CN114574859A - 一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，先通过对作为基体的连续非金属带材的表面镀覆金属层，然后再沉积一层黑化导电层，可以得到一种黑色的连续导电化非金属带材，该带材具有优良的导电性能、吸光消光性能、吸热散热性能、耐摩擦耐腐蚀性能和电磁屏蔽及吸波效能，在电磁屏蔽及吸波材料领域具有很大的应用价值。

Description

一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法
本申请是申请日为2016年01月20日、申请号为201610037091.5、发明名称为《一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法》的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽及吸波材料制造领域，特别涉及一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法。
背景技术
随着科学技术的高速发展，电磁波被广泛应用于电子、家用电器、通信工具、计算机设备、信息设备、电动工具、航空航天产业、医疗以及科技等各个领域。伴随着大批新兴行业的崛起(如电子、通信以及交通行业等)，汽车、手机、笔记本电脑等电子、电气产品逐渐成为新时代的宠儿，给人类的交通和经济的发展带来了越来越多的便利。在享受这一切所带来的方便的同时，由于电子、电气以及通信设备向着灵敏、密集、高频和多样化的方向发展，有限空间内的电磁环境恶化异常严重，电磁波辐射的电磁能量以每年7％～14％的速度递增，由此引发出一系列日益严重的社会问题及环境问题，例如电磁干扰、电磁信息泄密以及电磁能量辐射对人体健康造成的危害等。因此，电磁屏蔽材料的研究与发展成为人们日益关注的重要课题。随着科技的发展，新型电磁屏蔽材料的研究向着高屏蔽效率、低密度的方向发展。海绵和无纺布具有弹性和柔韧性好、质量轻，采用连续电镀和化学镀的方法对其进行表面金属化，可以制备出新型电磁屏蔽复合材料，该材料具有高效、质轻等突出优点，有望在电磁屏蔽材料领域发挥重要作用。
目前，为了提高用于电磁屏蔽及吸波的导电海绵的电磁屏蔽性能、吸波性能、导电性能，一般都会在海绵表面沉积金属银、金属铜、金属镍、镍包铜、镍-铜-镍的导电层，但是上述导电层存在以下缺点：金属铜和金属银的导电层，表面易氧化变色，其导电性和美观度很快下降；使用镍金属导电层包覆海绵或者其他金属导电层时，表面呈银白色，易脏污，装饰性较差，特别在一些特殊场合，比如电器散热通风口或者需要材料具有一定吸光遮光性能的场合就非常不适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，先通过对作为基体的连续非金属带材的表面镀覆金属层，然后再沉积一层黑化导电层。所得到的复合材料具有较好的电磁屏蔽和吸波性能、导电性能、耐摩擦耐腐蚀性能，并且具有良好的装饰效果。
本发明的技术方案为：一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，包括以下步骤：
(1)以海绵为基体；所述海绵的厚度为0.3mm～70mm；所述海绵具有开孔的三维立体结构；所述海绵的平均孔直径为100μm～3000μm；所述海绵为聚酯型聚氨酯发泡海绵或聚醚型聚氨酯发泡海绵；
(2)在所述基体上真空磁控溅射沉积导电金属层；所述真空磁控溅射的工作参数为：带材走速为0.1～20米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.1千瓦～1千瓦；
(3)在所述导电金属层上直接沉积一层黑化导电层。
优选的，所述海绵的平均孔直径为150μm～1000μm，厚度为0.5mm～7.0mm。
优选的，所述的导电金属层是由Ni、Cu、Fe、Al、Co、Cd、Cr、Pb、Zn、Sn、Au、Ag中的任意一种金属形成的单金属导电层，或是上述金属种类中任意两种或两种以上的金属形成的多层导电层或者合金导电层，平均厚度为5nm～1500nm。
优选的，所述黑化导电层是通过电沉积形成的Ni-Sn、Ni-Sn-S、Ni-Cu-Sn、Ni-Zn、Ni-Zn-S、Ni-Mo中的任意一类黑化导电层，或由上述黑化导电层中任意两类或两类以上形成的复合黑化导电层，其平均厚度为5nm～2000nm。所述的导电金属层优选为Ni、Cu、Al、Co、Ag中的任意一类金属形成的单金属导电层，或是上述金属种类中任意两类或两类以上的形成的多层导电层或者合金导电层，平均厚度优选为10nm～500nm。
本发明的优点在于：
(1)导电金属层和黑化导电层都具有优良的导电性能，具有很强的电磁屏蔽及吸波效能。
(2)黑化导电层结晶密、硬度高、耐磨性和抗腐蚀性好，镀层不易变色，具有优良的防护性能。
(3)黑化导电层具有吸光、消光的效果，对可见光的吸收较强，可应用于一些特殊环境。
(4)黑化导电层还具有一定的吸热、散热性能，用于电子设备中可以吸收部分的热辐射。
(5)黑化导电层具有典雅、古朴的色泽，具有美观的装饰效果，表面不容易脏污。
附图说明
图1是本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步详细说明一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法。
实施例1
使用连续的聚酯型聚氨酯发泡海绵为基体，所选海绵的平均孔直径为200μm，厚度为0.5mm，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Ni作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为500nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为0.1米/分钟，每分米靶宽幅、施加的靶功率密度为0.6千瓦，然后在磁控溅射得到的导电金属层上通过电沉积工艺形成Ni-Sn黑化导电层，黑化导电层的平均厚度为5nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例2
使用连续的聚醚型聚氨酯发泡海绵为基体，所选海绵的平均孔直径为1000μm，厚度为7.0mm，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Ni-Cu合金作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为300nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为10米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.8千瓦，然后在磁控溅射得到的导电金属层上通过两次电沉积工艺形成Ni-Zn和Ni-Sn-S两类黑化导电层组成的复合黑化导电层，复合黑化导电层的平均厚度为500nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例3
使用连续的无纺布为基体，所选无纺布的厚度为0.02㎜，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Cu作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为50nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为20米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为1千瓦，然后在磁控溅射得到的导电金属层上通过两次电沉积工艺形成Ni-Cu-Sn和Ni-Zn-S两类黑化导电层组成的复合黑化导电层，复合黑化导电层的平均厚度为300nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例4
使用连续的无纺布为基体，所选无纺布的厚度为0.1mm，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Ag-Al合金作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为200nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为5米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.4千瓦，然后在磁控溅射得到的导电金属层上通过电沉积工艺形成Ni-Mo黑化导电层，黑化导电层的平均厚度为2000nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例5
使用连续的聚酯型聚氨酯发泡海绵为基体，所选海绵的平均孔直径为150μm，厚度为1.0mm，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Ag作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为10nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为0.1米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.1千瓦，再在磁控溅射得到的导电金属层上通过电沉积Ni形成电镀金属层，电镀金属层的平均厚度为3000nm。然后通过电沉积工艺在电镀金属层上形成Ni-Sn黑化导电层，黑化导电层的平均厚度为5nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例6
使用连续的聚醚型聚氨酯发泡海绵为基体，所选海绵的平均孔直径为600μm，厚度为2.0㎜，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Co作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为200nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为2米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.7千瓦，再在磁控溅射得到的导电金属层上通过电沉积Cu-Sn合金形成电镀金属层，电镀金属层的平均厚度为1000nm。然后通过电沉积工艺在电镀金属层上形成Ni-Zn黑化导电层，黑化导电层的平均厚度为500nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例7
使用连续的聚酯型聚氨酯发泡海绵为基体，所选海绵的平均孔直径为500μm，厚度为2.8㎜，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Cu作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为400nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为1.5米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.5千瓦，再在磁控溅射得到的导电金属层上通过电沉积Zn-Fe合金形成电镀金属层，电镀金属层的平均厚度为1500nm。然后通过两次电沉积工艺在电镀金属层上形成形成Ni-Zn和Ni-Cu-Sn两类黑化导电层组成的复合黑化导电层，复合黑化导电层的平均厚度为1000nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例8
使用连续的无纺布为基体，所选无纺布的厚度为1mm，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积一层Ag作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为50nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为2米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.3千瓦，再在磁控溅射得到的导电金属层上通过电沉积Cu形成电镀金属层，电镀金属层的平均厚度为800nm。然后通过电沉积工艺在电镀金属层上形成Ni-Sn-S黑化导电层，黑化导电层的平均厚度为1000nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材。
实施例9
使用连续的无纺布为基体，所选无纺布的厚度为0.2mm，先使用真空磁控溅射技术在基体上沉积Ni-Al合金作为导电金属层，导电金属层的平均厚度为350nm，磁控溅射过程所使用的工艺参数为：带材走速为2米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.7千瓦，再在磁控溅射得到的导电金属层上通过电沉积Sn-Zn合金形成电镀金属层，电镀金属层的平均厚度为600nm。然后通过两次电沉积工艺在电镀金属层上形成形成Ni-Zn和Ni-Mo两类黑化导电层组成的复合黑化导电层，复合黑化导电层的平均厚度为900nm，从而得到一种表面导电化和黑化处理的连续非金属带材
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (5)

1.一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以海绵为基体；所述海绵的厚度为0.3mm～70mm；所述海绵具有开孔的三维立体结构；所述海绵的平均孔直径为100μm～3000μm；所述海绵为聚酯型聚氨酯发泡海绵或聚醚型聚氨酯发泡海绵；
(2)在所述基体上真空磁控溅射沉积导电金属层；所述真空磁控溅射的工作参数为：带材走速为0.1～20米/分钟，每分米靶宽幅施加的靶功率密度为0.1千瓦～1千瓦；
(3)在所述导电金属层上直接沉积一层黑化导电层。
2.根据权利要求1所述的一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，其特征在于，所述海绵的平均孔直径为150μm～1000μm，厚度为0.5mm～7.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，其特征在于，所述导电金属层是由Ni、Cu、Fe、Al、Co、Cd、Cr、Pb、Zn、Sn、Au和Ag中的任意一种金属形成的单金属导电层，或是上述金属种类中任意两种或两种以上的金属形成的多层导电层或者合金导电层，平均厚度为5nm～1500nm。
4.根据权利要求1所述的一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，其特征在于，所述黑化导电层是通过电沉积形成的Ni-Sn、Ni-Sn-S、Ni-Cu-Sn、Ni-Zn、Ni-Zn-S、Ni-Mo中的任意一类黑化导电层，或由上述黑化导电层中任意两类或两类以上形成的复合黑化导电层，平均厚度为5nm～2000nm。
5.根据权利要求3所述的一种对连续非金属带材导电化和黑化处理的方法，其特征在于，所述的导电金属层为Ni、Cu、Al、Co、Ag中的任意一类金属形成的单金属导电层，或是上述金属种类中任意两类或两类以上形成的多层导电层或者合金导电层，其平均厚度优选为10nm～500nm。
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