[发明专利]一种泡沫基体的纳米TiO2化学镀膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫基体的镀膜方法，具体地说是一种泡沫基体的纳米TiO₂化学镀膜方法。 

背景技术

等离子体技术在有机材料上的应用始于20世纪60年代末，有如下优点：①属干式工艺，省能源，无公害，满足节能和环保的需要；②对材料的处理时间短，效率高；③对所处理的材料无严格要求，具有普遍适应性；④可处理形状较复杂的材料，材料表面处理的均匀性好；⑤反应环境温度低；⑥对材料表面的作用仅涉及几到几百纳米，材料表面性能改善的同时，基体性能不受影响。近10年来，人们广泛地将此项技术应用在金属、塑料、玻璃等新型板式材料的加工上。 

因此随着等离子体技术的不断深入发展，各种新型的功能性材料不断涌现。泡沫基材表面覆膜TiO₂是一种新型的功能性材料，被越来越多的应用于光催化空气净化消毒器械。泡沫材料因结构复杂，在材料制造中经过机械加工、热加工和空气暴露后，其表面存在加工残余应力层、氧化皮、油脂和污垢，必须在前处理工序中除去这些表面物质，露出基体表面，才能得到好的镀层。现有处理方法仍是传统的前处理工艺，其流程一般为：碱性除油→水洗→硫酸酸洗→水洗→磷酸浸蚀→水洗→活化→水洗等。工序复杂，操作难度大， 质量不稳定；且使用多种化学剂，产生大量废水，浪费资源，影响环境。同时泡沫基体为多孔蜂窝状复杂结构，因此用喷涂、浸渍、溶胶-凝胶等方法上载存在覆膜不均、易脱落、易团聚等缺陷。TiO₂电泳沉积镀膜技术是近年来新发展起来的镀膜技术，其优点是镀膜牢固、均匀，但镀液废水较多，成本较高，对环境有一定污染。随着现代社会对环境的要求越来越高，发明一种新的泡沫基材的化学镀膜方法，取代原来的电泳沉积镀膜方法以实现工艺更简单，膜层更均匀牢固，无污染，成本低、节省资源将非常有益。 

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种泡沫基体的纳米TiO₂化学镀膜方法，该方法使泡沫材料表面改性，获得表面微孔扩张、清洁、粘结性好的基体，所覆膜的纳米Tio₂镀膜均匀牢固而且工艺简单、成本低、无污染、易于实现工业化生产。 

本发明的技术方案是这样实现的：它是将泡沫基体材料置于一个能抽真空和能通过辉光放电产生低温等离子体的设备腔内两极板之间，抽真空进行前处理，然后将乳状镀液注入化学镀槽内并加温，再将经过前处理的泡沫基体材料放入化学镀槽内进行热处理后提出，滤除镀液并冲洗干净，风干去除水份，即可得到表面承载均匀的纳米TiO₂镀膜泡沫材料。 

所述乳状镀液是由氯化钠，磷酸钠，硅酸钠溶入纯净水快速搅拌并加入聚乙二醇双月桂酸脂和月桂酸二乙醇酰胺，快速搅拌下缓慢加入纳米TiO₂粉体，继续高速搅拌1-3小时后，加入微量六偏磷酸钠， 调整PH值，充分搅拌均匀制备而成。 

所述乳状镀液具体是由重量分数0.3％～1％的氯化钠，重量分数0.3％～1％的磷酸钠，重量分数0.06％～0.1％的硅酸钠溶入纯净水快速搅拌并加入重量分数0.5％～1.5％的聚乙二醇双月桂酸脂和重量分数0.5％～1.5％的月桂酸二乙醇酰胺后，继续快速搅拌下缓慢加入重量分数为3％～15％、粒径为5～15纳米的TiO₂粉体继续高速搅拌1-3小时，最后加入微量六偏磷酸钠，调整PH值，充分搅拌均匀制备而成。其中采用粒径为5～15纳米TiO₂粉体材料效果最好，TiO₂粉体含量偏低，镀膜会出现针孔，TiO₂粉体含量偏高，镀膜会出现裂痕。 

所述泡沫基体材料包括非金属和金属材料。 

泡沫基体材料前处理电极间距7mm～55mm，真空程度达到800Pa-1000Pa，温度在70℃～85℃区间，处理时间控制在30秒到5分钟。 

本发明较好的方案是将乳状镀液注入化学镀槽内加温至70℃～98℃，再将经过前处理的泡沫基体材料放入化学镀槽内进行热处理，沉积速率控制在2μm/h～10μm/h之间，浸镀20～180分钟后提出。 

本发明具体的工艺过程为： 

(1)将泡沫基体材料送入一个能抽真空和能通过辉光放电产生低温等离子体设备的真空室，并固定在高压电极板与地电极板之间，电极间距7mm～55mm，电源为单相AC220V(±10％)，启动运行装置； 

(2)开始排气，使真空室内的真空程度达到800Pa-1000Pa的真空度；