[发明专利]一种电磁屏蔽材料导电橡胶用镍包覆石墨粉的制备方法

说明书

技术领域

本专利申请涉及一种电磁屏蔽材料，特别是一种电磁屏蔽材料用导电功能粉体材料的制备方法，属于材料技术领域。

技术背景

电子线路和元器件的微型化、集成化、轻量化、数字化和高频化给我们生活带来很多方便的同时也带来了大量的电磁污染。此外也很容易使得该被使用电子产品受到外界电磁波干扰而出现误动、图像障碍和声音障碍等。采用电磁屏蔽材料屏蔽是主要的防范手段之一。

导电橡胶是一种非常重要的电磁屏蔽材料，在屏蔽电磁波干扰方面，导电橡胶及导电粘合剂可填充电子设备、仪器的缝隙，并可连接EMI屏蔽窗、通风波导等器件。导电橡胶主要由橡胶和导电填料组成，常用的导电填料有纯银粉、银包铜粉、银包铝粉、银包玻璃粉、镍包铜粉、镍包石墨粉等。纯银粉作为导电填料的导电化合物导电性好、耐氧化性好，但由于银粒子迁移及价格昂贵而限制了其使用范围。为了克服纯银粉的缺陷，先后开发了银包铜粉、银包铝粉、银包玻璃粉等导电复合粉。然而含银系的导电复合粉虽然比纯银粉价格便宜，但是随着最近国际银价的起伏比较大，终究含银系导电复合粉的价格还是较高，且银系导电复合粉不具有导磁性，因此磁屏蔽效果较差。镍是一种兼具导电和导磁的金属材料，因此将镍作为廉价的导电导磁屏蔽材料成为最近几年研究的热门。石墨粉具有优良的稳定性、导电性和廉价性，将镍包覆在石墨粉的表面制备成导电石墨粉兼具良好的导电导磁性能和质轻的特点，越来越受到人们的重视。

目前，金属包覆型导电复合粉的制备方法主要有溶胶—凝胶法、化学气相沉积法、化学镀法、电镀法、热分解—还原法、球磨法等，而化学镀法是目前应用的比较广泛和成熟的一种方法。传统的化学镀镍工艺比较成熟，但在无机物粉体表面镀镍最近几年才逐渐成为关注的重点。镍包覆石墨粉主要通过还原法制备，由还原剂提供电子将溶液中的金属镍离子还原，沉淀在无机非金属粉体基材的表面形成金属镍镀层。在一般情况下还原法镀镍要求基材表面具有自催化活性，而石墨粉是一种稳定性极高的材质，因此表面不具备自催化的能力，因此需在表面进行活化处理，提高其表面活性，才能将氢气还原的镍单质很好的沉积在活性点上，并逐步生长形成包覆于石墨层表面连续致密的具有一定厚度的镍层。

公开号为CN103691937A公开了“一种制备镍包石墨复合粒子的方法”，该发明将清洗好的片状石墨粒子置入硫酸镍溶液中吸附镍离子，并使用硼氢化钠的无水乙醇溶液还原石墨粒子表面的镍离子。然后再将表面带有镍单质的石墨粉浸入到化学镀镍溶液中，进行还原化学镀镍。该方法不需要昂贵的钯试剂等前处理步骤，而仅仅是通过石墨粒子表面进行清洗，使其亲水性加强，赋予石墨粒子表面能较好地吸附镍离子的化学环境。使用该方法被还原的镍单质与石墨粉表面之间属于物理吸附粘结，因此不具有较好的界面强度。

公开号为CN103817323A公开了“一种导电橡胶用镍包石墨导电粉体及其制备方法”，该发明使用除油、粗化、表面活化、表面镀镍四个步骤。其中除油采用十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠6—8g/L和壬基酚聚氧乙烯醚3—4g/L的溶液；粗化采用K₂CrO₇110—120g/L和浓H₂SO₄400—500g/L的溶液；活化采用PdCl₂1.0—1.2g/L，SnCl₂·2H₂O 70—80g/L，浓HCl 300—320g/L，Na₂SnO₃·7H₂O 7.5—8.0g/L的混合溶液；表面镀镍采用次磷酸钠还原法化学镀镍。通过上述方法制备了粉体密度低、且不生锈还能提高导电橡胶机械强度的镍包石墨粉。该方法的制备与下述屈战民在2007年所述制备方法有相似之处，但所述的PdCl₂和SnCl₂同时使用时恐怕达不到活化的目的，经实践证明的方法应该是先用SnCl₂敏化再用PdCl₂来活化。且采用次磷酸钠作为还原剂制备的镀镍层会有一定的磷含量，因此其镀镍层的导电性会大大的降低。