一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法
【专利摘要】本发明具体公开了一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法，所属的电橡胶用镍包石墨导电粉体包括50~80%的镍，20~50%的石墨；制造所述导电橡胶用镍包石墨导电粉体主要包括石墨粉末除油处理、石墨粉末酸蚀粗化处理、石墨粉末表面活化处理、化学镀镍四个步骤。本发明中的镍包石墨导电粉体兼有纯镍和石墨两者的优点，具有成本低、并且不生锈，还能提高导电橡胶材料的机械强度。而且化学镀法操作方便、工艺简单、镀层均匀致密、均镀能力强，可在任何形状的颗粒上进行镀覆，覆盖能力好，能制备均匀、细小、分散的复合粉体。
【专利说明】一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种电磁屏蔽用导电粉体及其制备方法，具体涉及一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着各种电器的普及，计算机、通讯卫星、高压输电网和一些医用设备等广泛应用，尤其是随着电子线路和元件的微型化、集成化、轻量化和数字化，导致日常使用的电子产品易受外界电磁波干扰而出现误动。因此，电磁屏蔽和吸收材料将成为应用领域中新型材料，导电填料是构成高性能电磁波屏蔽和吸收材料的主要原材料。但目前的导电填料均存在着一些缺陷，例如，铜系涂料导电性好，但抗氧化性差；银粉导电性好，但价格昂贵；导电镍粉具有良好的导电导磁综合性能，但存在金属填料密度大、成本高等问题，同时镍粉在制成导电橡胶时，其表面电阻率比铜系导电橡胶的高，在低频区(< 30MHz)的屏蔽效果不如铜系导电橡胶。
【发明内容】
[0003]本发明为解决上述问题而提出，其目的是提供一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法。
[0004]本发明所采取的技术方案是: 一种导电橡胶用镍包石墨 导电粉体，镍包石墨导电粉体包含的组分和重量百分比如
下:
镍50~80%
石墨20 50%。
[0005]所述石墨粉粒子形状为纤维状、不规则片状，石墨粉粒子的平均粒径为50-130微米，所述镍包覆在石墨粉的表面。
[0006]一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，包括如下步骤:
(i )石墨粉末除油处理
在室温条件下，对石墨粉末用除油液进行清洗，清洗时间为10-15分钟；
(? )石墨粉末酸蚀粗化处理
对除油后的石墨粉末用清水进行清洗，然后在4(T50°C的条件下，用粗化液对石墨粉末表面进行酸蚀粗化处理，粗化时间为10~20分钟；
(iii)石墨粉末表面活化处理
对粗化后的石墨粉末用清水进行清洗，然后使用活化液进行表面活化处理，在35~45°C的条件下，放入石墨粉末，搅拌20分钟；
(iv)化学镀镍
对活化处理后的石墨粉末用清水进行清洗，然后使用化学镀镍液进行镀镍，镀完后用清水将粉末冲洗至中性，烘干后即得导电橡胶用镍包石墨导电粉体。[0007]所述的除油液组分和浓度如下:
十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠 6~8g/L 壬基酚聚氧乙烯醚3~4g/L。
[0008]所述的粗化液组分和浓度如下:
K2CrO7110 ~120g/L
浓 H2SO4400 ~500g/L。
[0009]所述的活化液组分和浓度如下:
PdCl21.0 ~1.2g/L
SnCl2.2H2070 ~80g/L
浓 HCl300 ~320g/L
Na2SnO3.7Η207.5 ~8.0g/L。
[0010]所述步骤(iv)中的化学镀镍液由主盐、还原剂、络合剂、缓冲剂及稳定剂中组成。
[0011]所述的化学镀镍液还包括PH调节液，所述PH调节液为浓HCl或氢氧化铵。
[0012]所述化学镀镍液中的主盐是指硫酸镍；所述化学镀镍液中的还原剂是指次磷酸钠；所述化学镀镍液中的络合剂是指柠檬酸钠或柠檬酸中的一种；所述化学镀镍液中的缓冲剂是指氯化铵或醋酸钠中的一种；所述化学镀镍液中的稳定剂是硝酸铅。
[0013]所述化学镀镍液中主盐硫酸镍的浓度为20g/L~34g/L ;所述化学镀镍液中还原剂次磷酸钠的浓度为20g/L~30g/L ;所述化学镀镍液中络合剂柠檬酸钠的浓度为10g/L，柠檬酸的浓度为10g/L ;所述化学镀镍液中缓冲剂醋酸钠的浓度为10 g/L，氯化铵的浓度为10 g/L ;所述化学镀镍液中稳定剂硝酸铅的浓度为2.5mg/L~3mg/L。
[0014]本发明中的镍包石墨导电粉体密度低、成本低、并且不生锈，还能提高导电橡胶材料的机械强度。而且化学镀法操作方便、工艺简单、镀层均匀致密、均镀能力强，可在任何形状的颗粒上进行镀覆，覆盖能力好，能制备均匀、细小、分散的复合粉体。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例1中制备的导电橡胶用镍包片状石墨导电粉的扫描电镜图； 图2是本发明实施例2中制备的导电橡胶用镍包纤维状石墨导电粉的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0016]以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明:
一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体，镍包石墨导电粉体包含的组分和重量百分比如
下:
镍50~80%
石墨20 50%。
[0017]所述石墨粉粒子形状为纤维状、不规则片状，石墨粉粒子的平均粒径为50-130微米，所述镍包覆在石墨粉的表面。
[0018]一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，包括如下步骤:
(i )石墨粉末除油处理
在室温条件下，对石墨粉末用除油液进行清洗，清洗时间为10-15分钟；(? )石墨粉末酸蚀粗化处理
对除油后的石墨粉末用清水进行清洗，然后在4(T50°C的条件下，用粗化液对石墨粉末表面进行酸蚀粗化处理，粗化时间为10~20分钟；
(iii)石墨粉末表面活化处理
对粗化后的石墨粉末用清水进行清洗，然后使用活化液进行表面活化处理，在35~45°C的条件下，放入石墨粉末，搅拌20分钟；
(iv)化学镀镍
对活化处理后的石墨粉末用清水进行清洗，然后使用化学镀镍液进行镀镍，镀完后用清水将粉末冲洗至中性，烘干后即得导电橡胶用镍包石墨导电粉体。
[0019]所述的除油液组分和浓度如下:
十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠 6~8g/L 壬基酚聚氧乙烯醚3~4g/L。
[0020]所述的粗化液组分和浓度如下:
K2CrO7110 ~120g/L
浓 H2SO4400 ~500g/L。
[0021]所述的活化液组分和浓度如下:
PdCl21.0 ~1.2g/L
SnCl2.2H2070 ~80g/L
浓 HCl300 ~320g/L
Na2SnO3.7Η207.5 ~8.0g/L。
[0022]所述步骤(iv)中的化学镀镍液由主盐、还原剂、络合剂、缓冲剂及稳定剂中组成。
[0023]所述的化学镀镍液还包括PH调节液，所述PH调节液为浓HCl或氢氧化铵。
[0024]所述化学镀镍液中的主盐是指硫酸镍；所述化学镀镍液中的还原剂是指次磷酸钠；所述化学镀镍液中的络合剂是指柠檬酸钠或柠檬酸中的一种；化学镀镍液中缓冲剂是指氯化铵或醋酸钠中的一种；所述化学镀镍液中的稳定剂是硝酸铅。
[0025]所述化学镀镍液中的主盐还可以是氯化镍或醋酸镍中的任意一种；所述化学镀镍液中的还原剂还可以是水合联氨、硼氢化钠、胺基硼烷或硫酸肼中的一种或几种；所述化学镀镍液中的络合剂还可以是乙醇酸、乳酸、苹果酸、丙酸、甘氨酸或氨基醋酸中的一种或几种；所述化学镀镍液中的缓冲剂还可以是硼酸铵中；所述化学镀镍液中的稳定剂还可以是硫脲、碘酸钾或马来酸中的一种或几种。
[0026]所述化学镀镍液中主盐硫酸镍的浓度为20g/L~34g/L ;所述化学镀镍液中还原剂次磷酸钠的浓度为20g/L~30g/L ;所述化学镀镍液中络合剂柠檬酸钠的浓度为10g/L，柠檬酸的浓度为10g/L ;所述化学镀镍液中缓冲剂醋酸钠的浓度为10 g/L，氯化铵的浓度为10 g/L ;所述化学镀镍液中稳定剂硝酸铅的浓度为2.5mg/L~3mg/L。
[0027]实施例1
一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体，所包含的组分和重量百分比如下:
镍50%
石墨50%。
[0028]石墨粉粒子的平均粒径为50微米，石墨粉粒子形状为不规则片状，所述镍包覆在石墨粉的表面。
[0029]一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法包括如下步骤：
(i )石墨粉末除油处理
在室温条件下，取10克的平均粒径50微米的片状石墨粉末，对石墨粉末用十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠6g/L，壬基酚聚氧乙烯醚3g/L配制成的除油液500ml进行清洗，清洗时间为10分钟；
(ii)石墨粉末酸蚀粗化处理
对除油后的石墨粉末用蒸馏水清洗3分钟，然后在4(T50°C的条件下，用体积浓度为110g/L的1(2007，体积浓度为400g/L的浓&304配制成的粗化液500ml，对除油后的石墨粉末表面进行酸蚀粗化处理，粗化时间为10~20分钟；
(iii)石墨粉末表面活化处理
对粗化后的石墨粉末用蒸馏水进行清洗3分钟，用体积浓度1. Og/L的PdCl2，体积浓度70g/L的SnCl2 · 2H20,体积浓度300g/L的浓HC1和体积浓度7. 5g/L的Na2Sn03 · 7H20配制成的活化液500ml，在35~45°C的条件下，放入粗化处理后的石墨粉末，搅拌20分钟；
(iv)化学镀镍
化学镀镍液的配制：称取282克的硫酸镍，160克的次磷酸钠，80克的柠檬酸，80克的醋酸钠和20毫克的硝酸铅，分别用少量的蒸馏水进行溶解；然后将已完全溶解的镍盐溶液，在不断搅拌下倒入到含柠檬酸的溶液中；再加入次磷酸钠溶液，并不断的剧烈搅拌；接着依次加入硝酸铅溶液，醋酸钠`溶液；然后用蒸馏水稀释至8升，最后用浓HC1将溶液的pH值调至4. 5，并用过滤机过滤后待用。
[0030]对活化处理后的石墨粉末用蒸馏水进行清洗3分钟，然后使用化学镀镍液进行镀镍，镀完后用清水将粉末冲洗至中性，在80°C烘干后即得导电橡胶用镍包石墨导电粉体。
[0031]图1是本发明实施例1中制备的导电橡胶用镍包片状石墨导电粉的扫描电镜图。
[0032]实施例2
一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体，所包含的组分和重量百分比如下：
镍80%
石墨20%。
[0033]石墨粉粒子的平均粒径为130微米，石墨粉粒子形状为纤维状，所述镍包覆在石墨粉的表面。
[0034]一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法包括如下步骤：
(i )石墨粉末除油处理
在室温条件下，取10克的平均粒径130微米的油条状石墨粉末，对石墨粉末用十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠8g/L，壬基酚聚氧乙烯醚4g/L配制成的除油液500ml进行清洗，清洗时间为15分钟；
(? )石墨粉末酸蚀粗化处理
对除油后的石墨粉末用蒸馏水清洗3分钟，然后在4(T50°C的条件下，用体积浓度为120g/L的1(2007，体积浓度为500g/L的浓H2S04配制成的粗化液500ml，对除油后的石墨粉末表面进行酸蚀粗化处理，粗化时间为10~20分钟；
(iii)石墨粉末表面活化处理对粗化后的石墨粉末用蒸馏水进行清洗3分钟，用体积浓度1.2g/L的PdCl2,体积浓度80g/L的SnCl2.2H20,体积浓度320g/L的浓HCl和体积浓度8.0g/L的Na2SnO3.7H20配制成的活化液500ml，在35~45°C的条件下，放入粗化处理后的石墨粉末，搅拌20分钟；
(iv)化学镀镍
化学镀镍液的配制:称取300克的硫酸镍，450克的次磷酸钠，450克的氯化铵，150克的柠檬酸钠和45毫克的硝酸铅，分别用少量的蒸馏水进行溶解；然后将已完全溶解的镍盐溶液，在不断搅拌下倒入到含柠檬酸钠的溶液中；再加入次磷酸钠溶液，并不断的剧烈搅拌；接着加入硝酸铅溶液，然后用氢氧化铵调节PH值至10 ;然后加入氯化铵溶液，并用蒸馏水稀释至15升；最后再次用氢氧化铵将溶液的pH值调至10，并用过滤机过滤后待用。
[0035]对活化处理后的石墨粉末用蒸馏水进行清洗3分钟，然后使用化学镀镍液进行镀镍，镀完后用清水将粉末冲洗至中性，在80°C烘干后即得导电橡胶用镍包石墨导电粉体。
[0036]图2是本发明实施例2中制备的导电橡胶用镍包纤维状石墨导电粉的扫描电镜图。
[0037]实施例3
将实施例1和实施例2制得的镍包石墨导电粉体按照表1的配比放入实验室捏合机内进行混和制成硅基导电橡胶材料。
[0038]表1实施例1~2制得的镍包石墨导电粉体为原料的硅基导电橡胶组成
【权利要求】
1.一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体，其特征在于：镍包石墨导电粉体包含的组分和重量百分比如下： 镍50~80% 石墨20 50%。
2.根据权利要求1所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体，其特征在于：所述石墨粉粒子形状为纤维状、不规则片状，石墨粉粒子的平均粒径为50-130微米，所述镍包覆在石墨粉的表面。
3.按照权利要求1所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤： (i )石墨粉末除油处理 在室温条件下，对石墨粉末用除油液进行清洗，清洗时间为10-15分钟； (? )石墨粉末酸蚀粗化处理 对除油后的石墨粉末用清水进行清洗，然后在4(T50°C的条件下，用粗化液对石墨粉末表面进行酸蚀粗化处理，粗化时间为10~20分钟； (iii)石墨粉末表面活化处理 对粗化后的石墨粉末用清水进行清洗，然后使用活化液进行表面活化处理，在35~45°C的条件下，放入石墨粉末，搅拌20分钟； (iv)化学镀镍 对活化处理后的石墨粉末用清水进行清洗，然后使用化学镀镍液进行镀镍，镀完后用清水将粉末冲洗至中性，烘干后即得导电橡胶用镍包石墨导电粉体。
4.根据权利要求3所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于：所述的除油液组分和浓度如下： 十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠 6~8g/L 壬基酚聚氧乙烯醚3~4g/L。
5.根据权利要求3所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于：所述的粗化液组分和浓度如下： K2Cr07110 ~120g/L 浓 H2S044 00 ~500g/L。
6.根据权利要求3所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于：所述的活化液组分和浓度如下： PdCl21. 0 ~1. 2g/L SnCl2 · 2H2070 ~80g/L 浓 HC1300 ~320g/L Na2Sn03 · 7H207. 5 ~8. Og/L。
7.根据权利要求3所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于：所述步骤(iv)中的化学镀镍液由主盐、还原剂、络合剂、缓冲剂及稳定剂中组成。
8.根据权利要求7所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于：所述的化学镀镍液还包括PH调节液，所述PH调节液为浓HC1或氢氧化铵。
9.根据权利要求7所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于:所述的主盐是指硫酸镍；所述的还原剂是指次磷酸钠；所述的络合剂是指柠檬酸钠或柠檬酸中的一种；缓冲剂是指氯化铵或醋酸钠中的一种；所述稳定剂是硝酸铅。
10.根据权利要求7所述的一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体的制备方法，其特征在于:所述化学镀镍液中主盐硫酸镍的浓度为20g/L~34g/L ;所述化学镀镍液中还原剂次磷酸钠的浓度为20g/L~30g/L ;所述化学镀镍液中络合剂柠檬酸钠的浓度为10g/L，柠檬酸的浓度为10g/L ;所述 化学镀镍液中缓冲剂醋酸钠的浓度为10 g/L，氯化铵的浓度为10 g/L ;所述化学镀镍液中稳定剂硝酸铅的浓度为2.5mg/L~3mg/L。
【文档编号】C23C18/36GK103817323SQ201410097071
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】杨福河 申请人:杨福河