导电泡棉及其制备方法与流程

本发明涉及导电泡棉技术领域，尤其涉及一种导电泡棉及其制备方法。

背景技术：

在现有的全方位导电泡棉的制备工艺中，一般有以下两种工艺路线：一种为使用直流磁控溅射工艺镀覆一层金属如铜层、镍层，使原泡棉获得导电性，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。另一种工艺路线是化学镀法，先对泡棉进行粗化微蚀后，使用胶体钯对泡棉进行催化改性，使其获得化学催化能力，在其表面进行化学镀镍或化学镀铜以使材料获得导电性能，之后进行电镀镍获得需要的电阻率性能和防腐性能。

现有的上述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。上述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，现有全方位导电泡棉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，环保的导电泡棉的制备方法及制得的导电泡棉。

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

s1、将泡棉放入真空室内，对真空室进行抽真空至本底真空度；

s2、充入惰性气体，将真空室内压力控制并保持在预定压力；

s3、将泡棉传送至镀覆区，开启高压等离子清洗电源对所述泡棉进行清洗；

s4、开启多弧电源，通过多弧离子镀对泡棉表面进行金属层镀覆，形成导电泡棉。

优选地，步骤s1中，所述本底真空度为5.0×10^-2pa以上；

步骤s2中，所述预定压力为1.0×10^-1pa-1.0×10^-2pa。

优选地，步骤s3中，高压等离子清洗电源的工作电压为1kv-5kv。

优选地，步骤s4中，多弧离子镀的工作电压为20-80v，单靶电流80-300a，基底偏压为0-80v。

优选地，所述金属层为单层或多层，每一层所述金属层为单质金属镀层或合金镀层。

优选地，形成所述金属层的金属材料包括铜、铜合金、镍、镍合金、钼、钒、镍钒合金、银、铝及铝合金中一种或多种。

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；所述泡棉成卷放置在所述放卷机构上；

步骤s3、s4中，成卷的所述泡棉在所述传动机构传送下通过所述镀覆区进行高压等离子清洗和多弧离子镀后收卷于所述收卷机构上。

优选地，步骤s4中，进行多弧离子镀时，将所述泡棉表面温度控制在180℃或200℃以下。

优选地，步骤s4中，交替对所述泡棉相对两个表面进行多弧离子镀，在多次交替后，靶材在所述泡棉的表面沉积形成金属层。

本发明还提供一种导电泡棉，采用以上任一项所述的制备方法制得。

本发明的有益效果：将高压等离子清洗与多弧离子镀配合在泡棉上镀覆金属层形成导电泡棉，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；制得的导电泡棉具有电阻低、镀层内应力低、延展性好，性能稳定、回复性能优良等优点。

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泡棉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，本发明的导电泡棉的制备方法，可包括以下步骤：

s1、将泡棉放入真空室内，对真空室进行抽真空至本底真空度。

本底真空度为5.0×10^-2pa以上。

在真空室内的镀覆区预先安装金属层对应的靶材。靶材包括铜靶、铜合金靶、镍靶、镍合金靶、钼靶、钒靶、镍钒合金靶、银靶、铝靶及铝合金靶中一种或多种。

此外，在真空室内放置放卷机构、传动机构以及收卷机构。泡棉成卷放置在放卷机构上。传动机构用于将成卷的泡棉放卷并传送至镀覆区，经过镀覆区的泡棉再通过收卷机构进行收卷。

s2、充入惰性气体，将真空室内压力控制并保持在预定压力。

惰性气体选用氩气等。预定压力为1.0×10^-1pa-1.0×10^-2pa。

s3、将泡棉传送至镀覆区，开启高压等离子清洗电源对泡棉进行清洗。

成卷泡棉在真空室内在传动机构下被传送至镀覆区。采用高压等离子清洗对泡棉的所有需要镀覆金属层的表面进行清洗，去除泡棉表面上的一些油污杂质等，提高泡棉表面的附着力，利于后续靶材在其上沉积形成金属层。

高压等离子清洗电源的工作电压为1kv-5kv。

s4、开启多弧电源，通过多弧离子镀对泡棉表面进行金属层镀覆，形成导电泡棉。

其中，多弧离子镀的工作电压为20-80v，单靶电流80-300a，基底偏压为0-80v。通过多弧离子镀对泡棉相对两个表面进行金属层镀覆。

金属层为单层或多层，每一层金属层为单质金属镀层或合金镀层；形成金属层的金属材料包括铜、铜合金、镍、镍合金、钼、钒、镍钒合金、银、铝及铝合金等中一种或多种。金属层可以是铜层、镍层或合金层等前述金属的单层结构，也可以是铜层、镍层或合金层等前述金属叠合的多层结构。

在进行多弧离子镀时，将泡棉表面温度控制在180℃或200℃以下，避免温度过高导致泡棉发生熔化等问题。

在一种实施方式中，进行多弧离子镀时，交替对泡棉相对两个表面进行多弧离子镀，即先在泡棉一个表面沉积金属后，再在泡棉另一表面沉积金属，依次交替循环多次；前一个先沉积金属的表面在后一个表面沉积时即可自然冷却，降温后再继续沉积，避免温度过高。在多次交替后，靶材在泡棉的表面沉积形成金属层，使得两个表面上均形成有金属层。

由于泡棉具有多孔结构，在对其表面多弧离子镀时，金属也会通过进入沉积到孔隙中，使得其内部也填充有金属，提高整个导电泡棉的导电性。

实现上述多弧离子镀工艺的设备可采用现有对应多弧离子镀的设备实现。

经过上述步骤s4后制得导电泡棉后，对真空室充气至常压，即可打开真空室取出导电泡棉。

本发明的制备方法制得的导电泡棉，包括泡棉以及设置在泡棉至少相对两个表面上的金属层。泡棉的其他侧面也可设置有金属层，形成全包覆结构。泡棉内部通过多弧离子镀时金属的渗入也填充有金属。

本发明的制备方法制得的导电泡棉，可以是全方位导电泡棉，更加方便在电子设备中使用。

以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

以1mm厚泡棉为原胚棉，根据产品镀层要求安装相应数量b30白铜合金靶，将整卷原胚棉装入真空室内放卷机构上，关闭真空室，开启抽真空系统，使真空抽至本底真空度5×10^-2pa以上。充入氩气，控制并保持至工作压力1×10^-1至1×10^-2pa。开启传动机构，根据所需的镀层性能选择传送速度。开启高压等离子清洗电源，工作电压3kv；开启多弧电源，工作电压20-40v，单靶电流30-200a，基底偏压40v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，1mm厚全方位导电泡棉。

依据astmf390-98标准四点探针法测试导电泡棉表面电阻，电阻值可达0.4ω/sq，垂直电阻可达0.005ω/sq；回复性优良；产品性能优越。

实施例2

以1.5mm厚泡棉为原胚棉，根据产品镀层要求安装相应数量蒙乃尔合金靶，将整卷原胚棉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5×10^-2pa以上。充入氩气，控制并保持至工作压力1×10^-1至1×10^-2pa。开启传动机构，根据所需的镀层性能选择传送速度。开启高压等离子清洗电源，工作电压3kv；开启多弧电源，工作电压20-40v，单靶电流30-200a，基底偏压40v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1.5mm厚全方位导电泡棉。

依据astmf390-98标准四点探针法测试导电泡棉表面电阻，电阻值可达0.4ω/sq，垂直电阻可达0.005ω/sq；回复性优良；产品性能优越。

实施例3

以2mm厚泡棉为原胚棉，根据产品镀层要求安装相应数量镍钒合金靶，将整卷原胚棉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5×10^-2pa以上。充入氩气，控制并保持至工作压力1×10^-1至1×10^-2pa。开启传动机构，根据所需的镀层性能选择传送速度。开启高压等离子清洗电源，工作电压3kv；开启多弧电源，工作电压20-40v，单靶电流30-200a，基底偏压40v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2mm厚全方位导电泡棉。

依据astmf390-98标准四点探针法测试导电泡棉表面电阻，电阻值可达0.4ω/sq，垂直电阻可达0.005ω/sq；回复性优良；产品性能优越。

实施例4

以3mm厚泡棉为原胚棉，根据产品镀层要求安装相应数量b30白铜合金靶，将整卷原胚棉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5×10^-2pa以上。充入氩气，控制并保持至工作压力1×10^-1至1×10^-2pa。开启传动机构，根据所需的镀层性能选择传送速度。开启高压等离子清洗电源，工作电压3kv；开启多弧电源，工作电压20-40v，单靶电流30-200a，基底偏压40v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3mm厚全方位导电泡棉。

依据astmf390-98标准四点探针法测试导电泡棉表面电阻，电阻值可达0.4ω/sq，垂直电阻可达0.005ω/sq；回复性优良；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。