一种Ni-Cu-La-B四元合金镀液及用于玻璃纤维化学镀的方法
【专利摘要】本发明公开了一种Ni-Cu-La-B四元合金镀液，该Ni-Cu-La-B四元合金镀液的组成如下：氯化镍20～40g/L、硫酸铜10～20g/L、硫酸镧0.5～10g/L、硼氢化钠0.5～3g/L、酒石酸钾钠40～50g/L、乙二胺15～30g/L、氢氧化钠35～60g/L。本发明以硼氢化钠为还原剂，加入易溶于水的硫酸镧，在强碱性和低温条件下进行玻璃纤维化学镀Ni-Cu-La-B四元合金；镀层是Ni-Cu-La-B合金镀层，硼的含量低（仅为0.5～5wt%），镀层含镍量高，镀层结合力、导电性、耐磨性好。利用本发明的方法制备的镀Ni-Cu-La-B玻璃纤维经过显微镜观察镀层致密，用X射线能谱仪测试表面化学成分，含Ni15～50wt%、Cu2～15wt%、La0.5～5wt%、B0.5～5wt%。该导电玻璃纤维可用于电磁波屏蔽、吸波、隐身与抗静电等特殊领域。
【专利说明】—种N1-Cu-La-B四元合金镀液及用于玻璃纤维化学镀的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学镀【技术领域】，尤其涉及一种N1-Cu-La-B四元合金镀液及用于玻璃纤维化学镀的方法。
【背景技术】
[0002]随着现代科技的高速发展，一种被人们称为“隐形杀手”电磁辐射污染日益受到各界的关注，电磁辐射造成的电磁干扰、电磁信息泄密和电磁环境污染对经济建设、国防安全和社会生活带来的影响越来越严重，电磁辐射污染已经成为当今社会的一大公害。采用电磁波屏蔽涂料对干扰电子电气产品正常工作的杂散电磁波进行电磁波屏蔽处理是一种有效防治电磁辐射污染的方法。对电磁波屏蔽涂料而言，导电填料的成本和导电性能、比重等已成为制约其性价比及其应用的关键因素。传统的金、银、铝、镍、铜等金属的导电性虽好，但由于其成本过高、比重过大，极大地限制了其市场推广使用。
[0003]化学镀是一种绿色环保、成本较低、应用较广泛的表面金属化改性方法，利用化学镀技术制备的镀层均匀、牢固且成分易于控制，化学镀已成为新型电磁屏蔽复合填料的常用制备技术之一。目前，以塑料、织物、纤维、玻璃微珠、木材、金属或矿物晶须等为基体，用化学镀技术制备已经成功制备出了多种新型电磁屏蔽复合导电填料。
[0004]玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其绝缘性、耐热性和抗腐蚀性好，机械强度高，常作为复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料以及电路基板材料等，广泛应用于建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环保、国防等国民经济诸多领。玻璃纤维性脆、耐磨性和导电性较差，在一定程度上降低了玻璃纤维的性价比，限制其应用范围。对玻璃纤维化学镀金属可制备导电玻璃纤维。玻璃纤维表面化学镀金属的原理是:以玻璃纤维为基体，利用还原剂将溶液中金属离子(例如，镍、铜金属离子)等化学还原在呈催化活性的玻璃纤维表面，在没有外电流通过的情况下，使之形成导电镀层，从而得到表面镀金属(例如，镍铜)玻璃纤维。
[0005]目前，关于玻璃纤维表面化学镀多元合金技术已经公开的专利主要有:玻璃纤维化学镀N1-Fe-La-P四元合金镀液及其制备方法(专利号:200710017925.7)，玻璃纤维表面化学镀五元合金镀液及其制备方法(专利号:200710017926.1)，玻璃纤维化学镀N1-Co-La-P四元合金镀液及其制备方法(专利号:200710017929.5)。
[0006]中国已申请专利200710017925.7涉及一种玻璃纤维化学镀N1-Fe-La-P四元合金镀液及其制备方法，其镀液由氯化镍、硫酸亚铁、氧化镧、柠檬酸钠、苹果酸、丁二酸、次亚磷酸钠、硫酸铵、蒸馏水、硫脲、尿素和浓盐酸组成，由于在化学镀液中加入适量的La2O3，所制得合金镀层中磷含量在1.8%~17%。
[0007]中国已申请专利200710017926.1涉及一种玻璃纤维化学镀N1-Co-Fe-La-P五元合金镀液及其制备方法，其镀液由氯化镍、硫酸钴、次亚磷酸钠、硫酸亚铁、氧化镧、柠檬酸钠、苹果酸、丁二酸、硫酸铵、蒸馏水、硫脲、尿素和浓盐酸组成，由于在化学镀液中加入适量的La2O3，所制得合金镀层中磷含量在3%~17%。
[0008]中国已申请专利200710017929.5涉及一种玻璃纤维化学镀N1-Co-La-P四元合金镀液及其制备方法，其镀液由氯化镍、硫酸钴、氧化镧、柠檬酸钠、苹果酸、丁二酸、次亚磷酸钠、硫酸铵、蒸馏水、硫脲、尿素和浓盐酸组成，由于在化学镀液中加入适量的La2O3，所制得合金镀层中磷含量在6%~23%。
[0009]经检索，未发现玻璃纤维化学镀N1-Cu-La-B四元合金镀液及其制备方法的专利申请或文献报道。
[0010]镀N1-Cu-La-B玻璃纤维可作为导电涂料的功能填料，用于电磁波屏蔽、吸波、隐身、抗静电与发热领域。玻璃纤维表面化学镀N1-Cu-La-B技术有望为提高玻璃纤维的附加值，为提高非金属材料的综合开发和利用水平提供一种新的技术方法。
[0011]传统的玻璃纤维化学镀技术以次亚磷酸钠(又名次磷酸钠)为还原剂，次亚磷酸钠具有一定毒性，在常压下加热蒸发次亚磷酸钠溶液会发生爆炸；化学镀中有磷析出和磷与镍的共沉积形成磷含量高且磷呈弥散态的镍磷合金镀层，增加了镀层脆性和降低了镀层结合力和导电性，从而影响了镀层质量。在化学镀液中加入的La2O3不溶于水，降低了稀土在化学镀的作用。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是 提供一种N1-Cu-La-B四元合金镀液及用于玻璃纤维化学镀的方法。主要是玻璃纤维经除油、粗化、敏化、活化等预处理后，利用还原剂将溶液中镍、铜、镧金属离子化学还原在呈催化活性的玻璃纤维表面，在没有外电流通过的情况下，使之形成金属镀层，从而制得表面含N1-Cu-La-B的导电玻璃纤维，提高玻璃纤维的导电性能。
[0013]本发明采取的技术方案是:
[0014]本发明的N1-Cu-La-B四元合金镀液的组成如下:
[0015]
【权利要求】
1.一种N1-Cu-La-B四元合金镀液,其特征在于:所述的N1-Cu-La-B四元合金镀液的组成如下:氯化镍20~40g/l硫酸铜l()~20g/L硫酸镧0.5~10g/L硼氢化钠0.5~3g/L酒石酸钾钠40~50g/L乙二胺15~30g/L氧氧化钠35~60g/L 溶剂为蒸馏水。
2.如权利要求1所述的N1-Cu-La-B四元合金镀液，其特征在于:所述的N1-Cu-La-B四元合金镀液的组成如下:氯化镍25~35g/L硫酸铜]0~15g/L硫酸镧I~5g/L硼氢化钠I~2g/L酒石酸钾钠45~50g/h乙二胺20~25g/L氢氧化钠4()~,50§'/1 溶剂为蒸馏水。
3.一种利用权利要求1或2所述的N1-Cu-La-B四元合金镀液进行玻璃纤维表面化学镀的方法，其特征在于:该方法的具体步骤如下: (1)首先按配比分别称取氯化镍、硫酸铜、硫酸镧、硼氢化钠、酒石酸钾钠、乙二胺、氢氧化钠； (2)将步骤(1)所称取的氯化镍、硫酸铜和硫酸镧、酒石酸钾钠、氢氧化钠和乙二胺放入容器中，并加入蒸馏水，在常温下用磁力搅拌机搅拌混合均匀； (3)将次硼氢化钠缓慢加入步骤(2)所配好的溶液，搅拌至溶解，滴入氨水调节pH值至12~13.5，配成化学镀液； (4)将玻璃纤维放入步骤(3)所配制好的化学镀液中进行化学镀N1-Cu-La-B，施镀温度60~90°C，施镀时间I~8h ; (5)将上述所制得的镀N1-Cu-La-B玻璃纤维烘干，烘干温度80~100°C，即得到镀N1-Cu-La-B玻璃纤维。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于:步骤(4)中的玻璃纤维在使用前进行预处理，预处理步骤如下: (1)将玻璃纤维放入0.5~10%的碳酸钠水溶液浸泡8-24h后用蒸馏水进行水洗，过滤，烘干； (2)将步骤(1)处理过的玻璃纤维浸入浓度为0.5~5%的硅烷偶联剂溶液中，浸溃2~20分钟，过滤，烘干； (3)将步骤(2)处理过的玻璃纤维浸入浓度为40~65%的硝酸溶液进行粗化处理处理10~60分钟，硝酸溶液的温度维持在40~80°C ； (4)将步骤(3)处理过的玻璃纤维浸入浓度为5~20g/LSnCl2.2Η20和10~30g/LHCl混合溶液中进行敏化处理； (5)将步骤(4)处理过的玻璃纤维在0.1~2g/LPdCl2和I~20mL/LHCl混合溶液中进行活化处理。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于:步骤(4)中，施镀温度60~90°C。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于:步骤(4)中，施镀时间I~8h。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于:步骤(5)中，烘干温度80~100°C。
【文档编号】C23C18/48GK103757617SQ201410010339
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】管登高, 徐冠立, 孙遥, 孙传敏, 林金辉, 周文鑫, 李华伟, 胥文军, 唐峰, 陈婷 申请人:成都理工大学