[发明专利]一种基于化学镀的高导电弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电材料领域，具体涉及一种基于化学镀的高导电弹性体及其制备方法。

背景技术

硅橡胶具有卓越的耐高低温、耐候、耐臭氧、耐电晕、电气绝缘性能好、表面憎水、压缩变形率低等特性，是橡胶中性能独特的品种，具有其他橡胶无法比拟的优异的耐高低温(-100℃～250℃)、耐侯性、耐老化、低加工粘度以及高填充能力等性能。它非常适合用作电气电工行业的有机绝缘材料，近年来已在电气绝缘系统中得到越来越广泛的应用。

将导电的碳类材料(如导电炭黑、碳纤维、石墨、碳纳米管和石墨烯)和金属材料(如金属粉末、金属纤维等)填充到硅橡胶材料中，是制备导电硅橡胶的主要方法。这样以填充导电填料的方法制备的导电硅橡胶，得到了广泛的应用。但由于所加入的导电填料是分散的，这样的导电硅橡胶，体积电阻率和表面电阻率还是比较大，导通较大电流的能力在某些场合显得不足够。这样的导电硅橡胶作为开关触点材料，也只能应用在电流较小(例如小于200毫安)的电路中。

申请号为201010592410.1的专利“复合导电片材”公开了由高分子基体和复合在其中的金属箔构成的复合导电片材。这里的金属箔是指含有孔洞的镍箔、铜箔、铝箔、不锈钢箔、金箔、银箔或者编织网，高分子基体是指硅橡胶、丁晴橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶、橡塑材料、热塑性塑料、热固性塑料或者纤维增强塑料等。

申请号为201010609386.8的专利“一种导电橡胶及其应用”公开了以模压或注射方式将橡胶与金属纤维烧结毡(或金属无纺布)复合制得导电橡胶，该金属纤维烧结毡具有孔隙，该孔隙至少部分被橡胶填充。

申请号为200680015484.0的专利“导电接触部及其制造方法”公开了由金属海绵至少部分地被弹性体材料渗透从而制得导电接触元件的方法。也就是说，该专利公开了一种由金属海绵(或金属泡沫)和橡胶复合制备导电元件的一种方法。

申请号为201310142541.3的专利“一种高导电弹性体及其生产方法”公开了由上下贯通穿孔的海绵基体，并对海绵基体进行电镀和涂胶。其涂胶层会影响导电性能，增加性能的不稳定性，且带来加工不便。

众所周知，化学镀的前处理至关重要。非金属基体在表面金属化前需要进行包括除油、粗化及中和等的前处理过程，以期达到增大镀层与基体表面的接触面积，使得镀层沉积在基体表面产生“锚效应”。制备硅橡胶导电一般是填充导电填料，特别是填充碳系导电填料。碳系材料填充的硅橡胶的导电性较差，很难获得体积电阻率低于1Ω·cm的高导电硅橡胶，金属填料能赋予硅橡胶复合材料优异的导电性和屏蔽效能，但存在价格昂贵的缺点。而直接在泡沫硅橡胶孔洞里化学镀镍，尚未见有相关文献报道。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于化学镀的高导电弹性体及其制备方法，其和PCB镀金触点的接触电阻值在1Ω以下。

技术方案：一种基于化学镀的高导电弹性体，所述基于化学镀的高导电弹性体为泡沫硅橡胶高导电弹性体，具有泡沫硅橡胶基体，所述基体的表面和内部具有若干泡孔，该泡孔为球状、柱状或不规则形状，泡孔是部分或完全连通的；所述泡沫硅橡胶高导电弹性体是在泡孔内壁表面进行化学镀镍形成金属导电层形成的；或者是在泡孔内壁表面先进行化学镀镍形成金属导电层，再进行电镀镍、金、银、钯、铂，或再进行化学镀金、银、钯、铂而形成的。化学镀镍是电镀镍、金、银、钯、铂的基础。一个优化的方案是先在泡孔内壁表面先进行化学镀镍，使得镀镍层的平均厚度是10μm或更多，再在镍镀层上电镀金，镀金层的平均厚度为0.5μm。

所述的泡沫硅橡胶高导电弹性体的泡孔是由物理、化学发泡剂制备的，或通过机械加工方法制备的，或通过联合使用上述方式制备的；所述的机械加工方法是高速钻孔、用激光机雕刻；所述的泡沫硅橡胶中泡孔的孔径不大于5mm，最理想的是在0.1-1mm之间。

一种应用于所述的基于化学镀的高导电弹性体中的碱性化学镀镍溶液，所述碱性化学镀镍溶液的pH值为8-12，包括如下组份：镍盐：25-35g/L；次亚磷酸钠：25-40g/L；三乙醇胺：20-50ml/L；柠檬酸盐：15-40g/L；碳酸钠：0-10g/L。

作为优化：所述镍盐为硫酸镍、碱式碳酸镍、氯化镍、醋酸镍或氨基磺酸镍中的一种或几种，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或柠檬酸铵。

一种根据所述的应用于所述基于化学镀的高导电弹性体中的碱性化学镀镍溶液的制备高导电弹性体的生产工艺，包括如下步骤：