CN106757206A - 超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法 - Google Patents

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余兴华
钟建夫
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Abstract

本发明公开了一种超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法。以泡沫通孔海绵通过涂覆导电石墨胶或化学镀镍作为电镀阴极，阳极采用纯铁板或一定比例的铁、镍的合金板，将阴极、阳极、阴极屏蔽板搁置在以为氯化亚铁主盐或氯化亚铁及氯化镍主盐的电镀溶液内进行电镀；半成品经过还原气氛/惰性气体保护下的热处理；成品按技术要求进行裁剪；与现有技术相比，实现了良好的深镀、均镀，形成通透性好、过滤效率高、成本低廉的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料，杂质含量减少20%以上，按HJ/T762‑2001试验方法进行检测，应用于泡沫铁镍油烟去除率为85%‑94%，风速为1.2m/s,压损<20pa，其经济效益明显提高，极具市场推广价值。

Description

超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法
技术领域
本发明涉及一种超厚开孔泡沫铁镍过滤材料的技术领域，特别涉及阴极屏蔽的电沉积制备方法，应用于工业粉尘、油烟油雾及金属熔铸、空气净化过滤。
背景技术
目前在工业粉尘、油烟油雾及金属熔铸、空气净化过滤领域采用的过滤材料主要为金属丝网、纤维毡或多孔陶瓷，多存在过滤效率与流体通过性无法同时优化的难题，而泡沫陶瓷和常规泡沫镍材料虽然都具有三维高通透性的开孔结构，但前者多采用拉浆铸造通孔率较低，后者主要为电池用薄型泡沫金属（厚度一般在2毫米以内），过滤效率较低，应用范围受限。日本专利3303395B2已能制备10毫米以上的泡沫镍金属材料，主要用于厨房油烟过滤，但纯镍金属成本较高、质地较软，且工艺要求比重达到接近0.7g/cm3,才能保持材 料的机械强度，从而使得过滤器成本升高。如能改进制备工艺、规模量产材质以铁为主的低成本高强度开孔泡沫金属，无疑具备良好的市场预期，而目前超厚泡沫铁镍的电沉积法制备难题在于其深镀及分散能力差，镀层不均匀且易腐蚀，造成镀不透、脆性大、强度差，结果导致产品合格率低下，难以批量生产。
发明内容
本发明旨在克服上述缺陷，提供通过阴极屏蔽的电沉积制备方法以铁为主材，实现三维网状结构，厚度达到3-50毫米，使其具有过滤效率高、流体通过性好、比重低、成本低廉的一种超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法。
本发明通过下列方案实现：
一种超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，其制备方法如下：
1、以泡沫通孔海绵(聚氨酯或聚醚）作为骨架基材，通过涂覆导电石墨胶或化学镀镍、铜对骨架基材表面清洗处理后作为电镀阴极；
2、阳极采用纯铁板或一定比例的铁、镍的合金板；
3、将阴极、阳极搁置在以氯化亚铁主盐或氯化亚铁及氯化镍主盐，PH值2.0-5.0，温度在50-60℃之间的电镀溶液内；
4、开孔的不导电的PVC或PE的板材作为阴极屏蔽板，贴合镀件阳极的一面，集中区域电流，进行电镀；
5、电镀后的半成品在有还原气氛/惰性气体保护的热处理，包括氧化、还原两个步骤；
6、热处理后的成品进行表面平整及修边，按技术要求进行裁剪。
所述的热处理的温度在800-1100℃范围内，时间在0.5-2h之间。
所述的电镀时间在0.5-2.5h之间，电压<5V。
所述的电镀时的电流密度在8A/dm2之间，PH值2.0-2.5、温度：50-60℃，
所述的电镀溶液电镀溶液配比为:硫酸亚铁：100-150g/L ;氯化亚铁：200-250 g/L。
所述的骨架基材表面清洗处理，是浸入小于20欧姆的导电碳胶中，经过对辊反复挤压三次，再加温至120℃烘干2小时。
所述的氧化，将电沉积后的产品加热至400℃，时间30分钟，氧化去除海绵基材。
所述的还原，将去除海绵后的试片放入还原炉内950℃加热，同时注入氢气、氮气，保温6-7小时后梯度冷却，时间为2-4小时。
本发明的优点和有益效果是：与现有技术相比，实现了良好的深镀、均镀， 形成通透性好、过滤效率高、成本低廉的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料,杂质含量减少20%以 上，按HJ/T762-2001试验方法进行检测，应用于泡沫铁镍油烟去除率为85%-94%，风速为 1.2m/s，压损<20pa，其经济效益明显提高，极具市场推广价值。
具体实施方式
以下结合具体的实施例，对本发明作进一步描述：
实施例1 超厚泡沫铁
裁取30mm厚、500乘500mm长宽、ppi为20 (每英寸上孔数PPI为20个）的聚氨酯泡 沫海绵试片，先经表面化学处理热碱除油后，清洗干净，晾干备用。
将聚氨酯泡沫海绵试片浸入小于20欧姆的导电碳胶中，经过对辊反复挤压三次，再加温至120℃烘干2小时。
将试片通过导电夹具挂在电镀槽的阴极，其电镀溶液配比（以水为单位) ，硫酸亚铁：125g/L，氯化亚铁：225 g/L ;工艺条件为：PH值2.5 温度：55℃，电流密度8A/dm2，电压控制在5V以内，电镀时间：2小时。
阴极屏蔽方法：裁取PVC板，300*300mm长宽、10mm厚，贴合试件表面(面对阳极的一面) 取出试片，纯水洗净，浙干，晾干至表面无水分残留。
热处理工序(氧化、还原）：
氧化：将电沉积后的产品加热至400℃，时间30分钟，氧化去除海绵基材；
还原：将去除海绵后的试片放入还原炉内950℃加热，同时注入氢气、氮气，保温 6小时后梯度冷却，时间为4小时，取出后，进行常规表面镀瓦特镍后，再进行表面平整及修 边，裁剪成直径50毫米圆片后即可。
实施例2 超厚泡沫铁镍
裁取10mm厚、300乘300mm长宽、ppi为50 (每英寸上孔数PPI为50个）的聚氨酯泡 沫海绵试片，先经表面化学处理热碱除油后，清洗干净，晾干备用。
将聚氨酯泡沫海绵试片浸入小于20欧姆的导电碳胶中，经过对辊反复挤压三次，再加温至120℃烘干2小时。
将试片通过导电夹具挂在电镀槽的阴极，其电镀溶液配比为：
硫酸亚铁：150g/L
氯化亚铁：200 g/L
工艺条件为：PH值2.0，温度：50℃，电流密度7A/dm2，电压控制在4V以内，电镀时间：3小时。
阴极屏蔽方法：裁取PVC板，300*300mm长宽、10mm厚，贴合试件表面(面对阳极的一面)，取出试片，纯水洗净，挤干。
镀镍：硫酸镍：200g/L 氯化镍：70 g/L 硼酸：40 g/L。
工艺条件为：PH :4.6 温度：65℃，电流密度8A/dm2，电压控制在5V以内，电镀时间：50分钟，取出试片，纯水洗净，挤干，晾干至表面无水分残留。
热处理工序(氧化、还原、铁镍层热扩散）：
氯化：将电沉积后的产品加热至400℃，时间30分钟，氧化去除海绵基材；
还原、扩散：将去除海绵后的试片放入还原炉内950℃加热，同时注入氢气、氮气， 保温7小时后梯度冷却，时间为3小时，取出后进行表面平整及修边，裁剪合格后即可。

Claims (7)

1.超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，其制备方法如下：
⑴以泡沫通孔海绵(聚氨酯或聚醚）作为骨架基材，通过涂覆导电石墨胶或化学镀镍、铜对骨架基材表面清洗处理后作为电镀阴极；
⑵阳极采用纯铁板或一定比例的铁、镍的合金板；
⑶将阴极、阳极搁置在以氯化亚铁主盐或氯化亚铁及氯化镍主盐，PH值2.0-5.0，温度在50-60℃之间的电镀溶液内；
⑷开孔的不导电的PVC或PE的板材作为阴极屏蔽板，贴合镀件阳极的一面，集中区域电流，进行电镀；
⑸电镀后的半成品在有还原气氛/惰性气体保护的热处理，包括氧化、还原两个步骤；
⑹热处理后的成品进行表面平整及修边，按技术要求进行裁剪。
2.根据权利要求1所述的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，所述的热处理的温度在800-1100℃范围内，时间在0.5-2h之间。
3.根据权利要求1所述的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，所述的电镀时间在0.5-2.5h之间，电压<5V。
4.根据权利要求1所述的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，所述的电镀时的电流密度在8A/dm2之间，PH值2.0-2.5、温度：50-60℃，所述的电镀溶液电镀溶液配比为:硫酸亚铁：100-150g/L ;氯化亚铁：200-250 g/L。
5.根据权利要求1所述的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，所述的骨架基材表面清洗处理，是浸入小于20欧姆的导电碳胶中，经过对辊反复挤压三次，再加温至120℃烘干2小时。
6.根据权利要求1所述的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，所述的氧化，将电沉积后的产品加热至400℃，时间30分钟，氧化去除海绵基材。
7.根据权利要求1所述的超厚开孔泡沫铁镍过滤材料用阴极屏蔽的制备方法，其特征在于，所述的还原，将去除海绵后的试片放入还原炉内950℃加热，同时注入氢气、氮气，保温6-7小时后梯度冷却，时间为2-4小时。
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