一种泡沫锡材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种泡沫锡材料的制备方法，包括下述步骤：对聚氨酯海绵进行真空磁控溅射镀镍；将经过上述处理后的导电聚氨酯海绵在电镀液中电镀锡，水洗干燥后得到泡沫锡材料。本发明专利技术以真空磁控溅射技术在聚氨酯海绵上镀镍，然后再电镀锡，整个工艺简单，并且聚氨酯海绵不需要经过粗化等前处理，节能环保，且能进行大规模连续性生产，最终得到的泡沫锡材料通过EDS检测，未检测到镍的含量，说明其含量极低，锡的含量达到了99.7％，相较于现有技术，锡的纯度大大提高，相应的泡沫锡的性能也得到提升。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫锡材料的制备方法
本专利技术属于泡沫金属材料领域，具体涉及一种泡沫锡材料的制备方法。
技术介绍
泡沫金属因质轻、比表面积大、高比强度、结构均匀、优良的能量吸收性等特点，具有功能和结构的双重属性，广泛应用于化工、能源、催化剂载体、吸音、减震等方面。其中泡沫锡是一种随机开孔、孔径可控的高孔隙率的新型泡沫金属，可广泛用于催化剂载体和减震吸音材料。传统泡沫锡材料的制备方法，通常是将聚氨酯海绵通过粗化、敏化、活化、解胶后进行化学镀铜或者化学镀镍，然后再通过电镀的方法，在泡沫铜或泡沫镍的表面电镀一层金属锡，从而形成泡沫锡材料。这种方法制备出来的泡沫锡，其导电层为金属铜或镍，在某些腐蚀性介质条件下，当泡沫锡表面的金属锡受到腐蚀后，底层的金属铜或镍会暴露在腐蚀介质环境中，从而会改变泡沫锡材料的化学特性。为了解决上述问题，专利申请号CN201010189543.4公开了一种泡沫锡材料的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯海绵依次进行粗化、中和、预浸、活化、解胶，然后将解胶后的聚氨酯海绵在pH值为7～10的溶液中，在80～95℃温度下化学镀锡10～30分钟，最后经过电镀锡，得到泡沫锡材料。但是此方法在粗化步骤中将聚氨酯海绵浸泡在强酸性溶液中，长时间下聚氨酯海绵易发生碳化，无法进行后续生产；另外其工艺流程复杂，化学溶剂使用较多，原料成本高，废水排放量大，对环境造成污染，同时也加重了企业污水处理的负担。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种泡沫锡材料的制备方法。本专利技术提供一种泡沫锡材料的制备方法，包括下述步骤：a)对聚氨酯海绵进行真空磁控溅射镀镍；b)将经过步骤a)处理后的导电聚氨酯海绵在电镀液中电镀锡，水洗干燥后得到泡沫锡材料。优选的，步骤a)中所述聚氨酯海绵的厚度为0.5-5mm。优选的，步骤a)中所述真空磁控溅射镀镍的工艺条件为：本底真空度≤0.11pa，工作真空度0.3-0.9Pa，聚氨酯海绵走速为4-7m/min,氩气流量为80-180sccm。优选的，步骤a)中所述真空磁控溅射镀镍的具体操作是：抽真空，当本底真空度≤0.11Pa时，开启靶电源2-8min后进入走带溅射阶段,调节靶功率及氩气流量,开启水路循环阀，开启溅射靶电源进行溅射，将工作真空度控制为0.3-0.9Pa,靶功率控制在2.5-3.0KW,氩气流量80-120sccm,通过溅射靶溅射1-3遍，再将工作真空度控制为0.3-0.4Pa,靶功率控制在3.5-4.5KW,氩气流量120-180sccm下溅射1-4遍，然后停止溅射。优选的，所述溅射靶的材质为金属镍。优选的，步骤b)中所述电镀液的组份为：甲基磺酸锡、甲基磺酸、添加剂A、添加剂B和水。优选的，所述电镀液中甲基磺酸锡的含量为20-50g/L，甲基磺酸的含量为120-180ml/L，添加剂A的含量为60-100ml/L，添加剂B的含量为10-15ml/L。优选的，步骤b)中所述电镀的工艺条件为：电镀电流为20A，电镀电流密度为2.4A/dm2，电镀温度为20-25℃。优选的，所述电镀后聚氨酯海绵外层金属锡的面密度为400-600g/m2。本专利技术所述添加剂A为上海昆缘化工有限公司提供的S-1028开缸剂A；添加剂B为上海昆缘化工有限公司提供的S-1028光亮剂B。目前，有关泡沫锡材料的研究较少，常用的方法是在泡沫基材上化学镀镍或铜，然后再电镀锡，但是采用这种方法得到的泡沫锡材料中其他金属元素的含量较多，影响泡沫锡的性能，并且此方法化学镀之前的泡沫基材需要经过粗化等前处理，工艺流程复杂，化学溶剂使用较多，原料成本高，废水排放量大，对环境造成污染，同时也加重了企业污水处理的负担。本专利技术以真空磁控溅射技术在聚氨酯海绵上镀镍，然后再电镀锡，整个工艺简单，并且聚氨酯海绵不需要经过粗化等前处理，节能环保，且能进行大规模连续性生产，最终得到的泡沫锡材料通过SEM/EDS检测，未检测到镍的含量，说明其含量极低，锡的含量达到了99.7％，相较于现有技术，锡的纯度大大提高，相应的泡沫锡的性能也得到提升。目前，制备泡沫金属材料的方法主要有化学镀、电镀、真空磁控溅射镀等。其中，真空磁控溅射镀由于能耗低、工艺简单等优势得到广泛应用，但是现有真空溅射过程中真空度、靶功率和氩气流量不会发生改变，如专利申请号CN201110147470.7公开了对聚酯型聚氨酯泡沫基体进行磁控溅射镀膜的设备及方法，其工作真空度、靶功率和氩气流量均保持在一个定值。本申请的专利技术人通过研究发现若采用这种方法真空磁控溅射镀镍，再电镀锡，最终得到的泡沫锡材料中镍的含量较多，锡的含量相应减少，纯度降低，泡沫锡的性能也相应的下降。本专利技术在真空磁控溅射镀镍的过程中，溅射次数为2-7遍，并且溅射过程中的真空度、靶功率和氩气流量均发生改变，在工作真空度为0.3-0.9Pa、靶功率为2.5-3.0kW、氩气流量80-120sccm下溅射1-3遍，然后在工作真空度为0.3-0.4Pa、靶功率为3.5-4.5kW、氩气流量120-180sccm下溅射1-4遍，最终得到的泡沫锡材料中镍的含量极低，锡的含量达到了99.7％，锡的纯度大大提高，相应的泡沫锡材料的性能也得到提升。另外，本申请的专利技术人通过研究发现，只有真空磁控溅射镀镍，再电镀锡，得到的泡沫锡材料的性能最佳，抗拉和挤压回弹效果最好。若采用真空磁控溅射镀铜、银或铬，再电镀锡，其最终得到的泡沫锡材料中其他金属元素的含量较多，锡的纯度较低，性能也相应的下降。本专利技术电镀锡所用的电镀液的主要成份为甲基磺酸锡、甲基磺酸、添加剂A、添加剂B和水，其中甲基磺酸锡的含量为20-50g/L，甲基磺酸的含量为120-180ml/L，添加剂A的含量为60-100ml/L，添加剂B的含量为10-15ml/L。本申请的专利技术人通过研究发现，采用本申请的电镀液电镀锡，并与上述真空磁控溅射镀镍工艺相结合，得到的泡沫锡材料的性能优异，使用寿命长，泡沫锡材料在受力及受压的时候表现出具有优异的延伸率及抗压性。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术以真空磁控溅射技术在聚氨酯海绵上镀镍，然后再电镀锡，整个工艺简单，并且聚氨酯海绵不需要经过粗化等前处理，节能环保，且能进行大规模连续性生产，最终得到的泡沫锡材料通过SEM/EDS检测，未检测到镍的含量，说明其含量极低，锡的含量达到了99.7％，相较于现有技术，锡的纯度大大提高，相应的泡沫锡的性能也得到提升，解决现有工艺中由金属覆锡制品中金属层腐蚀导致镀锡材料功能及性能失效问题。2、本专利技术在真空磁控溅射镀镍的过程中，溅射次数为2-7遍，并且溅射过程中的真空度、靶功率和氩气流量均发生改变，最终得到的泡沫锡材料中镍的含量极低，锡的含量达到了99.7％，锡的纯度大大提高，相应的泡沫锡材料的性能也得到提升。3、本专利技术解决了泡沫锡工艺中的聚氨酯海绵导电化处理时出现聚氨酯海绵碳化问题，保证三维多孔结构不被破坏的前提下进行电镀锡后续工艺。4、本专利技术的制备方法简单、生产时间短、能耗低、节能环保，且能进行大规模连续性生产，并且通过真空磁控溅射技术沉积的锡与聚氨酯泡沫的结合力好，大大提高了生产效率。附图说明图1为泡沫锡材料放大200倍的扫描电镜图。图2为泡沫锡材料放大2000倍的扫描电镜图。图3为泡沫锡材料EDS测试结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泡沫锡材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：a)对聚氨酯海绵进行真空磁控溅射镀镍；b)将经过步骤a)处理后的导电聚氨酯海绵在电镀液中电镀锡，水洗干燥后得到泡沫锡材料。

【技术特征摘要】
1.一种泡沫锡材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：a)对聚氨酯海绵进行真空磁控溅射镀镍；b)将经过步骤a)处理后的导电聚氨酯海绵在电镀液中电镀锡，水洗干燥后得到泡沫锡材料。2.如权利要求1所述的泡沫金属屏蔽材料的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述聚氨酯海绵的厚度为0.5-5mm。3.如权利要求1所述泡沫锡材料的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述真空磁控溅射镀镍的工艺条件为：本底真空度≤0.11pa，工作真空度0.3-0.9Pa，聚氨酯海绵走速为4-7m/min,氩气流量为80-180sccm。4.如权利要求1或2所述泡沫锡材料的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述真空磁控溅射镀镍的具体操作是：抽真空，当本底真空度≤0.11Pa时，开启靶电源2-8min后进入走带溅射阶段,调节靶功率及氩气流量,开启水路循环阀，开启溅射靶电源进行溅射，将工作真空度控制为0.3-0.9Pa,靶功率控制在2.5-3.0KW,氩气流量80-120sccm,通过溅射靶溅...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟发平，李星，蒋素斌，周云鹏，彭为，
申请(专利权)人：常德力元新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43