CN101307439B - 一种木材表面化学镀镍的方法 - Google Patents
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Abstract
一种木材表面化学镀镍的方法，它涉及一种表面化学镀的方法。它解决了现有的非金属化学镀镍存在活化液成分复杂、工艺复杂、污染环境及镀层与非金属之间结合强度低的问题。方法：一、配制还原剂溶液；二、配制镀液；三、将木材浸渍于还原剂中，取出室温下放置后再浸渍镀液，即得到表面化学镀镍的木材。本发明方法简单，易于操作，不使用有毒挥发性物质，不污染环境，且镀层与木材表面结合强度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种木材表面化学镀的方法。
背景技术
化学镀具有可镀复杂形状镀料，镀层均匀，力学性能较好，可赋予非金属以表面导电性及电磁屏蔽等性能，是非金属金属化的重要途径。木材化学镀一般采用胶体钯进行活化，但PdCl2为贵重金属的盐，价格贵重、具有毒性且工艺过程复杂。因此，目前采用活性镍代替金属钯，以降低了成本，而且环保；但是现有的非金属化学镀镍中，存在活化液成分复杂，工艺复杂，镀层性能差，主要表现在镀层与非金属之间结合强度低，且甲醇、盐酸等的挥发性有毒性，污染环境，不适合大规模生产。
发明内容
本发明目的是为了解决现有的非金属化学镀镍存在活化液成分复杂、工艺复杂、污染环境及镀层与非金属之间结合强度低的问题，而提供一种木材表面化学镀镍的方法。
木材表面化学镀镍的方法按以下步骤实现：一、将NaBH4溶液和NaOH溶液混合得到还原剂，还原剂中NaBH4的浓度为2～10g/L、NaOH的浓度为0.5～5g/L；二、将硫酸镍、次亚磷酸钠、醋酸钠、乳酸、氯化铵和硫脲溶液混合得到镀液，镀液pH值为7～9，镀液中硫酸镍的浓度为20～50g/L、次亚磷酸钠的浓度为20～50g/L、醋酸钠的浓度为10～30g/L、乳酸的浓度为10～25mL/L、氯化铵的浓度为10～30g/L、硫脲的浓度为0.001～0.006g/L；三、将木材浸渍于还原剂中2～10min，取出后室温下放置0.5～1min，再浸渍于65～80℃的镀液中10～30min，即得到表面化学镀镍的木材。
本发明中利用NaBH4(硼氢化钠)的强还原性及木材自身的吸附性，使吸附了NaBH4的木材在含有Ni2+的镀液中表面还原出具有催化活性的活性Ni，进而催化后续的化学镀产生连续的镀层，这样就使得产生活性Ni的活化过程和产生连续镀层的化学镀过程在同一溶液中完成，加快了反应速度，可控性强，增加了镀液的稳定性，且镀层与木材表面结合强度高，镀层的表面电阻率小于200mΩ/cm2，镀层性能良好，电磁屏蔽效果好，方法简单，易于操作，不使用有毒挥发性物质，不污染环境，适合大规模的工业生产。
附图说明
图1为具体实施方式五中桦木表面镀镍后的表面形貌图，其中表面形貌图中的放大倍数为2000倍，极靴与样品之间的距离为10.0mm，电压为15.0kV；图2为具体实施方式五中桦木表面镀镍后的X射线衍射谱图，图3为具体实施方式五中桦木表面镀镍后的表面电阻率图，图4为具体实施方式五中桦木表面镀镍后的电磁屏蔽效能图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式木材表面化学镀镍的方法按以下步骤实现：一、将NaBH4溶液和NaOH溶液混合得到还原剂，还原剂中NaBH4的浓度为2～10g/L、NaOH的浓度为0.5～5g/L；二、将硫酸镍、次亚磷酸钠、醋酸钠、乳酸、氯化铵和硫脲溶液混合得到镀液，镀液pH值为7～9，镀液中硫酸镍的浓度为20～50g/L、次亚磷酸钠的浓度为20～50g/L、醋酸钠的浓度为10～30g/L、乳酸的浓度为10～25mL/L、氯化铵的浓度为10～30g/L、硫脲的浓度为0.001～0.006g/L；三、将木材浸渍于还原剂中2～10min，取出后室温下放置0.5～1min，再浸渍于65～80℃的镀液中10～30min，即得到表面化学镀镍的木材。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一还原剂中NaBH4的浓度为5g/L、NaOH的浓度为2g/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二镀液中硫酸镍的浓度为35g/L、次亚磷酸钠的浓度为35g/L、醋酸钠的浓度为20g/L、乳酸的浓度为18mL/L、氯化铵的浓度为23g/L、硫脲的浓度为0.003g/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中将木材浸渍于还原剂中8min，取出后室温下放置0.8min，再浸渍于75℃的镀液中20min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式木材表面化学镀镍的方法按以下步骤实现：一、将NaBH4溶液和NaOH溶液混合得到还原剂，还原剂中NaBH4的浓度为5g/L、NaOH的浓度为2g/L；二、将硫酸镍、次亚磷酸钠、醋酸钠、乳酸、氯化铵和硫脲溶液混合得到镀液，镀液pH值为8，镀液中硫酸镍的浓度为35g/L、次亚磷酸钠的浓度为35g/L、醋酸钠的浓度为20g/L、乳酸的浓度为18mL/L、氯化铵的浓度为20g/L、硫脲的浓度为0.003g/L；三、将木材浸渍于还原剂中10min，取出后室温下放置0.8min，再浸渍于75℃的镀液中10min，即得到表面化学镀镍的木材。
本实施方式中所用木材为桦木；利用能谱仪测定木材表面镀层成分和含量，表面镀层中含有Ni和P元素，镍的含量在96％以上；由图1中可以看出镀层连续、与木材表面结合致密，颗粒分散均匀；利用X-射线衍射仪对镀层进行相结构分析，由图2中可以看出在2θ值为44.50°、51.78°、76.56°和92.92°处出现了Ni(111)、Ni(200)、Ni(220)和Ni(311)四个衍射峰，说明镀层中的镍为晶态结构；利用直拉法测定镀层与木材之间的结合强度过程中，各试件都是在镀层完好无损的情况下，木材或胶层发生破坏，说明镀层与木材之间的结合强度高于木材本身或胶层的强度，镀层与木材之间的结合强度高；由图3中可以看出，当化学镀时间延长至25min后，镀层的表面电阻率小于200mΩ/cm2，镀层性能良好；由图4中可以看出镀层的电磁屏蔽效果好。
Claims (4)
1.一种木材表面化学镀镍的方法，其特征在于木材表面化学镀镍的方法按以下步骤实现：一、将NaBH4溶液和NaOH溶液混合得到还原剂，还原剂中NaBH4的浓度为2～10g/L、NaOH的浓度为0.5～5g/L；二、将硫酸镍、次亚磷酸钠、醋酸钠、乳酸、氯化铵和硫脲溶液混合得到镀液，镀液pH值为7～9，镀液中硫酸镍的浓度为20～50g/L、次亚磷酸钠的浓度为20～50g/L、醋酸钠的浓度为10～30g/L、乳酸的浓度为10～25mL/L、氯化铵的浓度为10～30g/L、硫脲的浓度为0.001～0.006g/L；三、将木材浸渍于还原剂中2～10min，取出后室温下放置0.5～1min，再浸渍于65～80℃的镀液中10～30min，即得到表面化学镀镍的木材。
2.根据权利要求1所述的一种木材表面化学镀镍的方法，其特征在于步骤一还原剂中NaBH4的浓度为5g/L、NaOH的浓度为2g/L。
3.根据权利要求1所述的一种木材表面化学镀镍的方法，其特征在于步骤二镀液中硫酸镍的浓度为35g/L、次亚磷酸钠的浓度为35g/L、醋酸钠的浓度为20g/L、乳酸的浓度为18mL/L、氯化铵的浓度为23g/L、硫脲的浓度为0.003g/L。
4.根据权利要求1所述的一种木材表面化学镀镍的方法，其特征在于步骤三中将木材浸渍于还原剂中8min，取出后室温下放置0.8min，再浸渍于75℃的镀液中20min。
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