导电布及其制备方法与流程

文档序号:15457821发布日期:2018-09-15 01:40

本发明涉及导电布技术领域,尤其涉及一种导电布及其制备方法。



背景技术:

在现有的导电布的制备工艺中,一般有两种工艺路线。其中一种工艺路线是使用直流磁控溅射工艺镀覆一层金属如铜层、镍层,使原胚布获得导电性,之后进行电镀铜金属获得所需的电阻率,最后在铜层表面电镀镍金属层对铜金属进行防腐保护。另一种工艺路线是使用贵金属钯化合物对原胚布进行催化改性,使其获得化学催化能力,在其表面进行化学镀铜以使材料获得导电性能,之后进行电镀铜、电镀镍获得需要的电阻率性能和防腐性能。

现有的两种工艺路线均存在工艺路线复杂,管控困难,产品附着力差、质量性能波动大等缺点。此外,工艺路线中电镀为主要工序,生产过程中不可避免的产生大量废水、含重金属固废、废气等,对环境影响大,处于受限制发展状态。

因此,现有导电布的制备工艺还有待于改进和发展。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题在于,提供一种工序简单、减少污染工序,环保的导电布的制备方法及制得的导电布。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种导电布的制备方法,包括以下步骤:

S1、在真空室内的镀覆区安装金属层对应的靶材,将胚布置于真空室内;

S2、对真空室进行抽真空至本底真空度后充入惰性气体,将真空室内压力控制并保持在预定压力;

S3、输送所述胚布使其经过镀覆区,开启多弧电源,通过多弧离子镀对胚布进行金属层镀覆,形成导电布;其中,多弧离子镀的工作电压为18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压为0-100V。

优选地,步骤S2中,所述本底真空度为1.0×10-2Pa以上;所述预定压力为0.8×10-1Pa-0.8×10-2Pa。

优选地,步骤S3中,所述金属层包括铜层、镍层中一种或多种。

优选地,步骤S1中,在所述真空室内放置放卷机构、传动机构以及收卷机构;所述胚布成卷放置在所述放卷机构上;

步骤S3中,所述胚布在所述传动机构输送下通过所述镀覆区收卷于所述收卷机构上。

优选地,所述胚布为聚氨酯纤维格子布、聚氨酯纤维平纹布或聚氨酯无纺布。

优选地,所述制备方法还包括镀后处理:在导电布上涂覆2-5g/m2的聚氨酯涂层。

优选地,所述制备方法还包括:

S4、在所述导电布的金属层上镀覆保护层;

所述保护层包括镍层、锡层和/或银层。

优选地,步骤S1中,在真空室内安装金属层对应靶材的同时也安装保护层对应的靶材;步骤S4中,所述导电布在所述镀覆区通过多弧离子镀进行保护层的镀覆;或者,

步骤S4包括:

S4.1、在真空室内的镀覆区安装保护层对应的靶材,将具有金属层形成导电布置于真空室内;

S4.2、对真空室进行抽真空至本底真空度后充入惰性气体,将真空室内压力保持在预定压力;

S4.3、输送所述导电布使其经过镀覆区,开启多弧电源,通过多弧离子镀对胚布进行保护层的镀覆;其中,多弧离子镀的工作电压为18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压为0-100V。

优选地,所述制备方法还包括:

S4、将获得的导电布进行电镀处理,在所述导电布的金属层上镀覆铜层和/或镍层。

本发明还提供一种导电布,采用以上任一项所述的制备方法制得。

本发明的有益效果:工序简单,节省人力,减少了制备过程中废水、废气、危险固废的产生,环保;制得的导电布具有电阻低、镀层内应力低、延展性好,性能稳定、附着力优良等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:

图1是本发明一实施例的导电布的制备方法的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1,本发明的导电布的制备方法,可包括以下步骤:

S1、在真空室内的镀覆区安装金属层对应的靶材,将胚布置于真空室内。

根据导电布需求,胚布可为聚氨酯纤维格子布、聚氨酯纤维平纹布或聚氨酯无纺布、尼龙等。

S2、对真空室进行抽真空至本底真空度后充入惰性气体(如氩气),将真空室内压力控制并保持在预定压力。

本底真空度为1.0×10-2Pa以上。预定压力为0.8×10-1Pa-0.8×10-2Pa。

S3、输送胚布使其经过镀覆区,开启多弧电源,通过多弧离子镀对胚布进行金属层镀覆,形成导电布。

其中,多弧离子镀的工作电压为18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压为0-100V。金属层包括铜层、镍层中一种或多种,即:金属层可以是铜层或镍层的单层结构,也可以是铜层和镍层叠合的多层结构。

根据单层或多层结构的金属层,真空室内对应安装一道或多道靶材(铜靶和/或镍靶)。胚布在行进过程中,靶材依次镀覆在胚布上。

上述金属层的镀覆采用多弧离子镀工艺,实现该工艺的设备可采用现有对应多弧离子镀的设备实现。

为了实现胚布在真空室内行进而进行镀覆,在步骤S1中,在真空室内放置放卷机构、传动机构(包括传动辊等)以及收卷机构。胚布成卷放置在放卷机构上,并可通过传动机构送至收卷机构上。在步骤S3中,胚布在传动机构输送下通过镀覆区收卷于收卷机构上。

本发明的一个实施例中,经过金属层在胚布上的镀覆,使其形成具有指定电阻率的导电布。根据指定电阻率,灵活调整金属层的靶材、层数等;指定电阻率具体根据实际所需设定。

本实施例的制备方法还可包括:

S4、在导电布的金属层上镀覆保护层,对金属层进行保护。

保护层包括镍层、锡层和/或银层,为单层或多层结构。

该步骤S4可以与上述步骤S1-S3连续进行,也可以分开进行。

在一个选择性实施方式中,步骤S4与上述步骤S1-S3连续进行,具体操作如下:

在步骤S1中,在真空室内安装金属层对应靶材的同时也安装保护层对应的靶材。保护层对应的靶材可为镍靶、锡靶和银靶中的一道或多道。在镀覆流程上,位于金属层对应靶材的后端。

步骤S4中,镀覆有金属层形成的导电布在镀覆区再通过多弧离子镀进行保护层的镀覆。镀覆时,工作电压为18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压为0-100V。

通过上述步骤S1-S4,在真空室内,胚布从放卷机构上放卷,通过镀覆区依次进行金属层和保护层的镀覆,获得的导电布收卷于收卷机构上,整体流程简单,易于管控,获得金属附着力好、质量性能稳定的产品。

在另一个选择性实施方式中,步骤S4与上述步骤S1-S3分开进行,可在同一个真空室内或不同真空室内进行。具体地,该步骤S4可包括:

S4.1、在真空室内的镀覆区安装保护层对应的靶材,将具有金属层形成导电布置于真空室内。根据单层或多层结构的保护层,真空室内对应安装一道或多道靶材(镍靶、锡靶和/或银靶)。

S4.2、对真空室进行抽真空至本底真空度后充入惰性气体(氩气),将真空室内压力保持在预定压力。

本底真空度为1.0×10-2Pa以上;预定压力为0.8×10-1Pa-0.8×10-2Pa。

S4.3、输送导电布使其经过镀覆区,开启多弧电源,通过多弧离子镀对胚布进行保护层的镀覆。其中,多弧离子镀的工作电压为18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压为0-100V。

导电布在真空室内放置在放卷机构上,并可通过传动机构送至收卷机构上。导电布在传动机构输送下通过镀覆区收卷于收卷机构上。

通过步骤S1-S3获得导电布,本发明另一个实施例的制备方法还包括:

S4、将获得的导电布进行电镀处理,在导电布的金属层上镀覆铜层和/或镍层。

在该实施例中,在步骤S1-S3之后,经过金属层在胚布上的镀覆,使其形成具有初始电阻率的导电布。经过步骤S4的电镀处理,形成具有指定电阻率的导电布。指定电阻率小于初始电阻率。该实施例中,多弧离子镀结合到电镀处理获得导电布,以多弧离子镀代替现有常规使用的直流磁控溅射工艺和化学催化改性工艺,简化流程,易于管控。

电镀处理中,在镀覆铜层和/或镍层后,根据需要在其上再进行保护层镀覆。

进一步地,本发明的制备方法中,还包括镀后处理:在导电布上涂覆2-5g/m2的聚氨酯涂层,增加导电布的耐磨性能和抗指纹变色能力。聚氨酯优选为耐黄变聚氨酯,使导电布具有金属附着力强、耐磨性能优良、产品抗黄变及抗指纹变色能力好等优点。

该镀后处理在上述各实施例的步骤S4之后进行。

本发明的制备方法制得的导电布,具有电阻低、镀层内应力低、延展性好,性能稳定、附着力优良等优点。

导电布可包括胚布层、通过多弧离子镀形成在胚布层上的金属层,还可包括设置在金属层上的保护层和聚氨酯涂层。金属层包括铜层和/或镍层,保护层包括镍层、锡层和/或银层。或者,导电布包括胚布层、通过多弧离子镀形成在胚布层上的第一金属层、通过电镀形成在第一金属层上的第二金属层,还可包括设置在第二金属层上的保护层和/或聚氨酯涂层。第一金属层包括铜层和/或镍层,第二金属层包括铜层和/或镍层;保护层包括镍层、锡层和/或银层。

以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

以280T聚氨酯纤维格子布为胚布,根据金属层和保护层要求安装相应数量铜靶和镍靶,将整卷胚布装入真空室内放卷机构,关闭真空室,开启抽真空系统,使真空抽至本底真空度1.0×10-2Pa以上,充入氩气,控制并保持至工作压力0.8×10-1至0.8×10-2Pa;开启卷绕机构,根据所需的镀层性能选择卷绕速度,开启多弧电源,工作电压18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压50V进行镀覆,镀覆后的产品通过收卷机构收卷。完成整卷产品镀覆后对真空室进行充气至常压,打开真空室,得到导电布成品。

依据ASTM F390-98标准四点探针法测试导电布表面电阻,电阻值可达0.015-0.025Ω/sq;按照AATCC TM8标准测试导电布上金属结合力,结果均为5级;产品性能优越。

实施例2

以260T聚氨酯纤维格子布为胚布,根据金属层和保护层要求安装相应数量铜靶和镍靶,将整卷胚布装入真空室内放卷机构,关闭真空室,开启抽真空系统,使真空抽至本底真空度1.0×10-2Pa以上,充入氩气,控制并保持至工作压力0.8×10-1至0.8×10-2Pa;开启卷绕机构,根据所需的镀层性能选择卷绕速度,开启多弧电源,工作电压18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压80V进行镀覆,镀覆后的产品通过收卷机构收卷。完成整卷产品镀覆后对真空室进行充气至常压,打开真空室,得到导电布成品。

对导电布进行电镀后处理,在导电布上涂覆耐黄变聚氨酯。

依据ASTM F390-98标准四点探针法测试导电布表面电阻,电阻值可达0.015-0.025Ω/sq;按照AATCC TM8标准测试导电布上金属结合力,结果均为5级;产品性能优越。

实施例3

以230T聚氨酯纤维格子布为胚布,根据金属层和保护层要求安装相应数量铜靶和镍靶,将整卷胚布装入真空室内放卷设备,关闭真空室,开启抽真空系统,使真空抽至本底真空度1.0×10-2Pa以上,充入氩气,控制并保持至工作压力0.8×10-1至0.8×10-2Pa;开启卷绕机构,根据所需的镀层性能选择卷绕速度,开启多弧电源,工作电压18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压50V进行镀覆,镀覆后的产品通过收卷机构收卷。完成整卷产品镀覆后对真空室进行充气至常压,打开真空室,得到导电布成品。

依据ASTM F390-98标准四点探针法测试导电布表面电阻,电阻值可达0.015-0.025Ω/sq;按照AATCC TM8标准测试导电布上金属结合力,结果均为5级;产品性能优越。

实施例4

以0.018mm聚氨酯无纺布为胚布,根据金属层和保护层要求安装相应数量铜靶和锡靶,将整卷胚布装入真空室内放卷设备,关闭真空室,开启抽真空系统,使真空抽至本底真空度1.0×10-2Pa以上,充入氩气,控制并保持至工作压力0.8×10-1至0.8×10-2Pa;开启卷绕机构,根据所需的镀层性能选择卷绕速度,开启多弧电源,工作电压18-40V,单靶电流30-100A,基底偏压0V进行镀覆,镀覆后的产品通过收卷机构收卷。完成整卷产品镀覆后对真空室进行充气至常压,打开真空室,得到导电布成品。

依据ASTM F390-98标准四点探针法测试导电布表面电阻,电阻值可达0.015-0.025Ω/sq;按照AATCC TM8标准测试导电布上金属结合力,结果均为5级;产品性能优越。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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