CN101704634A - 一种导电空心玻璃微珠的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导电空心玻璃微珠的制备方法，包括如下步骤：(1)空心玻璃微珠加入清洗液中，搅拌清洗至清洗液pH值为7，将空心玻璃微珠取出烘干；(2)将烘干后的空心玻璃微珠放入酸蚀液中处理1分钟，取出水洗3遍，至水洗液ph值为7；(3)将空心玻璃微珠放入活化液中浸泡2～30分钟，然后同时将活化液升温至175℃进行热氧化还原反应，持续时间为50分钟；(4)将空心玻璃微珠放入含有硫酸镍、次亚磷酸钠的镀液池里，施镀温度控制在85～88℃，时间为40～90分钟；(5)取出空心玻璃微珠，水洗、干燥即可。利用本发明制备的导电空心玻璃微珠质轻高强，耐腐蚀，适用于军设施或者民用的室内、室外屏蔽材料。本发明可连续生产，成本低廉，性能优越，质量稳定。
Description
技术领域：
本发明涉及一种空心玻璃微珠的制备方法，特别涉及用于涂覆型电子屏蔽材料的导电空心玻璃微珠的制备方法。
背景技术：
电磁波辐射已成为继噪声污染，大气污染，水污染，固体废物污染之后的又一大公害。目前防止电磁波干扰的主要方法是使用电磁波屏蔽材料和电磁波吸收材料。屏蔽是用导电或导磁体的封闭面将内外两侧空间进行的电磁性隔离。从其一侧空间向另一侧空间传输的电磁能量由于实施了屏蔽而被抑制到极微量，电磁波吸收是以降低电磁波的反射能量，即可将入射的电磁波转换成热能从而将电磁波吸收掉。材料对电磁波屏蔽和吸收的程度用屏蔽效能(SE)来表示，单位为分贝(dB)，一般来说，SE越大，则衰减的程度就越高。电磁屏蔽材料分为涂覆型和结构型两类，电磁屏蔽涂料是由导电填料，树脂黏结剂，溶剂，和添加剂组成。涂覆型电子屏蔽材料由于具有工艺简单、使用方便及电磁参数容易调节等特点，使其在电子屏蔽材料研究应用领域的作用非常重要，尤其是对现役武器装备的隐身性能改装和电子设备的电磁辐射防护、电磁兼容等，其作用不可替代。高性能吸收剂是涂覆型电子屏蔽材料的核心。为满足吸波涂层“薄、轻、宽、强”的效果，吸收剂的研究也在向高效、轻量度化和复合化方向发展。从理论上讲，金属材料是极优的电磁波损耗材料，但是金属微粉的抗氧化、耐酸碱能力差；介电常数较大且频谱特性差；密度较大。而空心玻璃微珠与金属粉相比，密度小，如果对其表面进行金属化处理改性，则有可能取代金属粉用于电磁波吸收或电磁屏蔽材料的制备，因此，近年来空心玻璃微珠表面镀膜材料引起了广泛关注。出现的包覆方法主要有物理法和化学法，前者主要是气相沉积法；化学法则主要包括化学气相沉积法和溶胶凝胶法等。
发明内容：
本发明针对已有技术使用基材以及方法的缺陷，提供一种导电性好，耐氧化，低密度的导电材料制备方法。
一种导电空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)清洗空心玻璃微珠：
配置清洗液：氢氧化钠30～32g/L，磷酸钠40～45g/L，碳酸钠40～42g/L，表面活性剂适量，
空心玻璃微珠加入清洗液中，经搅拌后，洗至清洗液pH值为7，将空心玻璃微珠取出烘干；
(2)表面酸蚀：
酸蚀液配置：按照氢氟酸与水1∶10的体积比配置酸蚀液，
将烘干后的空心玻璃微珠放入酸蚀液中处理1分钟，取出水洗3遍，至ph值为7；
(3)表面活化：
配制活化液，包括硫酸镍和次亚磷酸钠，其总浓度为2.5mol/L，其中硫酸镍和次亚磷酸钠的摩尔比为1∶4，活化液的pH值为7～7.4，
将空心玻璃微珠放入活化液中浸泡2～30分钟，然后将活化液升温至175℃进行热氧化还原反应，持续时间为50分钟；
(4)化学施镀：
镀液池内镀液的配制：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，醋酸钠15g/L，乳酸25g/L，柠檬酸钠5g/L，复合添加剂适量，pH值4.8～5.0，
将表面活化后的空心玻璃微珠放入镀液池里，施镀温度控制在85～88℃，持续时间为40～90分钟，
(5)取出施镀过的空心玻璃微珠，经过水洗、干燥即可。
在上述基本技术方案的基础上，可以有一下进一步的技术方案：
活化液中加入聚丙烯酰胺增稠剂体积比为1∶50；活化液中加入了氨水保证ph值在7～7.4，且在活化时采用超声波震荡；空心玻璃微珠在表面施镀时的加载量保持在5g/L。
本发明的技术方案中，空心玻璃微珠：密度0.3g/cm3～0.6g/cm3，粒度分布为20μm～60μm，抗压强度10～20Mp。
本发明特点是设备简单，操作方便，包覆效果好。相对于主要包覆的金属银、铜而言，银的化学稳定性好，防腐性强，导电性好，但是价格昂贵；铜的成本低廉，但是容易氧化，导电性也不稳定，需做表面处理。而本发明包覆的镍，其吸收和散射能力都比较强，抗腐蚀性好，成本也低廉，适合工业化生产。
本发明与已有技术相比具有以下的优良效果：
一、阻燃，耐高温，可以用做涂覆型吸波材料，可用于军事或民用的室内或室外电子屏蔽材料；
二、具备密度小，强度高，与金属微粉相比具备更强的抗氧化，和耐酸碱能力，所以可以取代相应金属粉末用作涂覆型电子屏蔽材料；
三、可连续生产，简单易操作，且与真空镀相比显著降低成本，具有显著的产业化前景。
具体实施方式：
下面结合实例对本发明做进一步说明，但不仅限于此。
实施例一
取空心玻璃微珠500g，按氢氧化钠32g/L，磷酸钠45g/L，碳酸钠42g/L比例配置除油液10000毫升，放入后搅拌10分钟，过滤后水洗3次，至ph值为7即可，烘干待用。
再按照氢氟酸与水1∶10的体积比配置酸蚀液，将烘干后的空心玻璃微珠放入酸蚀液中处理1分钟，用滤网过滤取出，然后放于水槽中水洗3遍，至ph值为7。再用滤网捞出，烘干待用。
配置活化液，硫酸镍和次亚磷酸钠，其总浓度为2.5mol/L，其中硫酸镍和次亚磷酸钠的摩尔比为1∶4；活化液的pH值为7～7.4.将空心玻璃微珠放入活化液中浸泡25～30分钟，然后升温至170～175℃进行热氧化还原反应，持续时间为50分钟使其表面具有足量的活化中心，为最终的表面镀镍做好准备.
然后将处理过的空心玻璃微珠放入镀液池里，镀液池内镀液的配比为硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，醋酸钠15g/L，乳酸25g/L，柠檬酸钠5g/L，复合添加剂适量，pH值4.8～5.0。施镀的温度控制在85～90℃，持续时间为60分钟。镀液的总量为50L，施镀过程采用磁力搅拌方式，因为磁力搅拌器是在磁场的条件下进行的，镀镍后的微珠也具有磁性，随着镀层厚度的增加镀镍后的微珠更易围绕在转子周围，这也就使其余的微珠有了更多的分散空间更易与镀液接触，保证全部微珠镀镍成功。然后用蒸馏水洗涤3次，并在真空干燥箱中干燥完全，即可得空心微珠表面镀膜材料。
实例二
取空心玻璃微珠500g，按氢氧化钠30g/L，磷酸钠40g/L，碳酸钠40g/L比例配置除油液10000毫升，放入后搅拌15分钟，过滤后水洗3次，至ph值为7即可，烘干待用。
再按照氢氟酸与水1∶10的体积比配置酸蚀液，将烘干后的空心玻璃微珠放入酸蚀液中处理1分钟，用滤网过滤取出，然后放于水槽中水洗3遍，至ph值为7。再用滤网捞出，烘干待用。
配置活化液，硫酸镍和次亚磷酸钠，其总浓度为2.5mol/L，其中硫酸镍和次亚磷酸钠的摩尔比为1∶4；加入聚丙烯酰胺增稠剂，活化液的pH值为7～7.4。将空心玻璃微珠放入活化液中浸泡35～40分钟，然后升温至160～165℃进行热氧化还原反应，持续时间为50分钟使其表面具有足量的活化中心，为最终的表面镀镍做好准备。
然后将处理过的空心玻璃微珠放入镀液池里，镀液池内镀液的配比为硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，醋酸钠15g/L，乳酸25g/L，柠檬酸钠5g/L，复合添加剂适量，pH值4.8～5.0。施镀的温度控制在85～90℃，持续时间为90分钟。镀液的总量为50L，施镀过程采用磁力搅拌方式，因为磁力搅拌器是在磁场的条件下进行的，镀镍后的微珠也具有磁性，随着镀层厚度的增加镀镍后的微珠更易围绕在转子周围，这也就使其余的微珠有了更多的分散空间更易与镀液接触，保证全部微珠镀镍成功。然后用蒸馏水洗涤3次，并在真空干燥箱中干燥完全，即可得空心微珠表面镀膜材料。
实例三
取空心玻璃微珠500g，按氢氧化钠30g/L，磷酸钠40g/L，碳酸钠40g/L比例配置除油液10000毫升，放入后搅拌12分钟，过滤后水洗3次，至ph值为7即可，烘干待用。
再按照氢氟酸与水1∶10的体积比配置酸蚀液，将烘干后的空心玻璃微珠放入酸蚀液中处理1分钟，用滤网过滤取出，然后放于水槽中水洗3遍，至ph值为7。再用滤网捞出，烘干待用。
配置活化液，硫酸镍和次亚磷酸钠，其总浓度为2.5mol/L，其中硫酸镍和次亚磷酸钠的摩尔比为1∶4；活化液的pH值为7～7.4。将空心玻璃微珠放入活化液中浸泡采用超声波震荡，活化时间为2分钟，然后升温至170℃进行热氧化还原反应，持续时间为50分钟使其表面具有足量的活化中心，为最终的表面镀镍做好准备。超声波震荡可使活化液中产生活化态H离子，可促使Ni离子还原成Ni单质，缩短活化时间。
然后将处理过的空心玻璃微珠放入镀液池里，镀液池内镀液的配比为硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，醋酸钠15g/L，乳酸25g/L，柠檬酸钠5g/L，复合添加剂适量，pH值4.8～5.0.施镀的温度控制在85～88℃，持续时间为40分钟.镀液的总量为50L，施镀过程采用磁力搅拌方式，因为磁力搅拌器是在磁场的条件下进行的，镀镍后的微珠也具有磁性，随着镀层厚度的增加镀镍后的微珠更易围绕在转子周围，这也就使其余的微珠有了更多的分散空间更易与镀液接触，保证全部微珠镀镍成功.然后用蒸馏水洗涤3次，并在真空干燥箱中干燥完全，即可得空心微珠表面镀膜材料.
Claims (4)
1.一种导电空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)清洗空心玻璃微珠：
配制清洗液：氢氧化钠30～32g/L，磷酸钠40～45g/L，碳酸钠40～42g/L，表面活性剂适量；
空心玻璃微珠加入清洗液中，搅拌清洗至清洗液pH值为7，将空心玻璃微珠取出烘干；
(2)表面酸蚀：
酸蚀液配制：按照氢氟酸与水1∶10的体积比配制酸蚀液；
将烘干后的空心玻璃微珠放入酸蚀液中处理1分钟，取出水洗3遍，至水洗液ph值为7，然后将空心玻璃微珠捞出沥干；
(3)表面活化：
配制活化液：包括硫酸镍和次亚磷酸钠，其总浓度为2.5mol/L，其中硫酸镍和次亚磷酸钠的摩尔比为1∶4，活化液的pH值为7～7.4；
将空心玻璃微珠放入活化液中浸泡2～30分钟，然后将活化液升温至175℃进行热氧化还原反应，持续时间为50分钟；
(4)化学施镀：
镀液池内镀液的配制：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，醋酸钠15g/L，乳酸25g/L，柠檬酸钠5g/L，复合添加剂适量，pH值4.8～5.0；
将表面活化后的空心玻璃微珠放入镀液池里，施镀温度控制在85～88℃，持续时间为40～90分钟；
(5)取出施镀过的空心玻璃微珠，经过水洗、干燥即可。
2.根据权利要求1所述的一种导电空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于活化液中加入聚丙烯酰胺增稠剂体积比为1∶50。
3.根据权利要求1或2所述的一种导电空心玻璃微珠的制备方法，其特征是活化液中加入了氨水保证ph值在7～7.4，且在活化时的过程中采用超声波震荡。
4.根据权利要求1所述的一种导电空心玻璃微珠的制备方法，其特征是空心玻璃微珠在表面施镀时的加载量保持在5g/L。
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