[发明专利]一种空心玻璃微珠表面化学镀处理工艺和所镀金属空心玻璃微珠及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及核壳结构复合材料技术领域，特别是涉及空心玻璃微珠表面化学镀处理工艺和所镀金属空心玻璃微珠及其应用。

背景技术

金属类导电填料具有优良的导电性能，是目前电磁屏蔽材料、导电涂料中最常用的填料，但其存在密度大、分散性差、易沉降的缺点，影响了电磁屏蔽材料及导电涂料的储存与使用。若采用价廉质轻的芯材，在其表面包覆一层或几层化学稳定性好、耐腐性强、电导率高的导电物质(如银、镍，铜等)，既可降低成本，又可以使材料的比重下降，力学性能提高，得到替代部分纯金属导电填料的理想轻质复合材料，可应用于电磁防护和导电涂料等方面。另外，空心微珠镀镍后可以改进其对电磁波的吸收和近红外的反射，民用方面可制成防电磁辐射材料，军用方面可制成吸波隐形材料。

空心玻璃微珠密度较小，化学性质较为稳定，作为芯材，在其表面镀银、镍、铜等金属后，可以取代密度较大、分散性差、易沉降的纯银粉、镍粉和铜粉，用于电磁屏蔽材料或导电填料，同时减少了纯金属粉体的用量，从而降低了材料成本，这方面的报导参见《电镀与涂饰》2006年第25卷11期17-19页常仕英、郭忠诚的文章“玻璃微珠化学镀银”。目前对于空心玻璃微珠表面镀金属主要采用化学镀方法。化学镀是指在经活化处理的基体表面上，利用合适的还原剂使镀液中金属离子在具有催化活性的基体表面还原形成金属镀层的过程。

通常采用的使空心玻璃微珠基体活化的前处理工艺有三类：一类是将空心玻璃微珠氢氟酸粗化，然后氯化亚锡敏化，接着进行氯化钯活化或银离子活化等步骤。这方面的文献：氢氟酸粗化参见《粉末冶金材料科学与工程》杂志2010年第15卷第1期79-83页文章“空心微珠热碱液活化化学镀银”；氯化亚锡敏化参见专利CN1792928A；氯化钯活化参见《纳米科学与技术》杂志2001年第1卷417页的文章(Shukla S，Seal S，Schwarz S，Zhou D.J.Nanosci.Nanotechnol.2001，1：417.)；银离子活化参见《电镀与涂饰》杂志2007年第26卷第2期25-28页的文章“表面活性剂对空心玻璃微珠化学镀银影响的研究”。但这类方法不仅处理工艺繁琐，而且使用了有毒的氢氟酸、亚锡离子，会造成环境污染。专利CN1792928A直接将还原液与银盐液混合，银颗粒可能直接于溶液中发生沉积，而不是包覆于空心微珠表面，影响了微珠包覆的均一性及完整性。氯化钯的价格较为昂贵，这也是此类前处理方法的缺陷之一。二类是热碱浸泡法。上述《粉末冶金材料科学与工程》杂志2010年第15卷第1期79-83页文章“空心微珠热碱液活化化学镀银”中使用了剧毒的氟化氢作为粗化试剂，且碱液处理时温度达到了75℃，容易造成微珠破损。专利CN1974460A报导了在热碱溶液中(温度30～100℃)处理空心玻璃微珠表面，再进行化学镀。虽然该方法简化了繁琐的传统工艺且避免了使用亚锡、钯等金属离子及氟化氢等试剂，但其热碱液加热温度同样较高，长时间浸泡活化微珠可能造成微珠破裂，且热碱液处理无法起到粗化作用。此类热碱液浸泡法共同的缺陷是：热碱液浸泡处理时容易造成微珠破裂。碱液处理的基本出发点是增加空心玻璃微珠表面羟基，但碱液处理并不是使空心微珠表面羟基化的最佳选择。三类是使用偶联剂使空心玻璃微珠表面实现巯基化或氨基化(专利CN101712076A)，以达到吸附银离子的目的。此方法虽然避免了使用金属离子及氟化氢等试剂，但偶联剂处理的成本依然较高，偶联工艺繁琐。

发明内容

本发明的目的在于克服以往空心玻璃微珠表面化学镀处理工艺繁琐、使用有毒和昂贵试剂、污染环境、并且对空心玻璃微珠造成破损的缺陷，提供一种空心玻璃微珠表面化学镀处理工艺，该工艺极大简化了传统的清洗、粗化、活化、敏化的繁琐的前处理工艺步骤，避免使用昂贵及有毒试剂，降低了生产成本、减小了环境污染，并且避免了热碱液活化处理时加热浸泡时间过长造成的空心玻璃微珠破损，比热碱液活化法能更有效的起到表面羟基化作用。

本发明还提供该方法所制备的镀金属的空心玻璃微珠。

本发明还提供镀金属的空心玻璃微珠在电磁屏蔽材料、导电涂料、吸波材料上的应用。

本发明第一目的是通过以下方案实现的：

包括以下步骤：

第一步、清洗：将空心玻璃微珠放入碱溶液中，在室温下搅拌或超声作用下清洗10～30分钟，优选10～15分钟，然后过滤，用去离子水洗涤空心玻璃微珠至滤出液为中性。