[发明专利]一种耐腐蚀的高导电木质电磁屏蔽材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及木材表面化学镀的方法。

背景技术

木材是一种可再生天然有机高分子材料，不仅具有重量轻、隔音、隔热等材料学特性，而且具有独特的表面纹理和色泽等可装饰性特点，但由于其不导电而使应用领域受到很大限制，为了拓宽木材的应用领域，化学镀技术被采用去制备木质基复合材料。迄今为止，木材表面成功的实现了化学镀Cu，Ni-P合金及Ni-Fe-P等三元合金。但这些镀层的耐腐蚀性不高，限制了木材在特殊环境中的应用。

发明内容

本发明是要解决现有的表面镀铜、镍磷二元合金及Ni-Fe-P三元合金的木材的耐腐蚀性能差的技术问题，而提供一种耐腐蚀的高导电木质电磁屏蔽材料的制备方法。

本发明的耐腐蚀的高导电木质电磁屏蔽材料的制备方法，按以下步骤进行：

一、按硫酸镍的浓度为20～40g/L、次亚磷酸钠的浓度为20～40g/L、柠檬酸钠的浓度为10～30g/L、乳酸的浓度为2～10ml/L、乙酸钠浓度为10～30g/L、硫脲的浓度为1～5mg/L将硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、乳酸、乙酸钠和硫脲加入水中，混合均匀后，调节pH值为8～10，得到溶液；

二、将表面活性剂和纳米氧化铝加入到步骤一制备的溶液中，超声分散30～90min，得到镀液；其中镀液中纳米氧化铝的浓度为0.2～5g/L；表面活性剂为表面活性剂SDS，其浓度为0.01～1g/L，或者为表面活性剂CTAB，其浓度为0.01～1g/L，或者为表面活性剂PEG-4000，其浓度为0.01～1g/L；

三、将木材单板浸于已经陈化2～8h后的质量浓度为1％～5％的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，室温浸泡处理5～15min，取出后烘干；再浸于浓度为0.1～0.5g/L氯化钯溶液中浸泡处理10～20min，之后浸于30～50℃的浓度为1～5g/L次亚磷酸钠溶液中浸泡处理10～20min，取出用蒸馏水冲洗干净，再浸渍于70～90℃的镀液中，在磁力搅拌速度为200～500rpm的条件下施镀60～180min，即得到耐腐蚀的高导电木质电磁屏蔽材料。

本发明采用3-氨丙基三乙氧基硅烷预处理结合离子钯活化法，在木材基体上进行化学镀Ni-P-nanoAl₂O₃复合镀层，制备出了木质基电磁屏蔽材料。该材料是表面化学沉积Ni-P-纳米Al₂O₃复合镀层的木材，该纳米复合镀层的形成过程如下：

①分散后的纳米Al₂O₃颗粒悬浮于镀液中并向木材基体表面迁移；

②纳米颗粒运动到镀层表面，被刚刚形成的新的表面所吸附；

③在基体上的纳米颗粒被还原出的金属镍所俘获、覆盖并随反应的进行镶嵌入镀层中。

本发明利用化学复合镀技术将纳米颗粒引入金属镀层当中，纳米粒子独特的物理及化学性能能够显著改善镀层材料的组织结构，提高纳米化学复合镀层的性能。本发明的纳米化学复合镀层为Ni-P-nanoAl₂O₃复合镀层，Ni为主要成分，Al₂O₃、P含量较少，镀层呈晶态结构。采用SEM观察，发现木材表面被连续、均匀的镀层覆盖，且接触角均超过130°，具有疏水性。镀后木材具有高的导电性，其表面电阻率低至127.86mΩ/cm²，电磁屏蔽效能不低于45dB，较素材有显著的提高。相对于Ni-P二元合金镀层，Ni-P-nanoAl₂O₃复合镀层具有更高的耐腐蚀性。

本发明的工艺简单，成本低廉，镀层细致，耐蚀性强，表面化学沉积Ni-P-纳米Al₂O₃复合镀层的木材可广泛应用于电子、航空和医学等领域。

附图说明

图1是在镀液中纳米Al₂O₃浓度为1g/L、表面活性剂SDS浓度不同的条件下，得到的表面化学沉积Ni-P-纳米Al₂O₃复合镀层的桦木片材的表面电阻率；

图2是在镀液中纳米Al₂O₃浓度为1g/L、表面活性剂CTAB浓度不同的条件下，得到的表面化学沉积Ni-P-纳米Al₂O₃复合镀层的桦木片材的表面电阻率；