CN1201842A - 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)所有阳极采用不溶性阳极,槽液循环流动,保证Ni+浓度在正常范围内;(2)施镀过程是:—预镀第一阴极溶入镀液;—前半部预镀各镀区,被镀带材以上下弯折的“W”方式通过镀槽,阴极在槽液面上;—后半部加厚镀各镀区,阳极在被镀带材上下对置,并且被镀带材水平通过镀槽。该技术兼具提高生产效率,保证产品质量,结构紧凑占地少;同时节省关于阳极的一系列操作的问题。

Description

连续制造卷式发泡金属带材的技术
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。
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问题,这些技术可以归纳为二种代表性典型方式:其一是被加工的泡沫塑料基带以水平方式通过镀槽、镀液,其缺点是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);其二是被加工的泡沫塑料带在镀槽、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导辊,难免使较厚的复合发泡体镀层弯折出微裂纹;虽结构紧凑,运行速度却较低(12.7cm/mm),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:加阳极罩套,装填补充阳极块金属块和维修阳极,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;二是使镀层质重发生缺陷,影响了生产效率与产品质量。
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;同时节省关于阳极的一系列操作的问题。
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,其特征在于在电沉积金属镀层形成复合发泡体工艺段:
(1)所有阳极采用不溶性阳极,槽液循环流动,保证Ni+浓度在正常范围内;
(2)施镀过程是:
   --预镀第一阴极溶入镀液;
   --前半部预镀各镀区,被镀带材以上下弯折的″W″方式通过镀槽,阴极在槽液面上;
   --后半部加厚镀各镀区,阳极在被镀带材上下对置,并且被镀带材水平通过镀槽。
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、氨基磺酸镍根液等,第一阴极可由钛带导入镀液,由预镀槽转出后进入另一电解槽作为阳极进行电解。本发明由于:
(1)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。
(2)在电解工艺段的前半部预镀各镀区,由于镀层较薄,被镀带材较柔软,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;该部份除第一阴极外其它阴极在槽液面之上。该部份长度仅为水平或该预镀部份的三分之一以下。
(3)在电解工艺段的后半部加厚镀各镀区,由于采用上下对置不溶性阳极,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。
(4)预镀第一阴极浸入镀液,消除了暴露于镀液面之上,从阳极到阴极之间的那段无效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。
(5)第一阴极采用钛带绕过转动辊方式,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阴极表面上的残留金属,保证阴极表面光洁,不会损伤泡沫塑料基带,避免影响镀层质量。
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。
实施例:
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)是去除附着在(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。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)是预镀镍槽的第一阴极钛带,厚度0.5~1.0mm,宽800mm,使(3)附着于(4)表面进入镀液完成最初的电镀镍步骤,增加导电化膜的厚度,减小电阻,增强导电性,使后来的阴极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)等是钛镀钌钇不溶性阳极,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。DSA类电极规格尺寸:长×宽×厚=500×800×40(mm3)。
(23)为剥离槽中铅制阴极。
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,聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料为基础带材,运行速度为0.5m/min,总电流为4800A,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)所有阳极采用不溶性阳极,槽液循环流动,保证Ni+浓度在正常范围内;
(2)施镀过程是:
   --预镀第一阴极溶入镀液;
   --前半部预镀各镀区,被镀带材以上下弯折的″W″方式通过镀槽,阴极在槽液面上:
   --后半部加厚镀各镀区,阳极在被镀带材上下对置,并且被镀带材水平通过镀槽。
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,其特征在于第一阴极由钛带导入镀液,由预镀槽转出后进入另一电解槽作为阳极进行电解。
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