[发明专利]一种具纳米镍涂层碳纤维屏蔽纸的电镀装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维屏蔽纸的电镀装置及其制备方法，特别是一种具纳米镍涂层碳纤维屏蔽纸的电镀装置及其制备方法。

背景技术

碳纤维是一种新型的高强度、高模量材料，具有良好的导电能力。以碳纤维增强的复合材料不仅具有优异的刚性和强度、较小的热膨胀系数和比重，同时具有较好的导电性。当复合材料中碳纤维的体积含量达20％～30％时，该材料的体积电阻率可下降到10Ω·cm。普通碳纤维的特性类似于金属，是一种良导体，电阻率一般在(0.8～1.8)×10^-3Ω·cm之件。前期的研究发现，碳纤维和植物纤维抄造的导电屏蔽纸的屏蔽性能较好，虽然可以适合一般商业或电子产品的防辐射和抗干扰等应用，符合现代轻量化要求。但为了进一步提高碳纤维屏蔽纸的屏蔽性能，使之应用于屏蔽要求更严格的场合，须提高碳纤维的导电性。研究表明，镀镍碳纤维有良好的导电性能，体积电阻率可达到10^-4Ω·cm，是理想的电磁屏蔽填充物；而且其具有抗氧化和抗腐蚀性能好等优点。

公开号为101003956的中国专利公开了一种复合导电碳纤维纸。它用丙烯腈基碳纤维和其它碳素材料作为原料，采用聚苯胺与常规的聚乙烯醇、水溶性酚醛树脂混合后作为粘合剂，聚苯胺是导电高分子聚合物；以及海藻酸钠与常规分散剂混合使用，其中海藻酸钠可以经受高速剪切而不失效。用常规湿法造纸技术进行造纸，再将得到的碳纸进行真空干燥，然后用5％-20％聚四氟乙烯乳液处理后，最后在通入氮气的情况下进行碳化，碳化温度不低于1000℃，可得复合碳纤维纸。该复合碳纤维纸主要应用于燃料电池方面。

公开号为202000219U的实用新型涉及碳纤维领域，具体的讲，是涉及一种碳纤维纸。该实用新型是由保护膜、胶层、碳纤维纸层构成的；碳纤维纸层和保护膜之间有胶层粘接，所述的碳纤维纸可以是各种形状、图案、颜色的纸。这种碳纤维纸具有密度小、强度大、刚度好、耐高温、抗化学腐蚀、抗辐射、抗疲劳、高导电、高导热、耐烧蚀、热膨胀小等特点，可广泛使用。

公开号为102154917A的中国专利公开了一种碳纤维纸的制造方法。该专利采用网孔放水、网板接收的方式，具有工艺简单可控、设备投入和维护低、能耗低、污染少、制造的碳纤维纸分布均匀、强度好等特点，可以广泛的应用于加热、除静电、催化净化、航空、建筑等领域一种碳纤维表面化学镀镍的方法。

然而传统的碳纤维屏蔽纸采用的是普通碳纤维，其导电性不及相应的金属材料，只能用于通用的商业电子电气领域，很难满足于现代军事等高性能屏蔽材料的要求。而且制造方法相当复杂，处理过程也很繁琐，还不能获得与投入成本相匹配的效果。因此，开发高效、经济、环保的高性能电磁屏蔽材料，研究其简洁、高效的制备方法是今后发展的趋势。

发明内容

本发明提供一种具纳米镍涂层碳纤维屏蔽纸的电镀装置，包括电解槽，阳极，网孔状传送带和阴极，其特征在于电解槽和网孔状传送带不导电，槽内是电镀液和碳纤维去胶后制成的浆料；并且，网孔状传送带在电解槽内呈正梯形，在梯形腰部与电镀液分界面处安放转动阴极，于梯形腰部正前方的电镀液中安放固定阳极。

本发明提供一种具纳米镍涂层碳纤维屏蔽纸的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)将碳纤维束放入马弗炉内灼烧，进行电镀前的预处理，去掉碳纤维表面的有机粘结剂；

(2)将去胶后的碳纤维制成浆料，其中碳纤维含量为3～8％；

(3)将碳纤维浆料与电镀液混合，放入电解槽中，调节溶液pH值到2～5，电压5～15V；

(4)碳纤维浆料与电镀液的混合物经过网孔传送带滤去水，完成电镀纳米镍涂层的过程；

(5)纳米镍涂层碳纤维纸通过烘箱烘干；

本发明的主要优点是：①该方法在造纸的过程中完成电镀镍，设备简单而连续，制造成本低廉。②采用倾斜的网孔式传送带，利用重力将碳纤维浆料中的水滤去，同时使不同方向的碳纤维紧密地搭接起来而均匀地镀上一层纳米镍层，具有优异物理、化学及力学性能。③整个过程完整而连续，保证材料本身性质最少程度受影响的同时降低了环境的污染。④本发明方法为常温下操作，工艺简单可控，碳纤维表面得到光亮的纳米镀镍层，均匀、致密、结合力好，并具有良好导电性能。⑤可以通过对电镀时间等工艺参数的控制来获得需要厚度的镀层，从而方便根据需要设计不同性能的屏蔽纸张。⑥本发明采用电镀镍碳纤维来增强纸张的屏蔽效能，可以在进一步提高碳纤维屏蔽纸的屏蔽效能的同时保持较高的强度，是开发高性能屏蔽纸的一种理想方式。

附图说明