[发明专利]一种NiCu合金纸型膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种NiCu合金纸型膜及其制备方法，其材料成分中包括镍、铜和银，所述铜和镍的质量比为(5～10)：3，所述NiCuAg合金纸型膜中掺杂银含量离子为5～30PPMppm。所述NiCu合金纸型膜的制备过程以镍箔为基材，通过电沉积铜银获得复合层，并进一步通过高温扩散反应过程中柯肯达尔效应造孔获得均匀、细小、丰富的孔结构。本发明提供的镍铜合金纸型膜整体厚度约100‑200μm，孔径约0.5‑5μm，具有优异的渗透性能和过滤精度，同时柔性好，可应用于腔镜手术气体净化器。

技术领域

本发明属于过滤材料技术领域，具体涉及一种NiCu合金纸型膜及其制备方法。

背景技术

目前，市场上的空气过滤器如口罩、空气净化器等的主要过滤元件都是有机纤维的无纺布。有机多孔膜材料因其空气阻力小、空气流量大、过滤效率高而被广泛应用，尤其因其柔韧性和良好的耐化学性而被广泛应用。但有机多孔膜材料寿命短，不耐高温，且容易滋生细菌，需要定期更换，也使其应用领域受限、使用成本增加。此外，口罩被大量使用后丢弃，大多数口罩是由石油基的不可再生聚合物制成的，这种聚合物不可生物降解，对环境有害，且会造成健康问题。相比之下，多孔金属膜具有独特的理想性能组合，具有高强度、高韧性，以及优异的抗菌性、热稳定性和力学性能等，同时多孔金属膜材料的过滤方式为物理拦截,过滤精度高，相比有机多孔膜易受影响的静电吸附过滤机理，其过滤精度在膜层遭到机械破坏前不会发生变化。

目前，多孔金属孔膜大多通过喷涂、刮涂等方式在大孔金属支撑体上覆上一层细粉浆料，经脱脂、烧结后，形成具有大孔支撑层和小孔分离层的组合膜。采用这些方法制备的多孔金属膜有较多的缺点。首先，喷涂、刮涂等方式不能均匀地使细粉浆料覆盖于大孔基体上，导致细粉层不均匀，可能还存在未覆上的大孔，导致最终的多孔膜层中存在大孔缺陷，过滤精度低。此外，由于支撑体与膜层的热膨胀系数有差异，烧结制备过程金属膜易产生掉皮、开裂等缺陷，同时整体厚度较厚，整体刚性，透气度较低，过滤工作效率低下。

专利公开号CN111359451A公开了“一种Fe～Al系金属多孔膜及其制备方法”介绍了一种由FeAl金属粉末、金属纤维为原料与水基粘接剂形成浆料后，经流延成膜，再经脱脂、烧结等工艺得到了孔隙率较高的多孔金属膜，但该方法制备的多孔膜往往孔径较大，且孔隙分布较宽，且易出现大孔缺陷。

专利公开号CN111672331A公开了“一种溶胶凝胶法制备多孔金属膜的方法”介绍了通过两种不同粒径的金属粉末、合金粉末等为原料通过溶胶凝胶法，以粉末颗粒间间隙未孔隙源，其中大粒径金属粉末烧结后作为大孔支撑层，小粒径粉末烧结后作为分离层，最终形成多孔膜材料。但其双层结构往往大致膜层整体厚度大，膜层不具有柔性。

发明内容

针对传统非对称膜过滤精度差，过滤效率低，厚度大难以折叠等缺陷，本发明的目的是提供一种具有柔性且过滤效果好的NiCu合金纸型膜及其制备方法。

本发明提供一种NiCu合金纸型膜，其材料中包括镍、铜和银，所述铜和镍的质量比为(5～10)：3，所述NiCu合金纸型膜中掺杂银离子为5～30PPM。镍铜合金具有较好的耐腐蚀性能和抗菌性能，此外掺杂银离子主要是进一步提升镍铜合金的抗菌杀菌效果。

该膜整体厚度约100～200μm，孔隙率大于50％，孔径为0.5～5μm，具有细小且丰富的孔结构，能够保证良好的渗透性和过滤精度。

本发明还提供一种NiCu合金纸型膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、选择30～70μm的镍箔，对镍箔表面依次进行预处理；

S2、采用电化学方法在镍基材表面阴极沉积铜，得到NiCu金属复合膜，其中阳极为Cu板，阴极为Ni箔，电解液包括硝酸、硝酸铜和硝酸银组成的溶液体系；电流密度为100～300A/m²，电解液温度30～80℃，沉积铜层厚度约为50～80 μm；

S3、水洗所述NiCu金属膜，然后进行干燥。