚醚砜(PES),聚芳基酰胺(PAA),聚氯乙烯(PVC),聚苯乙烯 (PS),丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS),丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA),苯乙烯-丙烯腈 (SAN),以及两种或更多种上述聚合物的混合物,其可以采取各种形式。该基质可以包含本 领域熟练技术人员已知的添加剂,例如阻燃剂。原则上,还可以使用列在组分A'下的任何聚合物。其它合适的基质为复合材料,泡沫型聚合物、Styropor 、Styrodur 、聚氨酯
(Pu)、陶瓷表面、纺织品、卡纸板、纸板、纸、聚合物涂布的纸、木材、矿物材料、硅、玻璃、植物 组织或动物组织或树脂饱和的织造织物,压制成板或卷。对本发明的该实施方案而言,优选“非电导性基质”的意思是基质的表面电阻大于 IO9欧姆/厘米。该分散体可以通过本领域技术人员已知的方法施加至基质/背衬。可以施加至基质表面的一面或更多面,并且可以在一维、二维或三维空间延伸。该 基质通常可以具有任何所需的几何形状以适合预定目的。在步骤a)中该分散体可以以结构化形式或非结构化形式施加。优选以连续程序 进行施加步骤[步骤a)]、干燥和/或硬化步骤[步骤b)]和金属沉积[步骤c)]。这由于简单进行步骤a)、b)和c)而是可能的。但是,分批或半连续方法当然也是可以的。所用涂布方法可以包括常规方法和众所周知的方法(铸塑、涂铺、刮涂、刷涂、印 刷(凹板印刷、丝网印刷、胶版印刷、移印(pad print)、喷墨、胶版印刷、LaserSonie 法(如在DE10051850中所述)等、喷雾、浸涂、滚压、粉化、流化床等)。层厚优选在 0. 01-100 μ m,更优选0. 1-50 μ m,特别优选1-25 μ m之间变化。这些层可以以非结构化或结 构化形式施加。使用常规方法干燥或硬化以结构化或非结构化形式施加的涂层。例如,该分散体 可以通过化学途径例如经由粘结剂的聚合、加聚或缩聚反应(例如通过UV辐射、电子束、微 波辐射、IR辐射或加热)进行硬化,或者通过纯物理途径经由溶剂的蒸发进行硬化。还可 以结合物理和化学途径进行干燥。施加分散体并且至少部分干燥和/或至少部分硬化后得到的层使得随后通过化 学和/或电镀法在该至少部分干燥和/或至少部分硬化的分散体层上沉积金属。通过无电流或电镀法在基质上沉积金属表面包含层离石墨如含石墨的热塑性模塑组合物的基质或者涂布有含石墨分散 体的基质特别适合通过电镀法沉积金属层,即生产金属化基质,而不需要任何复杂预处理 基质表面。原则上,任何本领域技术人员已知的和在文献中描述的通过无电流或电镀法在塑 料表面上沉积金属的方法均适合作为生产金属化基质的方法。(例如参见Harold Ebneth 等人,Metallisieren von Kunststoffen :PraktischeErfahrungen mit physikalisch, chemisch und galvanisch metallisiertenHochpolymeren[塑料白勺金属化过物王里、化 学和电镀法用高聚物金属化的实践经验],Expert Verlag,Renningen-Malmsheim,1995, ISBN3-8169-1037-8 ;Kurt Heymann 等 人’ Kunststoffmetallisierung:Handbuchfiir Theorie und Praxis[塑料的金属化理论和实践手册]名为Galvanotechnik und Oberflachenbehandlung [电镀技术和表面处理]的系列出版物中第22号, Saulgau Leuze, 1991 ;Mittal, K. L. (IS),^M^1114H :Fundamental and Applied Aspects, Third Electrochemical SocietySymposium on Metallized Plastics Proceedings,菲尼克斯,亚利桑那州,1991年10月13-18日,纽约,Plenum出版社)。优选在各最终成型工艺之后,通过施加电势而将可金属化基质排列成阴极并使之 与酸性的、中性的或碱性的金属盐溶液接触,从而该金属盐溶液的金属通过电镀法被沉积 在可金属化基质中包含石墨颗粒的表面上。优选的用于沉积的金属为铬、镍、铜、金和银,特 别是铜。还可以通过电镀法相继沉积多种金属层,例如将可金属化基质引入含有不同金属 的溶液的浸涂浴中,每种情况下施加外部电压和电流。在无电流沉积的情况下,该金属应当 比导电颗粒(C)贵。尽管在通过化学和/或电镀法进行无电流金属化之前不需要对可金属化基质表 面进行特别的预处理,但是原则上可以通过本领域技术人员已知的方法进行表面活化。基 质表面的表面活化可以通过以控制方式或使用控制方法将表面粗糙化而在表面上暴露石 墨颗粒而改进粘附性或者加速金属沉积。暴露石墨颗粒还有在聚合物基体中使用较小比例 便能实现金属化的优点。例如,表面活化可以通过机械磨耗,特别是用磨料刷涂、研磨或抛光或者在来自水射流、喷砂的压力下冲击或者用超临界二氧化碳(干冰)喷砂,或者通过物理方法如加热、 激光、UV光、电晕或等离子体放电,和/或化学磨耗,特别是蚀刻和/或氧化而进行。进行 机械磨耗和/或化学磨耗的方法是本领域技术人员已知的并且在现有技术中有所描述。用于抛光的磨料可以是本领域技术人员已知的任何磨料。合适磨料的实例为浮石 粉。为消蚀硬化分散体的最上层,当使用加压水射流时,水射流优选包含少量固体颗粒如浮 石粉(Al2O3),其平均粒度分布为40-120 μ m,优选为60-80 μ m,或者粒径> 3 μ m的粉状石 英(SiO2)。表面活化还可以通过拉伸(也常常称为拉延或伸长)可金属化基质进行,特别是 拉伸了 1. 1-10倍,优选1. 2-5倍,特别优选1. 3-3倍。为表面活化,所述机械和/或化学磨耗的实施方案和所述拉伸的实施方案当然也 可以彼此结合应用。拉伸可以在一个或多个方向进行。在挤塑型材、线或管的情况下,拉伸优选单向进 行,在板状塑料制品的情况下,拉伸例如在片材或板材上以吹塑或热成型方法优选多方向, 特别是双向进行。在多方向拉伸的情况下,重要的是在至少一个拉伸方向达到所述拉伸倍 数。可以用于拉伸的方法原则上是文献中描述的和本领域技术人员已知的任何拉伸 方法。对于片材优选的拉伸方法的实例为吹塑法。在化学磨耗的情况下,优选使用适合该基质聚合物的化学品或化学品混合物。在 化学磨耗的情况下,聚合物例如可以在表面被溶剂至少部分溶解掉,或者基体材料的化学 结构可以被合适的试剂至少一定程度地破坏,从而暴露石墨颗粒。使基体材料膨胀的试剂 也适于暴露石墨颗粒。膨胀产生其中待沉积金属离子能够从电解质溶液渗透的空腔,从而 使得较大量石墨颗粒金属化。较大量暴露的石墨颗粒导致金属化过程中加工速度更快。如果基体材料例如为环氧树脂、改性环氧树脂、环氧-酚醛清漆、聚丙烯酸酯、 ABS、苯乙烯-丁二烯共聚物或聚醚,则优选通过氧化剂实现石墨颗粒的释放。氧化剂破坏 基体材料的键,使得粘结剂分离从而释放粒子。合适氧化剂的实例为锰酸盐如高锰酸钾、 锰酸钾、高锰酸钠、锰酸钠,过氧化氢,氧气,催化剂存在下的氧,例如锰盐、钼盐、铋盐、钨盐 和钴盐,臭氧,五氧化二钒,二氧化硒,多硫化铵溶液,氨或胺存在下的硫,二氧化锰,高铁酸 钾,重铬酸盐/硫酸,硫酸中或乙酸中或乙酸酐中的铬酸,硝酸,氢碘酸,氢溴酸,重铬酸吡 啶镇,铬酸_嘧啶配合物,铬酸酐,氧化铬(VI),高碘酸,四乙酸铅,醌,甲基醌,蒽醌,溴,氯, 氟,铁盐溶液,硫酸氢盐溶液,过碳酸钠,氧代商酸盐如氯酸盐或溴酸盐或碘酸盐,高卤酸 盐如高碘酸钠或高氯酸钠、高溴酸钠,重铬酸盐如重铬酸钠,过硫酸盐如过二硫酸钾、过一 硫酸钾,氯铬酸吡啶錄,次商酸盐如次氯酸钠,亲电试剂存在下的二甲亚砜,氢过氧化叔丁 基,3-氯过苯甲酸,2,2- 二甲基丙醛,戴斯-马丁氧化剂(Des-Martin-Periodinan),草酰 氯,脲-过氧化氢加合物,过氧化脲,2-碘羟苯甲酸,过一硫酸钾,间氯过苯甲酸,N-甲基吗 啉N-氧化物,2-甲基丙-2-基氢过氧化物,过乙酸,新戊醛,四氧化锇,过硫酸氢钾制剂,钌 (III)盐和钌(IV)盐,2,2,6,6-四甲基哌啶基N-氧化物存在下的氧,三乙酰氧基高碘酸盐 (Triacetoxiperiodinan),三氟过乙酸,三甲基乙醛,硝酸铵。任选在该工艺过程中升高温 度以改进释放工艺。优选锰酸盐如高锰酸钾、锰酸钾、高锰酸钠、锰酸钠;过氧化氢,N-甲基吗啉N-氧
28化物,过碳酸盐如过碳酸钠或过碳酸钾;过硼酸盐如过硼酸钠或过硼酸钾;过硫酸盐如过 硫酸钠或过硫酸钾;过二硫酸钠和过一硫酸钠、过二硫酸钾和过一硫酸钾、过二硫酸铵和 过一硫酸铵,次氯酸钠,脲_过氧化氢加合物,氧代商酸盐如氯酸盐或溴酸盐或碘酸盐,高 卤酸盐如高碘酸钠或高氯酸钠,四丁基过二硫酸铵,醌,铁盐溶液,五氧化二钒,重铬酸吡啶 每肯,盐酸,溴,氯,重铬酸盐。特别优选高锰酸钾、锰酸钾、高锰酸钠、锰酸钠、过氧化氢及其加合物、过硼酸盐、 过碳酸盐、过硫酸盐、过二硫酸盐、次氯酸钠和高氯酸盐。为暴露在包含如酯结构的基体材料如聚酯树脂、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚 酯氨基甲酸酯中的石墨颗粒,优选使用如酸性或碱性化学品和/或化学品混合物。优选的 酸性化学品和/或化学品混合物例如为浓酸或稀酸如盐酸、硫酸、磷酸或硝酸。根据基体材 料,有机酸也可能是合适的,实例为甲酸或乙酸。合适的碱性化学品和/或化学品混合物例 如为碱如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化铵或碳酸盐如碳酸钠或碳酸钾。任选在该工 艺过程中升高温度以改进释放工艺。溶剂也可以用于暴露基体材料中的石墨颗粒。溶剂必须适当地与基体材料匹配, 因为基体材料必须在溶剂中溶解或被溶剂溶剂化。如果使用基体材料可溶于其中的溶剂, 则使底层与溶剂仅接触短的时间,以便基体材料上层被溶剂化并从而分离。原则上,可以使 用上述任何溶剂。优选的溶剂为二甲苯、甲苯、卤代烃、丙酮、甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮 (MIBK)、二甘醇一丁基醚。为改进溶剂性能,可以任选在溶解过程中升高温度。通过化学和/或电镀法沉积的一层或多层金属层的厚度在本领域技术人员已知 的常规范围内,并且对于本发明并不重要。特别优选用作电导性组件,特别是印刷电路板的金属化基质具有至少一层通过化 学和/或电镀法沉积的金属层,特别是铜层、银层或金层。特别优选在装饰性领域使用的金属化基质具有通过化学和/或电镀法沉积的铜 层,其上具有通过化学和/或电镀法沉积的镍层,其上沉积有铬层、银层或金层。金属化基质,如果合适在通过文献中描述的方法和本领域技术人员已知的方法生 产导体轨道结构之后,适合作为电导组件,特别是印刷电路板、RFID天线、应答器天线或其 它天线结构,开关,传感器和MID,EMI屏蔽材料(即屏蔽以避免电磁干扰)如吸收器、衰减 器或电磁辐射反射器,或者作为气体屏障或装饰性部件,特别是在机动车领域、卫生领域、 玩具领域、家具领域和办公领域的装饰性部件。这些应用的实例为计算机、电子元件、军事和非军事屏蔽装置、刮刀配件和盥洗 架配件、淋浴喷头、淋浴横杆、淋浴架、金属化门把手和门手柄、厕所纸辊架、浴缸拉手、家具 和镜子上的金属化装饰带和淋浴隔板的框架。还可以提及的是汽车领域的金属化塑料表面,例如装饰带、外视镜、水箱、前端金 属化、翼面、外部车身部件、门槛、复位踏板、装饰性轮盖。可以由塑料制造的部件特别是迄今为止部分地或全部由金属制造的那些。这里可 以提及的实例为工具,如钳子、改锥、钻机、钻头夹盘、锯条、环形扳手和开口扳手。金属化基质(在包含可磁化金属的情况下)也用于可磁化功能部件领域,例如磁 板、磁性游戏、在例如冰箱门中的磁性表面。它们也应用于其中良好的热传导性是有利的领 域,例如座位加热系统、地板加热系统、绝缘材料的薄片。
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本发明还提供了具有至少部分可通过本发明上文所述生产金属层的方法获得的 电导性金属层的基质表面。这类基质表面可以用于传导电流或热,屏蔽电磁辐射或用于磁化。本发明还提供了本发明分散体用于施加金属层的用途。本发明基质表面以及本发明方法可以特别是用于下文所列的各种应用。本发明基质表面和/或本发明方法适合例如生产印刷电路板上的导体轨道。这些 印刷电路板的实例为具有多层内部和外部亚层、微孔、印刷基板芯片的那些,韧性和刚性印 刷电路板,它们例如安装在如计算机、电话、电视、电动组件、键盘、收音机、电视录放机、CD 播放器、CD-ROM播放器和DVD播放器、游戏控制台、测量设备和控制装置、传感器、厨房电 器、电动玩具等产品中。本发明方法也可以用于在电路韧性背衬上涂布电导性基质。这些电路韧性背衬 为例如由上述背衬材料组成的塑料片,将电导性结构印刷在上面。本发明方法还适合生产 RFID天线、应答器天线、天线结构、芯片卡模件、带状电缆、座椅加热系统、箔导线、太阳能电 池或LCD显示屏或等离子显示屏中的导体轨道、薄片电容器或其它电容器、电阻、换流器、 电保险丝,或适合生产通过电镀法涂布的任何形式的产品,实例为具有限定层厚的单面或 双面涂布的聚合物基质或者3D-模制互联装置,或者适合在用于例如屏蔽电磁辐射或传导 热量的产品或用作包装的产品上生产装饰性或功能性表面。还可以生产具有接触点的天线用于有机电子元件,或者在非电导性材料表面上生 产涂层用于电磁屏蔽(EMI)。还可以生产用于生产具有由非电导性材料组成的结构的高频信号波导管的金属 内部涂层以提供机械支撑。该基质表面也可以是薄片电容器的一部分。另一个可能用途是在双极板的流场领域中用于燃料电池应用。还可以为随后的由上述非电导性基质组成的模制品的装饰性金属化生产非结构 化或结构化导电层。借助本发明分散体生产金属层的本发明方法以及本发明基质表面的适用范围允 许低成本生产金属化基质(其中基质本身不导电),特别是用作开关和传感器、电磁辐射吸 收器或气体屏障或装饰性部件(特别是机动车领域、卫生领域、玩具领域、家居领域和办公 领域的装饰性部件)和包装以及片。本发明还可以在纸币、信用卡、个人身份证等安全印刷 领域中使用。本发明方法可以用于纺织品的电和磁功能化(变送器、RFID天线、应答器天 线和其它天线、传感器、加热元件、抗静电系统(包括为塑料抗静电的那些)、屏蔽系统等)。还可以使用非电导性材料生产迄今为止部分或全部由金属生产的部件。例如,此 处可以提及的是落水管、沟槽、门以及窗框。还可以生产集成电气模件上的接触点或接触垫或接线。还可以生产薄金属片或者单面或双面层压聚合物背衬材料或者金属化塑料表面 如装饰性带或外视镜。本发明分散体和/或方法同样可以用于例如在印刷电路板中、RFID天线中、应答 器天线中、带状电缆中或箔导线中的孔(包括盲孔和通孔等)的金属化,目的是建立上面和 下面的接触。这同样适用于使用其它基质的情况。在本发明中金属化的基质表面的优选用途为其中所得基质用作导体轨道、RFID天
30线、应答器天线、座椅加热系统、带状电缆、非接触式芯片卡、薄金属片或者单面或双面层压 聚合物背衬、箔导线、太阳能电池或LCD显示屏或等离子显示屏中的导体轨道或者装饰性 应用如包装材料的那些。本发明分散体和方法是重要的,因为提供了金属涂布非电导性基质的最佳化体 系,特别是使用导电清漆或导电分散体,其中当与已知体系比较时,它们具有以下改进性能 的组合低重量、良好的粘附性、分散性和流动性及高电导性。此外可以使用本发明分散体 和方法在非电导性材料上生产均勻和连续的金属层。通过无电流和/或电镀法涂布之后,该基质可以进一步通过使用本领域技术人员 已知的任何步骤进行加工。例如,可以通过漂洗从基质去除存在的电解质残留物,和/或可 以干燥该基质。本发明方法允许通过化学和/或电镀法沉积来自金属盐溶液的金属而在基质上 改进地施加金属层。特别是,本发明方法可以在较短的电镀时间内以低成本在基质上沉积 与基质良好粘合且质量好的金属层。所得金属化基质重量较轻。
权利要求
通过沉积来自金属盐溶液的金属而在基质上施加金属层的方法,其包括在基质表面存在层离石墨。
2.根据权利要求1的方法,其中所述层离石墨的表面积为300-2600m2/g。
3.根据权利要求1或2的方法,其中所述基质包含热塑性模塑组合物,其中所述热塑性 模塑组合物基于一共为100重量%的组分A、B、C和D的总重包含a 20-99重量%的热塑性聚合物作为组分A, b 1-30重量%的层离石墨作为组分B, c 0-10重量%的分散剂作为组分C,和d 0-40重量%的纤维状填料或粒状填料或者它们的混合物作为组分D,或者基于一共 为100重量%的组分A、B、C、D和E的总重包含 a 20-98重量%的热塑性聚合物作为组分A, b 1-30重量%的层离石墨作为组分B,c 1-70重量%的平均粒径为0. 01-100 μ m的导电颗粒作为组分C, d 0-10重量%的分散剂作为组分D,和e 0-40重量%的纤维状填料或粒状填料或者它们的混合物作为组分E。
4.根据权利要求3的方法,其中所用组分A包含一种或多种选自以下聚合物的聚合物 抗冲击改性乙烯基芳族共聚物、基于苯乙烯的热塑性弹性体、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚 氯乙烯、聚酯、环氧树脂、热塑性聚氨脂以及它们的混合物。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法,其中在所述基质上提供分散体,并且所述分散 体至少部分干燥和/或至少部分硬化,并且在至少部分干燥和/或至少部分硬化所述分散 体之后,通过化学和/或电镀法沉积金属,此时所述分散体包含a'基于组分A'、B'和C'的总重为0.1-99. 9重量%的有机粘合剂组分A', b'基于组分A'、B'和C'的总重为0.1-30重量%的层离石墨作为组分B', c’基于组分A’、B’和C'的总重为0-99. 8重量%的溶剂组分C’,和此外如果合适至 少一种以下组分d’基于组分A’、B’和C’的总重为0. 1-50重量%的分散剂组分D’,以及 e’基于组分A’、B’和C’的总重为0. 1_50重量%的填料组分E’,或者 a基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-99. 8重量%的有机粘合剂组分A, b基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-30重量%的层离石墨作为组分B, c基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-70重量%的平均粒径为0. 01-100 μ m的导电颗 粒作为组分C,d基于组分A、B、C和D的总重为0-99. 7重量%的溶剂组分D,和此外如果合适至少 一种以下组分e基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-20重量%的分散剂组分E,以及 f 基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-40重量%的添加剂F。
6.根据权利要求5的方法,其中所述粘合剂组分A’由聚合物或聚合物混合物组成。
7.根据权利要求5或6的方法,其中所述分散体以结构化或非结构化形式施加至所述基质。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法,其中将包含层离石墨的所述基质表面在使用化学和/或电镀法沉积金属之前进行表面活化。
9.层离石墨在施加金属层至基质上的用途。
10.至少部分包含由权利要求1-8中任一项的方法获得的电导性金属层的基质表面。
11.根据权利要求10的基质表面在传导电流或热或者作为装饰性金属表面、屏蔽电磁 辐射或者磁化中的用途。
12.根据权利要求11的用途,用作印刷电路板、RFID天线、应答器天线或其它天线结 构、座椅加热系统、带状电缆、箔导线、非接触式芯片卡、太阳能电池或LCD屏或等离子显示 屏中的导体轨道,或者用于生产通过化学和/或电镀法涂布的任何所需形式的产品。
13.生产可以通过无电流和/或电镀法金属化的模制品的热塑性模塑组合物,其基于 一共为100重量%的组分A、B、C、D和E的总重包含a 20-98重量%的热塑性聚合物作为组分A, b 1-30重量%的层离石墨作为组分B,c 1-70重量%的平均粒径为0. Ol-IOOym的导电颗粒作为组分C, d 0-10重量%的分散剂作为组分D,和e 0-40重量%的纤维状填料或粒状填料或者它们的混合物作为组分E。
14.根据权利要求13的热塑性模塑组合物,其中所用组分C包含金属粉末。
15.生产通过无电流和/或电镀法金属化的模制品的方法,其包括混合熔体形式的根 据权利要求13或14的热塑性模塑组合物,然后将它们挤塑或注塑,然后如果合适进行一步 或多步其它成型工艺,最后通过无电流和/或电镀法沉积来自金属盐溶液的金属层,其中 如果合适在通过无电流和/或电镀法沉积金属之前将所述热塑性模塑组合物的表面活化。
16.通过权利要求15的方法生产的金属化模制品。
17.根据权利要求16的金属化模制品,其包含一层或多层由铜和/或铬和/或镍组成的金属层。
18.包含根据权利要求16或17的金属化模制品的电导性组件,EMI屏蔽单元如吸收 器、衰减器或电磁辐射反射器,气体屏障或装饰性部件,特别是在机动车领域、卫生领域、玩 具领域、家居领域或办公领域中的装饰性部件。
19.用于在非电导性基质上施加金属层的分散体,其包含a基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-99. 8重量%的有机粘合剂组分A, b基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-30重量%的层离石墨作为组分B, c基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-70重量%的平均粒径为0. 01-100 μ m的导电颗 粒作为组分C,d基于组分A、B、C和D的总重为0-99. 7重量%的溶剂组分D,和此外如果合适至少 一种以下组分e基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-20重量%的分散剂组分E,以及 f 基于组分A、B、C和D的总重为0. 1-40重量%的添加剂F。
20.根据权利要求19的分散体,其中所用组分C包含金属粉末。
21.生产根据权利要求19或20的分散体的方法,包括以下步骤a')混合组分A-C和至少一部分组分D以及如果合适E和F及其它组分,和 b')分散该混合物。
22.在非电导性基质的至少一部分表面上生产金属层的方法,其包括以下步骤a)在所述基质上至少部分施加根据权利要求19或20的分散体;b)至少部分干燥和/或部分硬化在所述基质上施加的分散体层;及c)通过无电流和/或电镀法在至少部分干燥和/或至少部分硬化的分散体层上沉积金 属形成金属层,其中如果合适在步骤b)和c)之间活化所述至少部分干燥和/或硬化的分 散体层的表面。
23.根据权利要求22的方法获得的至少部分具有电导性金属层的基质表面。
24.根据权利要求23的基质表面在传导电流或热或者作为装饰性金属表面或者屏蔽 电磁辐射或者磁化中的用途,例如以印刷电路板、RFID天线、应答器天线或其它天线结构、 座椅加热系统、带状电缆、箔导线、非接触式芯片卡、太阳能电池或LCD屏或等离子显示屏 中的导体轨道的形式,或者在生产通过电镀法涂布的任何所需产品中的用途。
25.根据权利要求19或20的分散体在施加金属层中的用途。
全文摘要
本发明涉及一种通过沉积来自金属盐溶液的金属而施加金属层至基质的方法,特征在于所述基质表面包含层离石墨。
文档编号C23C18/16GK101970720SQ200980108693
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者C·基伯格, K·乔希, N·瓦格纳, S·赫尔梅斯 申请人:巴斯夫欧洲公司