一种泡沫基体的纳米ＴｉＯ２化学镀膜方法技术

本发明专利技术涉及一种泡沫基体的镀膜方法，具体地说是一种泡沫基体的纳米ＴｉＯ↓［２］化学镀膜方法。它是将泡沫基体材料置于一个能抽真空和能通过辉光放电产生低温等离子体的设备腔内两极板之间，抽真空进行前处理，然后将乳状镀液注入化学镀槽内并加温，再将经过前处理的泡沫基体材料放入化学镀槽内进行热处理后提出，滤除镀液并冲洗干净，风干去除水份，即可得到表面承载均匀的纳米ＴｉＯ↓［２］镀膜泡沫材料。本发明专利技术使泡沫材料表面改性，获得表面微孔扩张、清洁、粘结性好的基体，所覆膜的纳米ＴｉＯ↓［２］镀膜均匀牢固而且工艺简单、成本低、无污染、易于实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泡沫基体的镀膜方法，具体地说是一种泡沫基体 的纳米Ti02化学镀膜方法。
技术介绍
等离子体技术在有机材料上的应用始于20世纪60年代末,有如 下优点:①属干式工艺，省能源，无公害，满足节能和环保的需要； ②对材料的处理时间短，效率高；③对所处理的材料无严格要求，具 有普遍适应性；④可处理形状较复杂的材料，材料表面处理的均匀性 好；⑤反应环境温度低；⑥对材料表面的作用仅涉及几到几百纳米， 材料表面性能改善的同时，基体性能不受影响。近10年来，人们广 泛地将此项技术应用在金属、塑料、玻璃等新型板式材料的加工上。因此随着等离子体技术的不断深入发展，各种新型的功能性材料 不断涌现。泡沫基材表面覆膜Ti02是一种新型的功能性材料，被越 来越多的应用于光催化空气净化消毒器械。泡沫材料因结构复杂，在 材料制造中经过机械加工、热加工和空气暴露后，其表面存在加工残 余应力层、氧化皮、油脂和污垢，必须在前处理工序中除去这些表面 物质，露出基体表面，才能得到好的镀层。现有处理方法仍是传统的 前处理工艺，其流程一般为碱性除油一水洗一硫酸酸洗.一水 洗一磷酸浸蚀一水洗一活化一水洗等。工序复杂，操作难度大，质量不稳定；且使用多种化学剂，产生大量废水，浪费资源，影响环 境。同时泡沫基体为多孔蜂窝状复杂结构，因此用喷涂、浸渍、溶胶 -凝胶等方法上载存在覆膜不均、易脱落、易团聚等缺陷。Ti02电泳 沉积镀膜技术是近年来新发展起来的镀膜技术，其优点是镀膜牢固、 均匀，但镀液废水较多，成本较高，对环境有一定污染。随着现代社 会对环境的要求越来越高，专利技术一种新的泡沬基材的化学镀膜方法， 取代原来的电泳沉积镀膜方法以实现工艺更简单，膜层更均匀牢固， 无污染，成本低、节省资源将非常有益。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种泡沫基体 的纳米Ti02化学镀膜方法，该方法使泡沫材料表面改性，获得表面 微孔扩张、清洁、粘结性好的基体，所覆膜的纳米Ti02镀膜均匀牢固 而且工艺简单、成本低、无污染、易于实现工业化生产。本专利技术的技术方案是这样实现的它是将泡沫基体材料置于一个能抽真空和能通过辉光放电产生低温等离子体的设备腔内两极板之 间，抽真空进行前处理，然后将乳状镀液注入化学镀槽内并加温，再 将经过前处理的泡沫基体材料放入化学镀槽内进行热处理后提出，滤 除镀液并冲洗干净，风干去除水份，即可得到表面承载均匀的纳米TiCb镀膜泡沫材料。所述乳状镀液是由氯化钠，磷酸钠，硅酸钠溶入纯净水快速搅拌 并加入聚乙二醇双月桂酸脂和月桂酸二乙醇酰胺,快速搅拌下缓慢加 入纳米Ti02粉体，继续高速搅拌l一3小时后，加入微量六偏磷酸钠，调整PH值，充分搅拌均匀制备而成。所述乳状镀液具体是由重量分数0.3% 1%的氯化钠，重量分数0.3% 1%的磷酸钠，重量分数0.06% 0.1%的硅酸钠溶入纯净水快速 搅拌并加入重量分数0.5%~1.5%的聚乙二醇双月桂酸脂和重量分数 0.5% 1.5°/。的月桂酸二乙醇酰胺后，继续快速搅拌下缓慢加入重量分 数为3% 15%、粒径为5 15纳米的Ti02粉体继续高速搅拌l一3小 时，最后加入微量六偏磷酸钠，调整PH值，充分搅拌均匀制备而成。 其中采用粒径为5 15纳米Ti02粉体材料效果最好，Ti02粉体含量偏 低，镀膜会出现针孔，Ti02粉体含量偏高，镀膜会出现裂痕。所述泡沫基体材料包括非金属和金属材料。泡沫基体材料前处理电极间距7mm 55mm，真空程度达到800 Pa—1000Pa，温度在70GC 85GC区间，处理时间控制在30秒到5分 钟。本专利技术较好的方案是将乳状镀液注入化学镀槽内加温至70QC 98QC，再将经过前处理的泡沫基体材料放入化学镀槽内进行热处理， 沉积速率控制在2to/h 10Mm/h之间，浸镀20 180分钟后提出。本专利技术具体的工艺过程为(1) 将泡沫基体材料送入一个能抽真空和能通过辉光放电产生 低温等离子体设备的真空室，并固定在高压电极板与地电极板之间， 电极间距7mm 55mm，电源为单相AC220V ( ± 10%)，启动运行装置；(2) 开始排气，使真空室内的真空程度达到800Pa—1000Pa的 真空度；(3) 向真空室内输入氩气，使氩气进入等离子舱内至大气气压，开始抽气，控制流入氩气速率小于抽气速率；(4) 在真空室内的电极与接地装置之间施加高频电压，使气体被击穿，并通过辉光放电而发生离子化和产生等离子体，让在真空室 产生的等离子体完全笼罩被处理的泡沫基体材料，开始进行前处理，温度在70。C 85')C区间，处理时间控制在30秒到5分钟；(5) 处理完毕后切断高频电压，并将气体及汽化的污垢排出， 取出已清洗的材料，用吸尘方法将材料表面脱落物清除，放入真空袋 中密封；(6) 常温下，将重量分数0.3%~1%的氯化钠，重量分数0.3% 1% 的磷酸钠，重量分数0.06% 0.1%的硅酸钠溶入纯净水快速搅拌并加 入重量分数0.5% 1.5%的聚乙二醇双月桂酸脂和重量分数0.5%~1.5%的月桂酸二乙醇酰胺后，继续快速搅袢下缓慢加入重量分数为 3% 15%、粒径为5 15纳米的Ti02粉体继续高速搅拌l一3小时，最 后加入微量六偏磷酸钠，调整PH值为7 — 10，充分搅拌均匀制备成 均匀、分散、稳定的乳状镀液；(7) 将乳状镀液注入可升温化学镀槽内，并加温至70GC 98化；(8) 将经过前处理的泡沫基体材料放入镀槽内进行热处理，沉 积速率控制在2Hm/h 10Wn/h区间，浸镀20 180分钟后提出；(9) 滤除镀液，以清水冲洗掉镀膜件表面的残液，置入洁净风 干箱内去除水份；本专利技术采用次大气压低温等离子体表面处理工艺，与常规的低气压下辉光放电产生的低温等离子体相比不同之处在于前者气体的气 氛含量高、功率密度大、穿透性好、处理效率高、电子和离子的能量可达10eV以上，而处理温度为常温。经此技术处理，可将泡沫材料表面影响化学镀膜的物质一次性全部清除，使材料表面具有亲水性、 粘结性、高度清洁。不需使用化学剂，环保减排效果明显。以上方法的优点是① 被次大气压辉光放电的低温等离子体处理的材料很干燥，不 必再经干燥处理即可送往下道工序。② 不使用有害化学溶剂或酸、碱液体，无废水排放，无有害污 染物，环保性强。③ 次大气压辉光放电低温等离子体可以深入泡沫材料的微细 孔眼和凹陷的内部并完成清洗任务，不受物体形状的影响，特别是难 清洗部位的清洗效果比酸、碱清洗的效果更好。④ 整个清洗工艺流程完成时间短，效率高。 等离子清洗需要控制的真空度约为800 Pa 1000Pa，这种真 空设备制造工艺成熟，设备成本不高，占地面积少，不需使用价格昂 贵的有机溶剂，运行成本低于传统的清洗工艺。◎省去了规模化生产的批量化学剂清洗液运输、贮存、排放等 处理设施，节省资源和相关费用，有利环保。⑦ 无论泡沫材料的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方 都能获得厚度均匀的镀层。⑧ 镀膜均匀牢固，镀层致密，质量可控性强。◎本方法化学镀溶液配制方法简单，少量添加剂无毒无害，无 化工废水产生，使用过的镀液经过调整，可循环利用或再利用。 镀膜方法简便，无需在镀件上施电，设备简单，效率高，易 实现工业化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡沫基体的纳米ＴｉＯ↓［２］化学镀膜方法，它是将泡沫基体材料置于一个能抽真空和能通过辉光放电产生低温等离子体的设备腔内两极板之间，抽真空进行前处理，然后将乳状镀液注入化学镀槽内并加温，再将经过前处理的泡沫基体材料放入化学镀槽内进行热处理后提出，滤除镀液并冲洗干净，风干去除水份，即可得到表面承载均匀的纳米ＴｉＯ↓［２］镀膜泡沫材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨和平，
申请(专利权)人：武汉市吉星环保科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]