CN1091174C - 连续制造卷式发泡金属带材的技术 - Google Patents

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Abstract

一种连续制造卷式发泡金属带材工艺,其特征在于在电沉积金属镀层形成复合发泡体工艺段:(1)施镀过程是:前半部为预镀槽各镀区,被镀带材以上下弯折的″W″方式通过镀槽;预镀槽第一镀区阴极的导电化泡沫塑料带贴附于导电钛带表面上随钛带一起浸入镀液,其余阴极导电辊在槽液面上;后半部为加厚镀槽各镀区,阳极在被镀阴极带材上下对置,并且被镀带材水平通过镀槽。(1)所有阳极采用不溶性阳极,槽液循环流动,保证Ni2+浓度在正常范围内;该技术兼具提高生产效率,保证产品质量,结构紧凑占地少;同时免除关于阳极的一系列操作及不利影响。

Description

连续制造卷式发泡金属带材的技术
技术领域
本发明涉及功能材料的制造技术,特别提供了一种以软质泡沫塑料为基带的连续制造卷式发泡金属带材的技术。
背景技术
在发泡金属功能材料的制造技术中,以电沉积技术为核心工艺的专利技术因其经济实用而较其它技术应用居多。主要工艺流程是:泡沫塑料基带化学预处理→导电化处理→电沉积金属镀层形成复合发泡体→热解除塑料基体、还原、热处理→发泡金属带材。然而以往的技术存在一定间题,这些技术可以归纳为二种代表性典型方式:其一是被加工的导电化泡沫塑料基带阴极以水平方式通过镀槽、镀液,其缺点是:(1)导电化泡沫塑料带阴极是极柔软、极易变形的,为保持其水平必须施加较大的纵向拉伸张力,导致在前几个预电镀槽内该带材纵向延伸变形,并将薄弱的镀膜拉出裂纹,影响质量;(2)生产线在水平方向上延续得很长,最长的可达80余米(见图1);其二是被加工的导电化泡沫塑料带阴极在镀槽、镀液中上下弯折通过,似多个连续的英文字母″W″,该种方法尽管在较后镀区内采用较大直径的辊,难免将较厚而硬脆的复合发泡体镀层弯析出微裂纹;虽结构紧凑,运行速度却较低(12.7cm/min),生产效率低(见图2)。此外这些技术中均采用可溶性阳极,也存在一些问题:需要加阳极罩套,需经常装填补充阳极金属块和维修阳极,并都须停车操作,还有阳极泥带来的一系列问题等。这些问题一是使生产停顿,以及增加劳务与成本;二是使镀层质量发生缺陷,影响了生产效率与产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续制造卷式发泡金属带材的技术,以解决上述问题。该技术兼具提高生产效率,保证产品质量,结构紧凑占地少;同时免除关于可溶性阳极的一系列操作及不利影响。
本发明提供了一种连续制造卷式发泡金属带材工艺,主要工艺流程是:泡沫塑料基带化学预处理→导电化处理→电沉积金属镀层形成复合发泡体→热解除塑料基体、还原、热处理→发泡金属带材,其特征在于在导电化泡沫塑料带阴极上电沉积金属镀层形成复合发泡体工艺段(参见图3):
(1)施镀过程是:
--前半部为预镀槽各镀区,被镀导电化泡沫塑料带材为阴极,以上下弯折的″W″方式通过镀槽;预镀槽第一镀区阴极的导电化泡沫塑料带贴附于导电钛带表面上随钛带一起浸入镀液;其余阴极导电辊在槽液面以上;
--后半部为加厚镀槽各镀区,阳极在被镀阴极带材上下对置,并且被镀带材水平通过镀槽。
(2)所有阳极采用不溶性阳极,槽液循环流动,保证Ni2+浓度在正常范围内;
不溶性阳极为DSA类金属氧化物电极,如钛镀钌钇电极、钛镀氧化铅电极。而镀镍槽液是通用的,只是需要循环流动,保证Ni2+浓度在正常范围,如可以为Watt液,氯化镍型、双盐型、氨基磺酸镍槽液等,预镀槽第一镀区阴极可由导电化泡沫塑料带贴附于导电钛带表面上随钛带一起浸入镀液使带材电镀后,该导电钛带由预镀槽转出后进入另一电解槽作为阳极进行电解,溶解去除其上镀着的金属。本发明由于:
(1)在电解工艺段的前半部为预镀槽各镀区,被镀导电化泡沫塑料带材为阴极,以″W″方式通过各镀区,由于镀层较薄,被镀阴极带材较柔软,易弯折而不会出现镀层裂纹,为减少整体设备占地面积,使得结构紧凑而采用上下弯折的″W″方式;该部份除预镀槽第一镀区阴极的导电钛带外;其它阴极导电辊在槽液面之上。该部份长度仅为水平式预镀部份的三分之一以下。
(2)在电解工艺段的后半部为加厚镀槽各镀区,由于采用在被镀阴极带材上下对置网状不溶性阳极,利于槽液流通穿过阳极到达被镀带材,有利提高允许电流密度和生产效率,可使该部份设备高度与长度减小,为以往水平方式该部份高度和长度的二分之一。
(3)预镀槽第一镀区阴极的导电化泡沫塑料带贴附于导电钛带表面上随钛带一起浸入镀液,消除了暴露于镀液面之上,那段待镀导电段带材的电阻和电压降,而恰是这段因导电化膜电阻很大,限制了施镀电流密度,用本发明技术允许远大得多的电流密度施镀,有利提高生产效率。
(4)预镀槽第一镀区阴极的导电钛带绕过导向辊,在钛带由预镀槽转出后,便进入另一电解槽作为阳极进行电解,以除去透过泡沫塑料网孔沉积到钛带表面上的金属,保证钛带表面光洁,不会损伤泡沫塑料基带,避免影响镀层质量。
(5)在电解工艺段中,所有阳极采用不溶性阳极,该类阳极不仅免除了可溶性阳极的繁杂操作及其阳极泥问题,还由于其阳极允许电流密度大,不发生钝化,效率高,并且不溶性阳极可做得远小于可溶性阳极的体积,从而有利提高生产效率,使结构紧凑,保证镀层质量。
总之,以本发明技术实施连续制造卷式发泡金属带材,生产效率高,运行速度可达每分钟1米以上,并且镀层质量可靠。下面结合附图通过实施例详述本发明。
附图说明
附图1典型日本连续卷式发泡镍自动生产线示意图;
附图2美国ELTECH System公司连续电沉积装置;
附图3本发明电沉积自动生产线示意图。
具体实施方式
图3是本发明的制造连续卷式发泡镍的核心工艺设备--连续电镀镍生产线。(前处理与后处理工艺可采用以往技术工艺设备)。
(1)是预电镀镍槽,用厚度20mm硬PVC板材制造,长×宽×高=1200×1000×1000(mm3)。
(2)是加厚电镀镍槽,用厚度20mm硬PVC板材制造,由长×宽×高=800×1000×1000(mm3)多个(3~6个)槽组合而成,间距400mm,放置在一长方形溶液回收槽中(硬PVC板材制造,长度为3600~7200mm)。
(24)是去除镀著在(4)导电钛带表面上的镍的电解剥离槽,用厚度20mm硬PVC板材制造。长×宽×高=600×1000×600(mm3)。
(3)是经导电化处理的聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料基带,是电镀过程的阴极。厚度为1.0~4.0mm,孔隙度~97%,孔径在0.20~0.80mm范围选用;宽度为300~800mm,长度为每卷100~200m;导电化工艺可用化学镀镍、石墨乳导电涂料等皆可。
(3′)是经本发明制造出的电镀镍的镍塑复合发泡体带材,镀镍层厚度在15~50μm范围内选择控制,再经后处理便是除去塑料基础的纯镍发泡体带材—连续卷式发泡镍。
(4)是预镀镍槽的第一镀区阴极的导电钛带,该钛带为环型,厚度0.5~1.0mm,宽800mm,使(3)导电化泡沫塑料带附着于(4)导电钛带表面进入镀液,完成最初的电镀镍步骤,增加导电膜的厚度,减小电阻,增强导电性,使后来的阴极导电辊在镀液外面仍可实现预电镀镍而不致于烧毁带材。
(5)为阴极导电辊,由钛材制造,直径在φ100~300mm之间不等,并且是主动的,可带动带材运行。
(6)为塑料导向辊。
(12)都是钛镀钌钇不溶性阳(DSA类阳极),是在拉网钛基体上镀金属氧化物制成的。具有在阳极电位下不溶解,可承受比镍阳极大数倍的阳极电流而不钝化,保持尺寸稳定和使设备紧凑。除预镀槽和第一镀区的弧形DSA阳极外,其余的DSA类电极规格尺寸:长×宽×厚=500×800×40(mm3)。
(23)为剥高槽中铅制阴极。
电解液采用通用的Watt镀镍液:
    硫酸镍(NiSO4·6H2O)          240-340g/L
    氯化镍(NiCl2·6H2O)          30-60g/L
    硼酸(H3BO3)                  30-40g/L
    PH=4.5~5.5                   t=45~55℃
表观电流密度2~10A/dm2,槽液循环流动。
由于采用不溶性阳极(DSA类阳极),在连续电镀过程中,要连续补加由于电沉积镍导致的镀液中Ni2+离子消耗,以2.5mol/L饱和硫酸镍溶液补充,流量为~1.2l/min。
随着SO4 2-离子增加,可用添加BaCl2溶液,形成BaSO4沉淀过滤除去,保持SO4 2-离子浓度平衡。
本实施例的实际效果是以经化学镀镍导电化的600mm宽,厚度2.0mm,孔隙率97%,孔径0.40~0.60mm的聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料为电镀阴极带材,运行速度为0.5m/min,总电流为4800A,加厚镀镍槽可达每小时制造连续卷式发泡镍18m2的生产效率。产品:卷长>100m,厚度2.0mm,宽度600mm,镍纯度>99.5%,视密度450g/m2,孔隙度~96%,孔径为0.40~0.60mm。镀镍层均匀,厚度为35μm。

Claims (3)

1.一种连续制造卷式发泡金属带材工艺,主要工艺流程是:泡沫塑料基带化学预处理→导电化处理→电沉积金属镀层形成复合发泡体→热解除塑料基体、还原、热处理→发泡金属带材,其特征在于在电沉积金属镀层形成复合发泡体工艺段:
(1)施镀过程是:
--前半部为预镀槽各镀区,被镀导电化泡沫塑料带材为阴极,以上下弯折的″W″方式通过预镀槽,预镀槽第一镀区阴极的导电化泡沫塑料带贴附于导电钛带表面上随钛带一起浸入镀液,其余阴极导电辊在槽液面以上;
--后半部为加厚镀槽各镀区,阳极在被镀阴极带材上下对置,并且被镀带材水平通过镀槽;
(2)所有阳极采用不溶性阳极,槽液循环流动,保证Ni2+浓度在正常范围内。
2.按权利要求1所述连续制造卷式发泡金属带材工艺,其特征在于不溶性阳极采用DSA类金属氧化物电极。
3.按权利要求1所述连续制造卷式发泡金属带材工艺,其特征在于预镀槽第一镀区阴极的导电化泡沫塑料带贴附于导电钛带表面上,由钛带导入镀液,导电钛带由预镀槽转出后进入另一电解槽作为阳极进行电解,溶掉其表面镀上的金属。
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