[发明专利]耐电弧烧蚀的开关触点及其制备方法

权利要求书

1.一种耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：开关触点是具有多层层状结构的复合体，第一层为0.1-10mm厚的疏水性橡胶层，第二层为0-1.0微米厚的粘合层，这一粘合层是由偶联剂或金属橡胶粘合剂形成的，第三层为0.01-1.0mm厚的金属薄片层，第四层为单分子层厚的至平均厚度0.2微米厚的粘合层，这一粘合层是由偶联剂或金属橡胶粘合剂形成的，第五层为2*10^-5-0.02mm厚的难熔金属钨、铼、锇、钽、钼、铌、铱、铪、钒、铬或锆合金镀层；其中，第五层难熔金属合金镀层是第一层、第二层、第三层和第四层的复合体浸渍在含有难熔金属元素的化学镀液中，用化学沉积的方法将难熔金属合金沉积在第一层、第二层、第三层和第四层的复合体中第二层、第三层和第四层的表面而形成的，或者是第一层、第二层、第三层和第四层的复合体浸渍在含有难熔金属元素的化学镀液中，用化学沉积的方法将难熔金属合金沉积在第一层、第二层、第三层和第四层的复合体中第四层的表面而形成的。

2.根据权利要求1所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：触点层状结构中的第五层和第三层是电导通的，两层之间的电阻小于10欧姆。

3.根据权利要求1所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：所述的疏水性橡胶层是由于橡胶分子链上羧基、羟基、羰基、氨基、酰胺基、腈基、硝基、卤基、巯基、磺酸根和苯磺酸根含量低，从而使橡胶表面的水接触角大于65o的橡胶材料构成；或者，所述的疏水性橡胶层是由于橡胶中不含或含有少量的亲水性的填料或添加剂，从而使橡胶表面的水接触角大于65o的橡胶材料构成。

4.根据权利要求1或3所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：所述的疏水性橡胶层由非极性或极性弱的橡胶制备而成，优先选用三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基乙烯基苯基硅橡胶。

5.根据权利要求1所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：所述的金属薄片层为具有凸点或凹点的金属片材、具有凸线条或凹线条的金属片材、具有凸面或凹面的金属片材、具有面积小于1mm²的小孔的金属片材、金属网、金属泡沫或者金属纤维烧结毡；金属材质为镁、铝、钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铌、钼、银、锡、金或含有这些元素的合金；所述的金属薄片是单一金属材质的或不同金属材质层状复合的。

6.根据权利要求1所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：所述的第二层和第四层是由具有促进橡胶和金属粘合的偶联剂或金属橡胶粘合剂形成的；第二层和第四层的化学组成，是相同的或不相同的；使用与金属薄片有自粘合作用的疏水性橡胶时，第二层或是不存在的。

7.根据权利要求1或6所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：所述的偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂或铬络合物偶联剂；所述的偶联剂在所述的金属薄片上成膜以后的表面水接触角小于所述的疏水性橡胶表面的水接触角10°以上；优选氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂和过氧基硅烷偶联剂。

8.根据权利要求1或6所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：所述的橡胶金属粘合剂是热固化的或光固化的；热固化的橡胶金属粘合剂，优选为羧基橡胶型、自粘性硅橡胶型或硅氧烷聚合物型的；光固化的橡胶金属粘合剂为聚氨酯丙烯酸酯型的；所述的橡胶金属粘合剂固化后的表面水接触角小于所述的疏水性橡胶表面的水接触角10°以上。

9.根据权利要求1所述的耐电弧烧蚀的开关触点，其特征在于：所述难熔金属合金镀层为熔点高于1850℃的金属的镀层，镀层中含有重量比为10-100%的钨元素、重量比为0-95%的钼元素、重量比为0-70%的过渡金属元素铁、镍、钴、铜、锰或这些元素的任意组合；镀层中钨的重量比和钼的重量比之和不低于30%。

10.一种耐电弧烧蚀的开关触点的制备方法，其特征在于：包括如下步骤： 

（1）金属薄片的处理：金属薄片为0.01mm至1.0mm厚的不锈钢、铜或铜合金、镍或镍合金薄片；用清洗剂和有机溶剂对金属薄片进行除油、清洗；或通过喷砂、打磨将金属薄片进行表面机械粗化处理；或通过化学蚀刻处理以处理出直径小于1mm的凹坑或凸点；或在金属薄片的一面或两面，用电镀或化学镀的方法镀有0.1微米至10微米的纯镍层或镍合金层；然后用清洗剂和有机溶剂对所得到的金属薄片进行除油、清洗； 

以丝网印刷、浸涂、淋涂、刮涂、抽涂、辊涂、辊刷涂或喷涂的方法，在金属薄片的一面涂覆上或两面各涂覆上偶联剂层或橡胶金属粘合剂层；金属薄片两面的粘合层或是具有相同化学组成的；

（2）疏水性橡胶与金属薄片形成复合片材：疏水性橡胶层通过热硫化粘合和热硫化成型，粘合在涂覆有偶联剂或橡胶金属粘合剂的金属薄片层上，形成复合片材；或者将具有自粘性的疏水性橡胶，通过热硫化成型，粘合在一面没有涂橡偶联剂或橡胶金属粘合剂的的金属薄片上，形成复合片材；

（3）切割处理：将上述步骤中的复合片材冲切成直径为2-10mm的圆柱体，或者将上述步骤中的复合片材冲切成横截面为椭圆形、多边形、十字形、星形或者新月形或它们的任意组合的物体；用碱性清洗液清洗约5分钟，水洗，然后用5%的盐酸清洗3分钟，然后用去离子水清洗干净，沥干； 

（4）难熔金属合金镀层的制备：将上述圆柱体或物体，浸渍在含有可溶性钨化合物和可溶性的其它难熔金属化合物的化学镀液，搅拌，用化学镀的方法在上述圆柱体或物体的金属表面形成难熔金属合金镀层；或者，将上述圆柱体放入含有可溶性钨化合物和可溶性的其它难熔金属化合物的化学镀液的滚筒中，让滚筒转动，用化学镀的方法在圆柱体或物体的金属表面，形成难熔金属合金镀层；

镀液中含有10-120g/L的可溶性钨化合物、0-60g/L的可溶性的铼、锇、钽、钼、铌、铪、钒、铬或锆的化合物或这些化合物的任意组合、0-60g/L的可溶性的过渡金属铁、镍、钴、铜或锰的化合物或这些化合物的任意组合、0-30g/L的可溶性的锡、锑、铅或铋化合物或这些化合物的任意组合、20-140g/L的还原剂、30-150g/L的络合剂、20-100g/L的pH值调节剂、0.1-1g/L的稳定剂、0-2 g/L的光亮剂或粗糙度调节剂； 

所述的可溶性钨化合物优选钨酸钠；

优选次亚磷酸钠为镀液中的还原剂；采用次亚磷酸钠为还原剂时，难熔金属合金镀层所采用化学镀的温度为60-90℃，时间为30-300分钟，镀液的pH值为8.0-10.0；

（5）清洗、干燥：取出上述被镀物，用蒸馏水或去离子水漂洗、沥干、冷风吹干或放在70℃的恒温烘箱中烘干，即得到镀有难熔金属合金的开关触点。