[发明专利]高效镍-石墨粉体的制备方法及其专用装置

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合涂料，特别地涉及一种用于制备各种EMI产品的高效镍-石墨粉体制备方法及其专用装置。

背景技术

随着社会的发展，特别是各种无线通信技术的迅速发展，使得电磁辐射无所不在，特别是在人群居住集中的大中城市中，长期处于高频电磁辐射环境下，对人体健康会产生诸多不利影响；如何为有关电子设备、舰船、车辆、建筑等提供有效的电磁防护，就成为目前研究较多的技术问题之一。

电磁干扰(Electromagnetic Interference简称EMI)，是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象，有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络，在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。

用在EMI屏蔽衬垫材料中的镍-石墨导电填料已经替代了传统的银质填料。填充橡胶的屏蔽衬垫制作工艺包括出胶、成型、冲切成片和点胶。镍-石墨填料除了成本优势外，更成为应用在暴露的恶劣工业环境下的首选，大家都知道在这种环境下会腐蚀镀银的填料。目前，因镍-石墨导电填料具备较好的高频电磁吸收和屏蔽能力，已经成为各种吸波产品的主要原材料之一。

镍-石墨也称镀镍石墨，或者镍包石墨，是以石墨粉体为基础，在其外表面上包覆一层金属镍镀层，相比传统的银或金属镀银填充材料，镍-石墨具有比重小、自重轻、抗氧化、耐腐蚀，同时具有较高的导磁率和导电率，是宽频高效的电磁屏蔽材料，可广泛应用于电磁体、塑磁胶片、垫片、涂料等电磁屏蔽产品的制造。

目前，镍-石墨的主要制备方法为电化学沉积法，即采用化学电镀，将石墨粉体置入电镀液中，通电使金属镍析出而沉积在石墨粉体表面，形成镍-石墨粉体。这种方法，需要的设备、场地、原材料均较多，而且会产生大量的废水废液，产生较大的环境污染，而且其制备效率较低，对于镀膜覆盖率、镀膜厚度等均无法实现较精确的控制，也无法实现可控制的、连续高速的生产。因此，研究一种新的环保、高效、可控、无污染的镍-石墨生产方法，以及实现该方法的专用装置，就变得较为迫切。

发明内容

本发明的目的，就是为克服现有技术的上述不足，而提供一种具有电磁搅拌、气体涡流回旋、可实现产业化连续生产、可控、无污染的高效镍-石墨粉体制备方法；

本发明的目的还在于，提供一种可实现上述方法的专用装置，其封闭作业，无废水、废气排出，占地少、生产效率高。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种高效镍-石墨粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备反应装置：

制备一筒形密闭容器，其内部中空，作为石墨粉镀镍反应空间；

在该容器侧壁上部设置至少一喷粉口，该喷粉口连接进粉装置；

在该容器侧壁中部设置至少一电弧喷射口，该喷射口内设置有一电弧喷射枪及一压缩气枪；

在该容器底部设置一供气体和粉料排出的压力阀；

(2)制备原料：

制备平均直径为10～100纳米的石墨粉；

制备高纯度镍丝及氮气；

(3)镀镍准备

封闭压力阀，将密闭容器内的空气抽出，同时向其中注入氮气；

将镍丝送入电弧喷射枪；

将石墨粉填入进粉装置；

(4)镀镍操作

开启电弧喷射口内的电弧喷射枪及压缩气枪，将蒸发的熔融镍微粒吹入密闭容器中，使容器内充满所述熔融镍微粒，压缩气枪内喷出的为氮气；

进粉装置通过喷粉口向容器内均匀喷射石墨粉，石墨粉在重力作用下自然下落，并在下落过程中遭遇电弧喷射口喷出的高速熔融镍微粒，该微粒附着在所述石墨粉粒的外表面上；

镀镍石墨粉颗粒继续下落，到达底部压力阀上，待容器内气压和粉体重量累计达到压力阀预设压力时，压力阀开启，释放容器内超压的气体和粉体，然后迅速关闭。

(5)重复镀镍操作

抽样检测石墨粉体的镀镍覆盖程度和镀膜厚度，如不能达到要求，则将粉体重新填入进料装置中，重复步骤(4)再次镀镍，直至其达到要求。

所述的步骤(1)、(2)无先后顺序。

步骤(1)还包括以下步骤：

(11)在该容器底部中央向容器内设置一导粉锥，将所述压力阀设置在该导粉锥的底部边缘；所述的步骤(4)中的镀镍石墨粉颗粒在继续下落过程中，大部分先到达导粉锥表面，再沿其表面滑落到达底部压力阀上。