专利名称：一种镍铜复合金属织物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属织物及其制备方法，特别涉及一种在涤纶布或锦纶布上沉积镍-铜-镍复合镀层制备的电磁屏蔽织物及其方法。
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的便利和精神上的享受，然而随之产生的电磁辐射问题也越来越严重，防电磁辐射也成为人们关注的环保话题。最方便有效的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。国内外有关制备电磁屏蔽的镍布、铜布、复合导电布的方法较多，主要有化学镀法、涂布法、真空气相沉积法、金属纤维混纺法等。但是，以往公开的化学镀法制备非金属基导电布的专利文献中(如发明专利CN00103011.6和CN00125485.5)，由于甲醛的采用而造成对环境的破坏，威胁操作人员身体健康；涂布法是将具有导电性能的粉末(如镍粉、银粉、石墨粉等)掺入某种胶粘剂中，涂布在纤维织物表面并经干燥固化后制备成导电布，但这种方法难以控制导电涂层厚度，并且导电涂层与纤维织物的结合力低，弯折、柔软性和透气性能都较差，电学性能不易控制；金属纤维混纺法是在纤维织物中夹杂织入金属丝或碳素丝构成的，这种材料制造工艺复杂，成本高，不适宜弯折，且其电学性能(如电阻率等)也不易控制，电磁屏蔽性能也不够理想；而应用真空气相沉积法(如发明专利CN02114393.5等)则使生产的导电布成本高，屏蔽效果有限。
发明内容
本发明旨在提供一种成本低廉的、在全频段电磁波下都能有较好的屏蔽效能的、具有柔软手感的镍铜复合金属织物及其制备方法。本发明采取的技术方案为，涤纶布或锦纶布经表面粗化、敏化、活化后先化学镀覆一层金属镍，再电镀一层铜作为中间层，然后再电镀一层镍，形成Ni-Cu-Ni功能层；化学镀覆金属镍的量为0.5～8g/m2，电镀覆铜量为3～30g/m2，电镀覆镍量为1～20g/m2；所得功能镀层中总镍量为5～20g/m2，铜与镍的质量比为(1.5～3)∶1。
具体地说，本发明的方案是1.一种用于电磁屏蔽领域的镍铜复合金属织物，在涤纶布或锦纶布表面沉积镍铜复合金属作为功能镀层，其特征是，功能镀层的最里层为化学镀镍层，中间层为电镀铜层，最外层为电镀镍层；功能镀层中总镍量为5-20g/m2，铜与镍的质量比为(1.5～3)∶1。所述的镍铜复合金属织物，电磁波频率在10KHz～3GHz范围内时所述金属织物的屏蔽效率在60～90dB；电磁波频率在10KHz以下时所述金属织物的屏蔽效率为50～70dB。
2.制备上述镍铜复合金属织物的方法是在涤纶布或锦纶布基材上化学镀镍、电镀铜、电镀镍三个步骤依次进行，在基材上形成Ni-Cu-Ni功能层。金属镍的总沉积量为5-20g/m2，沉积的铜与镍的质量比为(1.5～3)∶1。涤纶布或锦纶布基材粗化时失重5-25％。
具体工艺描述如下(1)表面预处理涤纶布或绵纶布基材在实施金属沉积前，必须对其进行表面预处理，该过程包括粗化、敏化、活化三个步骤。粗化液可选用浓碱或浓酸加热至60～100℃时的热溶液，控制粗化时间以保证粗化后基材失重5-25％。更优的粗化效果，反应在失重指标上为10-16％，在这个范围内，沉积在基材上的金属层不仅与基材有着非常好的结合力，同时还能保证本发明所述金属织物具有柔软的手感。
粗化后的涤纶布或绵纶布基材，经氯化亚锡浓度为1.0～1.5g/L的常规化学镀敏化溶液、氯化钯浓度为0.050～0.15g/L的化学镀活化溶液后，完成本发明所述的基材表面预处理工序。
(2)化学镀镍经表面预处理的涤纶布或绵纶布基材进入化学镀镍体系中进行沉镍处理。可选用的化学镀镍体系包括以次磷酸盐为还原剂的化学镀镍体系、以硼氢化物为还原剂的化学镀镍体系、以胺基硼烷为还原剂的化学镀镍体系以及以肼为还原剂的化学镀镍体系等，其中，以次磷酸盐为还原剂的化学镀镍体系为本发明优选的体系。化学镀镍上镍量控制在0.5～8g/m2，其中优选的化学镀镍量为4～6g/m2。涤纶布或绵纶布经化学镀覆一层镍后，完成本发明所述织物的基材导电化和功能层的第一层导磁处理。
(3)电镀铜基材化学镀镍后，进入电镀铜溶液中电镀一层金属铜。可选用的镀铜液包括氰化物镀铜体系、硫酸盐镀铜体系、焦磷酸盐镀铜体系等，其中，焦磷酸盐镀铜体系为本发明优选的体系。电镀铜上铜量控制在3～30g/m2，其中优选的电镀上铜量为10～18g/m2。本工序完成本发明所述金属织物功能层的中间导电层。
(4)电镀镍基材电镀铜后，进入电镀镍溶液中电镀一层金属镍。可选用的镀镍液包括瓦特型镀镍体系、氯化物镀镍体系、氟硼酸盐镀镍体系、氨基磺酸盐镀镍体系等，其中，瓦特型镀镍体系、氨基磺酸盐镀镍体系为本发明优选的体系。电镀镍上镍量控制在1～20g/m2，其中优选的电镀上镍量为5～10g/m2。本工序完成本发明所述金属织物功能层的最外层，即第二次导磁处理和织物的防护处理。
与现有技术相比，本发明具有下述优势(1)在电磁屏蔽领域里，铜是良好的电导体，相对电导率大，电磁屏蔽效果以反射损耗为主。镍属于高磁导率材料，相对磁导率大，电磁屏蔽衰减以吸收损耗为主。铜的导电性能虽然良好，价格也适中，但容易被氧化，单独使用的耐用性差。镍耐氧化，具有较好的保护表面不被侵蚀的能力，但电导率相对较低。为了提高电磁屏蔽织物的综合性能，将镍铜混合使用，可达到较好的电磁屏蔽效果。
本发明通过上述技术方案制作的镍铜复合金属织物，在基材表面形成分别导磁-导电-导磁的Ni-Cu-Ni金属复合功能层，以最大效能的吸收即使处于低频状态下的电磁波，达到最佳的电磁波屏蔽效能。同时，电镀在最外层的金属镍层，在起到导磁功能的同时，保护所述的镍铜复合金属织物不受腐蚀。复合功能层中金属镍的总含量控制在5-20g/m2，铜与镍的质量比控制为(1.5～3)∶1，使得本发明所述镍铜复合金属织物不仅有柔软手感，而且即使对于低频电磁波也具有非常好的电磁屏蔽效能，电磁波频率在10KHz～3GHz范围内时所述金属织物的屏蔽效率在60～90dB；电磁波频率在10KHz以下时所述金属织物的屏蔽效率为50～70dB。
(2)基材粗化时控制失重在5-25％的范围内，既不改变基材布的物理性能，又使金属覆镀层与基底材质有良好的结合力，具有很强的耐洗耐磨能力。
(3)本发明提供的制作电磁屏蔽用复合金属织物的方法，功能层最底层为化学镀镍层，避免了在该领域内以往采用化学镀的技术方案中由于化学镀铜使用甲醛而造成破坏工作环境、危害操作人员身体健康的弊端；具体实施方式
实施例涤沦布于100g/L、60℃氢氧化钠溶液中粗化3.5小时，于氯化亚锡溶液中敏化、氯化钯溶液中活化后，进入次磷酸盐化学镀镍体系中化学镀镍5g/m2，之后于焦磷酸铜镀液体系中镀铜25g/m2，再于瓦特镀镍体系中电镀上镍5g/m2。经过上述过程所制得的镍-铜-镍复合功能层金属织物，金属镀层与基材结合力良好，电磁屏蔽效能在10KHz～3GHz范围内为92dB，在10KHz以下时为61dB。
权利要求
1.一种用于电磁屏蔽领域的镍铜复合金属织物，在涤纶布或锦纶布表面沉积镍铜复合金属作为功能镀层，其特征是功能镀层的最里层为化学镀镍层，中间层为电镀铜层，最外层为电镀镍层；功能镀层中总镍量为5-20g/m25，铜与镍的质量比为(1.5～3)∶1。
2.如权利要求1所述的镍铜复合金属织物，其特征在于，电磁波频率在10KHz～3GHz范围内时所述金属织物的屏蔽效率在60～90dB；电磁波频率在10KHz以下时所述金属织物的屏蔽效率为50～70dB。
3.一种用于电磁屏蔽领域的镍铜复合金属织物的制备方法，其特征在于，在涤纶布或锦纶布基材上化学镀镍、电镀铜、电镀镍三个步骤依次进行，在基材上形成Ni-Cu-Ni功能层。
4.如权利要求3所述的镍铜复合金属织物的制备方法，其特征在于，金属镍的总沉积量为5-20g/m2，沉积的铜与镍的质量比为(1.5～3)∶1。
5.如权利要求3所述的镍铜复合金属织物的制备方法，涤纶布或锦纶布在化学镀镍之前，需经粗化、敏化、活化预处理，其特征在于，涤纶布或锦纶布基材粗化时失重5-25％。
全文摘要
本发明公开了一种镍铜复合金属织物及其制备方法，将涤纶布或锦纶布经表面粗化、敏化、活化后先化学镀覆一层金属镍，再电镀一层铜作为中间层，然后再电镀一层镍保护层，形成Ni－Cu－Ni功能层，并控制功能层中总镍量在5－20g/m
文档编号C23C18/31GK1558017SQ20041002283
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月13日 优先权日2004年1月13日
发明者陶维正, 张灿中, 李国良, 贺持缓, 汤义武, 刘人生, 戴高鹏, 周小平 申请人:长沙力元新材料股份有限公司