[发明专利]一种超高分子量聚乙烯粉末表面化学镀镍方法

说明书

技术领域

本发明涉及核-壳结构复合粒子的制备领域，具体是一种超高分子量聚乙烯粉末表面化学镀镍方法。

背景技术

化学镀技术是利用金属盐溶液在还原剂的作用下使金属离子还原成金属，并使其均匀包覆在具有催化活性的基体表面。化学镀能够实现金属的均匀包覆，且与基体表面的结合力强。在基体表面包覆高导电性和化学稳定性良好的金属物质制备高导电性复合粒子是化学镀技术的重要应用之一。

通过化学镀方法制备具有核-壳结构的复合粒子可兼具壳层金属以及核基体材料的优异特性，在光电材料、功能填料及磁性材料等领域应用广泛[MancierV,etal.UltrasonSonochem,2010,17:690-696；LiWZ,etal.ACSApplMaterInterfaces,2013,5:883-891]。目前常用的基体材料以非金属粉末为主，如聚苯乙烯微球、空心玻璃微珠、玻璃纤维、碳纤维等。其中聚合物基体具有可加工性、力学性能良好、质量轻等特性，通过化学镀方法制备的导电复合粒子具有电导率可调节及形态特征可控等优点，可以广泛应用于电子器件、航空、军事等领域。因此，扩展化学镀技术对聚合物基体的选择范围，同时，扩展聚合物基体的应用范围，使复合粒子满足不同领域的应用需求具有重要的研究意义及广泛的应用价值。

发明内容

本发明为了扩展化学镀方法在聚合物基体上的应用范围，提供了一种超高分子量聚乙烯粉末表面化学镀镍方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种超高分子量聚乙烯粉末表面化学镀镍方法，其步骤为：超高分子量聚乙烯粉末加入到温度为40～80℃的化学镀液中，并在超声水浴环境下保温搅拌混合均匀；然后将还原剂逐滴加入至混合液内，恒温处理30～60min，之后对其进行洗涤、抽滤、烘干，获得镀镍超高分子量聚乙烯复合粒子；

所述化学镀液是由10～50g/L的NiCl₂·6H₂O，30～100g/L的C₆H₅Na₃O₇·2H₂O，100～300ml/L的NH₃·H₂O以及蒸馏水构成的，还原剂是由20～100g/L的NaH₂PO₂·H₂O以及蒸馏水构成的。

上述方法设计合理，采用化学镀方法在超高分子量聚乙烯粉末表面进行化学镀镍，得到的复合粒子具有密度小、成本低等特点，既可以作为填料在电磁屏蔽领域使用，也可以单独制备成型，极大的扩展了化学镀技术和超高分子量聚乙烯的应用领域。

进一步，本发明提供了超高分子量聚乙烯粉末的表面预处理，该预处理的方法为：

(a)粗化：将超高分子量聚乙烯粉末加入到粗化液中，25～30℃恒温超声水浴中搅拌30～60min，洗涤；

(b)敏化：将粗化后的超高分子量聚乙烯粉末加入到敏化液中，25～30℃恒温超声水浴中搅拌30～60min，洗涤；

(c)活化：将敏化后的超高分子量聚乙烯粉末加入到活化液中，25～30℃恒温超声水浴中搅拌15～30min，洗涤，干燥，备用。

而且，提供了上述预处理方法中所采用的试剂：所述粗化液是由30g/L的重铬酸钾，700ml/L的98wt％浓硫酸以及蒸馏水构成的；敏化液是由20g/L的氯化亚锡，10ml/L的37wt％的浓盐酸以及蒸馏水构成的；活化液是由0.1～1g/L的氯化钯，10ml/L的37wt％的浓盐酸以及蒸馏水构成的。

本发明通过粗化对粉末表面进行刻蚀，以增大比表面积，提高后续敏化过程中吸附Sn²⁺的能力以及活化过程中催化活性中心与粒子表面的结合强度。继而通过敏化和活化，使得Pd原子沉积在粒子表面形成活化中心。然后采用化学镀方法在粒子表面进行化学镀镍。本发明通过改变超高分子量聚乙烯粉末的镀前处理工艺、化学镀液中还原剂浓度、络合剂浓度以及粉末装载量等因素实现对复合粒子微观形貌及导电性能的调控，制备得到具有优异电-磁双功能特性的核-壳结构复合粒子。

附图说明

图1为实施例5中对应的镀镍超高分子量聚乙烯复合粒子的SEM图，右边为局部放大图。从图中可以看出，在复合粒子的表面均匀的包覆了镍层。

图2为图1的局部放大图。