一種Ni-Cu-La-B四元合金鍍液及用于玻璃纖維化學鍍的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Ni-Cu-La-B四元合金鍍液，該Ni-Cu-La-B四元合金鍍液的組成如下：氯化鎳20～40g/L、硫酸銅10～20g/L、硫酸鑭0.5～10g/L、硼氫化鈉0.5～3g/L、酒石酸鉀鈉40～50g/L、乙二胺15～30g/L、氫氧化鈉35～60g/L。本發(fā)明以硼氫化鈉為還原劑，加入易溶于水的硫酸鑭，在強堿性和低溫條件下進行玻璃纖維化學鍍Ni-Cu-La-B四元合金；鍍層是Ni-Cu-La-B合金鍍層，硼的含量低（僅為0.5～5wt%），鍍層含鎳量高，鍍層結合力、導電性、耐磨性好。利用本發(fā)明的方法制備的鍍Ni-Cu-La-B玻璃纖維經過顯微鏡觀察鍍層致密，用X射線能譜儀測試表面化學成分，含Ni15～50wt%、Cu2～15wt%、La0.5～5wt%、B0.5～5wt%。該導電玻璃纖維可用于電磁波屏蔽、吸波、隱身與抗靜電等特殊領域。
【專利說明】—種N1-Cu-La-B四元合金鍍液及用于玻璃纖維化學鍍的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及化學鍍【技術領域】，尤其涉及一種N1-Cu-La-B四元合金鍍液及用于玻璃纖維化學鍍的方法。
【背景技術】
[0002]隨著現代科技的高速發(fā)展，一種被人們稱為“隱形殺手”電磁輻射污染日益受到各界的關注，電磁輻射造成的電磁干擾、電磁信息泄密和電磁環(huán)境污染對經濟建設、國防安全和社會生活帶來的影響越來越嚴重，電磁輻射污染已經成為當今社會的一大公害。采用電磁波屏蔽涂料對干擾電子電氣產品正常工作的雜散電磁波進行電磁波屏蔽處理是一種有效防治電磁輻射污染的方法。對電磁波屏蔽涂料而言，導電填料的成本和導電性能、比重等已成為制約其性價比及其應用的關鍵因素。傳統(tǒng)的金、銀、鋁、鎳、銅等金屬的導電性雖好，但由于其成本過高、比重過大，極大地限制了其市場推廣使用。
[0003]化學鍍是一種綠色環(huán)保、成本較低、應用較廣泛的表面金屬化改性方法，利用化學鍍技術制備的鍍層均勻、牢固且成分易于控制，化學鍍已成為新型電磁屏蔽復合填料的常用制備技術之一。目前，以塑料、織物、纖維、玻璃微珠、木材、金屬或礦物晶須等為基體，用化學鍍技術制備已經成功制備出了多種新型電磁屏蔽復合導電填料。
[0004]玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，其絕緣性、耐熱性和抗腐蝕性好，機械強度高，常作為復合材料中的增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料以及電路基板材料等，廣泛應用于建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環(huán)保、國防等國民經濟諸多領。玻璃纖維性脆、耐磨性和導電性較差，在一定程度上降低了玻璃纖維的性價比，限制其應用范圍。對玻璃纖維化學鍍金屬可制備導電玻璃纖維。玻璃纖維表面化學鍍金屬的原理是:以玻璃纖維為基體，利用還原劑將溶液中金屬離子(例如，鎳、銅金屬離子)等化學還原在呈催化活性的玻璃纖維表面，在沒有外電流通過的情況下，使之形成導電鍍層，從而得到表面鍍金屬(例如，鎳銅)玻璃纖維。
[0005]目前，關于玻璃纖維表面化學鍍多元合金技術已經公開的專利主要有:玻璃纖維化學鍍N1-Fe-La-P四元合金鍍液及其制備方法(專利號:200710017925.7)，玻璃纖維表面化學鍍五元合金鍍液及其制備方法(專利號:200710017926.1)，玻璃纖維化學鍍N1-Co-La-P四元合金鍍液及其制備方法(專利號:200710017929.5)。
[0006]中國已申請專利200710017925.7涉及一種玻璃纖維化學鍍N1-Fe-La-P四元合金鍍液及其制備方法，其鍍液由氯化鎳、硫酸亞鐵、氧化鑭、檸檬酸鈉、蘋果酸、丁二酸、次亞磷酸鈉、硫酸銨、蒸餾水、硫脲、尿素和濃鹽酸組成，由于在化學鍍液中加入適量的La2O3，所制得合金鍍層中磷含量在1.8%~17%。
[0007]中國已申請專利200710017926.1涉及一種玻璃纖維化學鍍N1-Co-Fe-La-P五元合金鍍液及其制備方法，其鍍液由氯化鎳、硫酸鈷、次亞磷酸鈉、硫酸亞鐵、氧化鑭、檸檬酸鈉、蘋果酸、丁二酸、硫酸銨、蒸餾水、硫脲、尿素和濃鹽酸組成，由于在化學鍍液中加入適量的La2O3，所制得合金鍍層中磷含量在3%~17%。
[0008]中國已申請專利200710017929.5涉及一種玻璃纖維化學鍍N1-Co-La-P四元合金鍍液及其制備方法，其鍍液由氯化鎳、硫酸鈷、氧化鑭、檸檬酸鈉、蘋果酸、丁二酸、次亞磷酸鈉、硫酸銨、蒸餾水、硫脲、尿素和濃鹽酸組成，由于在化學鍍液中加入適量的La2O3，所制得合金鍍層中磷含量在6%~23%。
[0009]經檢索，未發(fā)現玻璃纖維化學鍍N1-Cu-La-B四元合金鍍液及其制備方法的專利申請或文獻報道。
[0010]鍍N1-Cu-La-B玻璃纖維可作為導電涂料的功能填料，用于電磁波屏蔽、吸波、隱身、抗靜電與發(fā)熱領域。玻璃纖維表面化學鍍N1-Cu-La-B技術有望為提高玻璃纖維的附加值，為提高非金屬材料的綜合開發(fā)和利用水平提供一種新的技術方法。
[0011]傳統(tǒng)的玻璃纖維化學鍍技術以次亞磷酸鈉(又名次磷酸鈉)為還原劑，次亞磷酸鈉具有一定毒性，在常壓下加熱蒸發(fā)次亞磷酸鈉溶液會發(fā)生爆炸；化學鍍中有磷析出和磷與鎳的共沉積形成磷含量高且磷呈彌散態(tài)的鎳磷合金鍍層，增加了鍍層脆性和降低了鍍層結合力和導電性，從而影響了鍍層質量。在化學鍍液中加入的La2O3不溶于水，降低了稀土在化學鍍的作用。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明的目的是 提供一種N1-Cu-La-B四元合金鍍液及用于玻璃纖維化學鍍的方法。主要是玻璃纖維經除油、粗化、敏化、活化等預處理后，利用還原劑將溶液中鎳、銅、鑭金屬離子化學還原在呈催化活性的玻璃纖維表面，在沒有外電流通過的情況下，使之形成金屬鍍層，從而制得表面含N1-Cu-La-B的導電玻璃纖維，提高玻璃纖維的導電性能。
[0013]本發(fā)明采取的技術方案是:
[0014]本發(fā)明的N1-Cu-La-B四元合金鍍液的組成如下:
[0015]
【權利要求】
1.一種N1-Cu-La-B四元合金鍍液,其特征在于:所述的N1-Cu-La-B四元合金鍍液的組成如下:氯化鎳20~40g/l硫酸銅l()~20g/L硫酸鑭0.5~10g/L硼氫化鈉0.5~3g/L酒石酸鉀鈉40~50g/L乙二胺15~30g/L氧氧化鈉35~60g/L 溶劑為蒸餾水。
2.如權利要求1所述的N1-Cu-La-B四元合金鍍液，其特征在于:所述的N1-Cu-La-B四元合金鍍液的組成如下:氯化鎳25~35g/L硫酸銅]0~15g/L硫酸鑭I~5g/L硼氫化鈉I~2g/L酒石酸鉀鈉45~50g/h乙二胺20~25g/L氫氧化鈉4()~,50§'/1 溶劑為蒸餾水。
3.一種利用權利要求1或2所述的N1-Cu-La-B四元合金鍍液進行玻璃纖維表面化學鍍的方法，其特征在于:該方法的具體步驟如下: (1)首先按配比分別稱取氯化鎳、硫酸銅、硫酸鑭、硼氫化鈉、酒石酸鉀鈉、乙二胺、氫氧化鈉； (2)將步驟(1)所稱取的氯化鎳、硫酸銅和硫酸鑭、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉和乙二胺放入容器中，并加入蒸餾水，在常溫下用磁力攪拌機攪拌混合均勻； (3)將次硼氫化鈉緩慢加入步驟(2)所配好的溶液，攪拌至溶解，滴入氨水調節(jié)pH值至12~13.5，配成化學鍍液； (4)將玻璃纖維放入步驟(3)所配制好的化學鍍液中進行化學鍍N1-Cu-La-B，施鍍溫度60~90°C，施鍍時間I~8h ; (5)將上述所制得的鍍N1-Cu-La-B玻璃纖維烘干，烘干溫度80~100°C，即得到鍍N1-Cu-La-B玻璃纖維。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(4)中的玻璃纖維在使用前進行預處理，預處理步驟如下: (1)將玻璃纖維放入0.5~10%的碳酸鈉水溶液浸泡8-24h后用蒸餾水進行水洗，過濾，烘干； (2)將步驟(1)處理過的玻璃纖維浸入濃度為0.5~5%的硅烷偶聯(lián)劑溶液中，浸潰2~20分鐘，過濾，烘干； (3)將步驟(2)處理過的玻璃纖維浸入濃度為40~65%的硝酸溶液進行粗化處理處理10~60分鐘，硝酸溶液的溫度維持在40~80°C ； (4)將步驟(3)處理過的玻璃纖維浸入濃度為5~20g/LSnCl2.2Η20和10~30g/LHCl混合溶液中進行敏化處理； (5)將步驟(4)處理過的玻璃纖維在0.1~2g/LPdCl2和I~20mL/LHCl混合溶液中進行活化處理。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，施鍍溫度60~90°C。
6.如權利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(4)中，施鍍時間I~8h。
7.如權利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(5)中，烘干溫度80~100°C。
【文檔編號】C23C18/48GK103757617SQ201410010339
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權日:2014年1月9日
【發(fā)明者】管登高, 徐冠立, 孫遙, 孫傳敏, 林金輝, 周文鑫, 李華偉, 胥文軍, 唐峰, 陳婷 申請人:成都理工大學