CN103215590A - 导电海绵的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种导电海绵的制备方法，以厚度不大于10毫米的聚酯海绵或聚醚海绵的卷材或片材为基材，步骤包括化学预处理，对化学预处理后的基材涂覆碳导电层，然后进行气相物理沉积金属镍或金属铜，对气相物理沉积镍或铜的基材电镀镍，经水洗和干燥后得到导电海绵；或对气相物理沉积镍或铜的基材先电镀铜，再电镀镍，经水洗和干燥后得到导电海绵。本发明环境友好，克服了直接物理气相沉积镍金属或是铜金属过程中膜层易脱落而导致产品缺陷，也克服了基材受厚度限制而镀不透的问题。

Description

导电海绵的制备方法

技术领域

本发明涉及导电及屏蔽材料制备方法，特别涉及一种在聚酯海绵或是聚醚海绵上涂覆碳—金属嵌渗膜导电层后电沉积金属镍或是先电沉积铜后再电沉积镍的导电海绵的制备方法。

背景技术

随着现代科技的迅速发展和生活水平的提高，高科技产品越来越受到人们的青睐，给人们带来了生活上便利和精神上的享受，然而随之产生的电磁辐射也越来越严重，防电磁辐射也成了人们越来越关心的环保话题，最方便有效防电磁辐射的方法是采用电磁屏蔽，即利用导电、导磁性能好的金属网，通过反射效应和吸收效应，阻隔电磁辐射的传播。导电海绵是一种集导电和电磁屏蔽功能于一体的材料，它是一种三维网状结构，具有发泡孔径均匀、柔软、富有弹性、不脱屑，并具有导电有效期长，屏蔽效果好，且不受温度和湿度的影响，表面电阻值可按实际用途设定等特点，广泛应用于计算机、LCD显示器、液晶电视、激光打印机、高速复印机、通讯设备、移动电话、卫星通信、医疗设备、高压机测试、仪表仪器、垫片/隔板、插板电子产品、防震导电的包装等。目前导电海绵制备方法主要有两种，第一种是在海绵发泡过程中加入导电剂，使海绵具有导电性；第二种是以聚酯海绵或是聚醚海绵为基体，对基体进行导电化处理后，再对已导电化处理的基体电镀金属，使海绵具有导电性。第一种制备方法因为工艺制造复杂而得不到大规模的使用，所以目前主要是使用第二种制备方法，其中该制备方法中导电化处理主要有化学镀镍或是化学镀铜和物理气相沉积镍金属或物理气相沉积铜金属，然后进行电镀镍或先电镀铜后再电镀镍。化学镀镍或是化学镀铜因为环境污染问题被逐渐淘汰；物理气相沉积镍金属或是铜金属成为海绵主要的导电化方法，从现有的专利技术，专利号：201110113560，卷状全方位导电海绵的制备方法，就采用了真空物理气相沉积导电镍层，然后水镀，经过水洗干燥得到导电海绵。但是采用真空物理气相沉积导电镍层的方法受到真空条件和靶材镍金属的不断消耗，使得这一层导电镍层极为娇贵，在生产过程一旦碰到水、油迹、手摸等，就会导致镍层脱落，造成产品缺陷；并且该方法随着基体海绵厚度的增加，镀透性越来越差，当海绵厚度大于3.0mm时，物理气相沉积法无法镀透海绵。

发明目的

本发明旨在提供一种环境友好，可靠性高、镀透性好的导电海绵的制备方法。

发明内容

本发明的目的是这样实现的：以厚度不大于10毫米的聚酯海绵或聚醚海绵的卷材或片材为基材，实施以下步骤：（1）对基材进行化学预处理：先用高锰酸钾溶液或铬酸溶液或其它的氧化性溶液对基材进行腐蚀，再用双氧水溶液或草酸溶液或双氧水和草酸的混合溶液浸洗脱色，水洗并干燥；（2）对化学预处理后的基材涂覆碳导电层；（3）对涂覆碳导电层后的基材气相物理沉积金属镍或金属铜；（4）对气相物理沉积镍或铜的基材电镀镍，经水洗和干燥后得到导电海绵；或对气相物理沉积镍或铜的基材先电镀铜，再电镀镍，经水洗和干燥后得到导电海绵。步骤（2）中涂覆碳导电层的平均厚度不大于500纳米，或碳导电层平均表面电阻不大于2000欧姆（测量方法见附图1）；步骤（3）中气相物理沉积金属镍或金属铜后的平均表面电阻不大于300欧姆（测量方法见附图1）；步骤（3）气相物理沉积金属镍或金属铜，镍或铜的金属原子团是嵌渗到碳导电膜内部，形成碳—金属嵌渗式导电膜；经步骤（4）后得到的导电海绵，平均表面电阻不大于5欧姆（测量方法见附图1）、平均垂直电阻不大于100毫欧姆（测量方法见附图2）；

技术效果

本发明与现有技术对比，克服了化学镀镍或是化学镀铜过程环境污染问题，环境友好，属于清洁生产；克服了直接物理气相沉积镍金属或是铜金属过程中膜层易脱落而导致产品缺陷；也克服了基材受厚度限制而镀不透的问题，厚度从0-10mm都可以生产。

附图说明

附图1——表面电阻测量方法

附图2——垂直电阻测量方法

实施例1：

1．用1.4mm的聚氨酯海绵，在0.5-10g/L浓度的酸性高锰酸钾溶液中腐蚀，然后用1-10g/L浓度的双氧水进行脱色还原，最后水洗干净，干燥收卷；

2．采用辊涂方法涂覆碳导电胶，待辊涂的湿膜均匀后，在＜200℃的隧道式烘干窑内干燥固化，此步骤可以重复进行，直至获得表面电阻≤2000欧姆的碳导电膜为止；

3．将完成步骤2作业的聚氨酯海绵转移至真空磁控溅射设备中，以金属镍为靶材，调节溅射需要的电流和速度，控制溅射时的真空度，待溅射过程结束后，取出聚氨酯海绵，并校验表面电阻，得到阻值≤300欧姆的导电层，即完成了碳—镍嵌渗式导电膜的制备过程。

4．将完成步骤3作业的聚氨酯海绵转入后续的连续镀镍加工工序，根据要求调整电镀的电流，控制电镀后上镍量，然后经过多级逆流水洗，在隧道炉烘箱内烘干干燥后，收卷，测量表面电阻和垂直电阻，得到表面电阻≤5欧姆，垂直电阻≤100毫欧姆的导电海绵产品。

实施例2：

1．用4.5mm的聚氨酯海绵，在0.5-10g/L浓度的酸性高锰酸钾溶液中腐蚀，然后用1-10g/L浓度的双氧水进行脱色还原，最后水洗干净，干燥收卷；

2．采用辊涂方法涂覆碳导电胶，待辊涂的湿膜均匀后，在＜200℃的隧道式烘干窑内干燥固化，此步骤可以重复进行，直至获得表面电阻≤2000欧姆的碳导电膜为止；

3．将完成步骤2作业的聚氨酯海绵转移至真空磁控溅射设备中，以金属镍为靶材，调节溅射需要的电流和速度，控制溅射时的真空度，待溅射过程结束后，取出聚氨酯海绵，并校验表面电阻，得到阻值≤300欧姆的导电层，即完成了碳—镍嵌渗式导电膜的制备过程。

4．将完成步骤3作业的聚氨酯海绵转入后续的连续镀镍加工工序，根据要求调整电镀的电流，控制电镀后上镍量，然后经过多级逆流水洗，在隧道炉烘箱内烘干干燥后，收卷，测量表面电阻和垂直电阻，得到表面电阻≤5欧姆，垂直电阻≤100毫欧姆的导电海绵产品。

Claims (5)

1.导电海绵的制备方法，以厚度不大于10毫米的聚酯海绵或聚醚海绵的卷材或片材为基材，由以下步骤依次构成，其特征是：

（1）对基材进行化学预处理：先用高锰酸钾溶液或铬酸溶液或其它的氧化性溶液对基材进行腐蚀，再用双氧水溶液或草酸溶液或双氧水和草酸的混合溶液浸洗脱色，水洗并干燥；

（2）对化学预处理后的基材涂覆碳导电层；

（3）对涂覆碳导电层后的基材气相物理沉积金属镍或金属铜；

（4）对气相物理沉积镍或铜的基材电镀镍，经水洗和干燥后得到导电海绵；或对气相物理沉积镍或铜的基材先电镀铜，再电镀镍，经水洗和干燥后得到导电海绵。

2.根据权利要求1所述的导电海绵的制备方法，步骤（2）涂覆碳导电层，其特征是碳导电层平均厚度不大于500纳米，或碳导电层平均表面电阻不大于2000欧姆。

3.根据权利要求1所述的导电海绵的制备方法，步骤（3）气相物理沉积金属镍或金属铜，其特征是气相物理沉积金属镍或金属铜后的平均表面电阻不大于300欧姆。

4.根据权利要求1所述的导电海绵的制备方法，步骤（3）气相物理沉积金属镍或金属铜，其特征是镍或铜的金属原子团是嵌渗到碳导电膜内部，形成碳—金属嵌渗式导电膜。

5.根据权利要求1所述的导电海绵的制备方法，经步骤（4）后得到的导电海绵，其特征是导电海绵的平均表面电阻不大于5欧姆、平均垂直电阻不大于100毫欧姆。

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