CN111378998B - 一种泡沫金属加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种泡沫金属加工工艺，配制阴离子型表面活性剂的水溶液、纳米导电碳浆和电镀液C，使用含有阴离子型表面活性剂的水溶液对非金属绝缘的泡沫海绵进行清洗。清洗并干燥好的的泡沫海绵牵引到盛有纳米导电碳浆的盛料槽中走动浸渍，然后牵引到双辊机中挤压，挤压后的浸渍泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥。干燥后的浸渍泡沫海绵放入电镀设备中进行电镀所需要的金属。本发明的制备过程简单、加工成本低，制得的泡沫金属孔隙率更高，孔洞更均匀，三维网状结构更明显，且成本更低。

Description

一种泡沫金属加工工艺
技术领域
本发明涉及一种泡沫金属加工工艺，属于泡沫金属技术领域。
背景技术
泡沫金属是含有泡沫气孔的特种金属材料，常用的泡沫金属有泡沫镍、泡沫镍铁、泡沫铜、泡沫铜铁等，具有高的孔隙率、大的比表面积及独特的三维网状结构等特点。泡沫金属在吸波、过滤、催化，储能等领域起着重要的作用，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料，常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。
泡沫金属的制备方法主要有电镀法、铸造法、粉末冶金法、熔融金属发泡法、气相沉积法等，其中电镀法的制备过程简单、加工成本低，制得的泡沫金属孔隙率高且非常均匀。传统的泡沫金属制备工艺较为复杂，泡沫金属的品质虽然可以满足使用要求，但是仍有提高的空间。申请人之前公开了一种非金属绝缘材料表面电镀用纳米导电碳浆技术方案(ZL201610110942.4)，经过进一步的研发，借助拥有的非金属绝缘材料表面电镀用纳米导电碳浆技术，可以使获得的泡沫金属品质更加优越。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种泡沫金属加工工艺，使加工成的泡沫金属孔隙率更高、孔洞更均匀、三维网状结构更明显。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种泡沫金属加工工艺，包括以下步骤：
配制阴离子型表面活性剂的水溶液，将十二烷基苯磺酸钠加入到正在搅动的纯水中溶解，获得溶液A；
配制纳米导电碳浆，所述纳米导电碳浆按重量份数计为：导电炭黑3～5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.3～0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.3～0.5份、苯乙烯丙烯酸酯乳液2～3份和正硅酸乙酯0.1～0.3份，纯水90.7～94.3份；
将90.7～94.3份纯水加入到乳化机中，转动过程中依次加入0.1～0.3份正硅酸乙酯、0.3～0.5份壬基酚聚氧乙烯醚、0.3～0.5份聚乙烯吡咯烷酮和2～3份苯乙烯丙烯酸酯乳液，乳化分散1.5～2.5h；
继续加入3～5份的导电炭黑，乳化分散1.5～2.5h至导电炭黑粒子最大直径小于100nm，获得纳米导电碳浆B；
配制电镀液，将聚乙二醇800、金属盐、浓硫酸和浓盐酸依次加入到正在搅动的纯水中，获得电镀液C；
将溶液A加入到盛料槽中，待清洗的泡沫海绵牵引到盛有溶液A的盛料槽中走动浸渍，清洗好的泡沫海绵牵引到双辊机中挤压，挤压后的泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将制备好的纳米导电碳浆B加入到盛料槽中，清洗并干燥完毕的泡沫海绵牵引到盛有纳米导电碳浆B的盛料槽中走动浸渍，然后牵引到双辊机中挤压，挤压后的浸渍泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将浸渍并干燥完毕的泡沫海绵放入盛有电镀液C的电镀槽中进行电镀，获得泡沫金属。
作为泡沫金属加工工艺的优选方案，十二烷基苯磺酸钠与纯水的用量比例为1：49。
作为泡沫金属加工工艺的优选方案，纳米导电碳浆按重量份数计为：导电炭黑5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份、苯乙烯丙烯酸酯乳液3份和正硅酸乙酯0.1份，纯水90.9份。
作为泡沫金属加工工艺的优选方案，所述金属盐为无水硫酸铜；电镀液按重量份数计，纯水71.93份，聚乙二醇800为0.06份，无水硫酸铜8份，浓硫酸20份，浓盐酸0.01份。
本发明使用含有阴离子型表面活性剂的水溶液对非金属绝缘的泡沫海绵进行清洗。清洗并干燥好的的泡沫海绵牵引到盛有纳米导电碳浆的盛料槽中走动浸渍，然后牵引到双辊机中挤压，挤压后的浸渍泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥。干燥后的浸渍泡沫海绵放入电镀设备中进行电镀所需要的金属。本发明的制备过程简单、加工成本低，制得的泡沫金属孔隙率更高，孔洞更均匀，三维网状结构更明显，且成本更低。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
提供一种泡沫金属加工工艺，包括以下步骤：
配制阴离子型表面活性剂的水溶液，将2份十二烷基苯磺酸钠加入到正在搅动的98份纯水中溶解，获得溶液A；
配制纳米导电碳浆，所述纳米导电碳浆按重量份数计为：导电炭黑3份、壬基酚聚氧乙烯醚0.3份、聚乙烯吡咯烷酮0.3份、苯乙烯丙烯酸酯乳液3份和正硅酸乙酯0.3份，纯水94.3份；
将94.3份纯水加入到乳化机中，转动过程中依次加入0.3份正硅酸乙酯、0.3份壬基酚聚氧乙烯醚、0.3份聚乙烯吡咯烷酮和3份苯乙烯丙烯酸酯乳液，乳化分散1.5h；
继续加入3份的导电炭黑，乳化分散1.5h至导电炭黑粒子最大直径小于100nm，获得纳米导电碳浆B；
配制电镀液，将聚乙二醇800、金属盐、浓硫酸和浓盐酸依次加入到正在搅动的纯水中，获得电镀液C；其中，金属盐为无水硫酸铜；电镀液按重量份数计，纯水71.93份，聚乙二醇800为0.06份，无水硫酸铜8份，浓硫酸20份，浓盐酸0.01份；
将溶液A加入到盛料槽中，待清洗的泡沫海绵牵引到盛有溶液A的盛料槽中走动浸渍，清洗好的泡沫海绵牵引到双辊机中挤压，挤压后的泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将制备好的纳米导电碳浆B加入到盛料槽中，清洗并干燥完毕的泡沫海绵牵引到盛有纳米导电碳浆B的盛料槽中走动浸渍，然后牵引到双辊机中挤压，挤压后的浸渍泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将浸渍并干燥完毕的泡沫海绵放入盛有电镀液C的电镀槽中进行电镀，获得泡沫金属。
实施例2
提供一种泡沫金属加工工艺，包括以下步骤：
配制阴离子型表面活性剂的水溶液，将2份十二烷基苯磺酸钠加入到正在搅动的98份纯水中溶解，获得溶液A；
配制纳米导电碳浆，所述纳米导电碳浆按重量份数计为：导电炭黑4份、壬基酚聚氧乙烯醚0.4份、聚乙烯吡咯烷酮0.4份、苯乙烯丙烯酸酯乳液2.5份和正硅酸乙酯0.2份，纯水92.5份；
将92.5份纯水加入到乳化机中，转动过程中依次加入0.2份正硅酸乙酯、0.4份壬基酚聚氧乙烯醚、0.4份聚乙烯吡咯烷酮和2.5份苯乙烯丙烯酸酯乳液，乳化分散2h；
继续加入4份的导电炭黑，乳化分散2h至导电炭黑粒子最大直径小于100nm，获得纳米导电碳浆B；
配制电镀液，将聚乙二醇800、金属盐、浓硫酸和浓盐酸依次加入到正在搅动的纯水中，获得电镀液C；其中，金属盐为无水硫酸铜；电镀液按重量份数计，纯水71.93份，聚乙二醇800为0.06份，无水硫酸铜8份，浓硫酸20份，浓盐酸0.01份；
将溶液A加入到盛料槽中，待清洗的泡沫海绵牵引到盛有溶液A的盛料槽中走动浸渍，清洗好的泡沫海绵牵引到双辊机中挤压，挤压后的泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将制备好的纳米导电碳浆B加入到盛料槽中，清洗并干燥完毕的泡沫海绵牵引到盛有纳米导电碳浆B的盛料槽中走动浸渍，然后牵引到双辊机中挤压，挤压后的浸渍泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将浸渍并干燥完毕的泡沫海绵放入盛有电镀液C的电镀槽中进行电镀，获得泡沫金属。
实施例3
提供一种泡沫金属加工工艺，包括以下步骤：
配制阴离子型表面活性剂的水溶液，将2份十二烷基苯磺酸钠加入到正在搅动的98份纯水中溶解，获得溶液A；
配制纳米导电碳浆，所述纳米导电碳浆按重量份数计为：导电炭黑5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份、苯乙烯丙烯酸酯乳液2份和正硅酸乙酯0.1份，纯水90.7份；
将90.7份纯水加入到乳化机中，转动过程中依次加入0.1份正硅酸乙酯、0.5份壬基酚聚氧乙烯醚、0.5份聚乙烯吡咯烷酮和2份苯乙烯丙烯酸酯乳液，乳化分散2.5h；
继续加入5份的导电炭黑，乳化分散2.5h至导电炭黑粒子最大直径小于100nm，获得纳米导电碳浆B；
配制电镀液，将聚乙二醇800、金属盐、浓硫酸和浓盐酸依次加入到正在搅动的纯水中，获得电镀液C；其中，金属盐为无水硫酸铜；电镀液按重量份数计，纯水71.93份，聚乙二醇800为0.06份，无水硫酸铜8份，浓硫酸20份，浓盐酸0.01份；
将溶液A加入到盛料槽中，待清洗的泡沫海绵牵引到盛有溶液A的盛料槽中走动浸渍，清洗好的泡沫海绵牵引到双辊机中挤压，挤压后的泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将制备好的纳米导电碳浆B加入到盛料槽中，清洗并干燥完毕的泡沫海绵牵引到盛有纳米导电碳浆B的盛料槽中走动浸渍，然后牵引到双辊机中挤压，挤压后的浸渍泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将浸渍并干燥完毕的泡沫海绵放入盛有电镀液C的电镀槽中进行电镀，获得泡沫金属。
本发明采用的纳米导电碳浆所用的导电炭黑粒子最大直径小于100nm，纳米导电碳浆使用非离子型的分散剂壬基酚聚氧乙烯醚和非离子型的胶体保护剂聚乙烯吡咯烷酮，纳米导电碳浆中的导电炭黑粒子的双电层电位接近电中性。泡沫海绵经过含有阴离子型表面活性剂的水溶液清洗后，泡沫海绵表面的杂质被清洗干净且被清洗后的泡沫海绵表面电性为电负性，表面电性为电负性的三维网状结构的泡沫海绵表面更容易吸附双电层电位为电中性的最大直径小于100nm导电炭黑粒子。直径小的导电炭黑粒子在三维网状结构的泡沫海绵表面均匀、致密的吸附为获得孔隙率更高、孔洞更均匀、三维网状结构更明显的泡沫金属提供了必要充分条件。与其它的泡沫金属制备工艺相比，本发明的泡沫金属制备工艺流程少而且简单，所以本发明的泡沫金属制备成本会更低。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种泡沫金属加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
配制阴离子型表面活性剂的水溶液，将十二烷基苯磺酸钠加入到正在搅动的纯水中溶解，获得溶液A；
配制纳米导电碳浆，所述纳米导电碳浆按重量份数计为：导电炭黑3～5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.3～0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.3～0.5份、苯乙烯丙烯酸酯乳液2～3份和正硅酸乙酯0.1～0.3份，纯水90.7～94.3份；
将90.7～94.3份纯水加入到乳化机中，转动过程中依次加入0.1～0.3份正硅酸乙酯、0.3～0.5份壬基酚聚氧乙烯醚、0.3～0.5份聚乙烯吡咯烷酮和2～3份苯乙烯丙烯酸酯乳液，乳化分散1.5～2.5h；
继续加入3～5份的导电炭黑，乳化分散1.5～2.5h至导电炭黑粒子最大直径小于100nm，获得纳米导电碳浆B；
配制电镀液，将聚乙二醇800、金属盐、浓硫酸和浓盐酸依次加入到正在搅动的纯水中，获得电镀液C；
将溶液A加入到盛料槽中，待清洗的泡沫海绵牵引到盛有溶液A的盛料槽中走动浸渍，清洗好的泡沫海绵牵引到双辊机中挤压，挤压后的泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将制备好的纳米导电碳浆B加入到盛料槽中，清洗并干燥完毕的泡沫海绵牵引到盛有纳米导电碳浆B的盛料槽中走动浸渍，然后牵引到双辊机中挤压，挤压后的浸渍泡沫海绵牵引到热风干燥设备中走动干燥；
将浸渍并干燥完毕的泡沫海绵放入盛有电镀液C的电镀槽中进行电镀，获得泡沫金属。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫金属加工工艺，其特征在于，十二烷基苯磺酸钠与纯水的用量比例为1：49。
3.根据权利要求1所述的一种泡沫金属加工工艺，其特征在于，纳米导电碳浆按重量份数计为：导电炭黑5份、壬基酚聚氧乙烯醚0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份、苯乙烯丙烯酸酯乳液3份和正硅酸乙酯0.1份，纯水90.9份。
4.根据权利要求1所述的一种泡沫金属加工工艺，其特征在于，所述金属盐为无水硫酸铜；
电镀液按重量份数计，纯水71.93份，聚乙二醇800为0.06份，无水硫酸铜8份，浓硫酸20份，浓盐酸0.01份。
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