Способ металлизации тонких минеральных волокон

Способ металлизации тонких минеральных волокон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ Г ЕТАЛЛИЗАЦИИ ТОНКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН пУгем травления в растворе, содержащем , HF и воду, активации поверхности и последующего химико гальванического меднения , отличающийся тем, что, с целью улучшения электропроводности при одновременном исключении слипаемости металлизированных волокон за счет ориентирования, перед травлением осуществляют встряхивание волокон или их расчесывание и натяжение в двухстороннем зажиме, а травильный раствор дополнительно содержит при следующем соотношении компонентов, мас.%: H SO ДЗ-14 HF0,4-0,6 К2-Сгг.О-,19-21 ВодаОстальноеD , 5S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) SU (I I) А

3(5П С.03 С 25 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.13-14

0,4-0,6

19-21

Остальное

Н 504

HF

К2С ГХ OV

Вода

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3420640/29-33 (22 ) 08.04.82, (46 ) 15.10.83. Бюл. М 38 (72 ) Г.М. Морозов, Л.А. Бондаренко и В.Д. Кулаковский (53 189.21(088.8 ) (56 ) 1. Патент Великобритании

Р 1264423, кл. С 7 F, 1969.

2. Розовский Г. И. и Вашкялис A. И.

Химическое меднение. Вильнюс, 1966, r.. 20. (54 ) (57 ) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ТОНКИХ

МИНЕРАЛЬН61Х ВОЛОКОН пУтем травления в ра.створе, содержащем H S04, Н F и воду, активации поверхности и последующего химико-гальванического меднения, о т Л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения электропроводности при одновременном исключении слипаемости металлизированных волокон за счет ориентирования, перед травлением осуществляют встряхивание волокон или их расчесывание и натяжение в двухстороннем зажиме, а травильный раствор дополнительно содержит К С г 0 при следующем соотнскаении компонентов, мас.В:

1047856

Изобретение относится к химической промышленности, предназначено для металлиэации тонких минеральных волокон и может быть использонано в текстильной и радиотехнической промышленности, Существуют различные способы получения металлизированных волокон, в частноСти известен способ металлизации синтетических волокон. Сущность способа заключается в молекулярной,ориентации волокна с введением катализатора из благородного металла на его поверхность и последующей химической металлиэацией Г1).

Однако этот способ не применим 15 для металлизации тонких минеральных волокон из-за невозможности подготовки поверхности минеральных волокон перед активацией в указанных составах, перепутывания их в процессе металлиэации и слипаемости метиллизированных тонких. волокон.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ металлизации тонких минеральных волокон путем травления в растворе, содержащем H>SO, HF и воду, активации поверхности И последующего химико-гальванического меднения 21.

Однако применение ванны травления для тонких минеральных волокон приводит к разрушению последнего из-за большой концентрации планиковой кислоты в составе этой ванны, а отсутствие ориентирования волокон в процессе металлизации, вызывая их перепутывание и слипание, создает неравномерную металлизацию поверхности тонких минеральных волокон и неудовлетворительную их рассыпчатость.

Цель изобретения — улучшение электропроводности при одновременном исключении слипаемости металлизированных волокон за счет ориентирования.

13-14

Н SO„

0,4-0,6

19-21

Остальное

2, "ъ 7

Вода

Поставленная цеЛь достигается тем, что согласно способу металлизации тонких минеральных волокон путем травления в растворе, содержащему H S04, HF и воду, активации поверхности и последующего химикогальванического меднения, перед травлением осуществляют встряхивание волокон или их расчесынание и натяжение н двухстороннем зажиме, а травильный раствор дополнительно одержит К2Сr<0-I при следующем соот ношении компонентов, мас.%:

ЗО

5О

6О

Металлизацию тонких минеральных волокон из-за низкой прочности волокон осуществляют дискретным способом.

Вначале для ликвидации перепутывания и слипания волокон проводят его ори; ентирование путем нстряхинания или расчесывания., Ватем, сохраняя параллельность волокон, зажимают их н форме плоского жгута в зажиме с обеих сторон, который обеспечивает постоянное натяжение волокна и равномерную его смачиваемость в растворах металлизации. Для удаления следов грязи и жира, ухудщающих физические свойства поверхности, гроводят операцию обеэжиринания, н состав ванны которой входит углекислый натрий и тринатрийфосфат„ Наиболее важным в подготовке волокон к операции активации является процесс травления, который осуществляют раствором, содер>кащием, мас.%:

Н Зо, 13-14

HF 0,4,0,6

7 19-21

Вода Остальное

Для получения наилучшей адгеэии время травления составляет 1 0,2 мин при нормальных условиях. Увеличение времени травления приводит. к потери прочности нолокна.

После проведения травления необ-. ходима тщательная промывка но избежание деструкции:подложки и последующая сушка металлизируемого волокна., !

Операцию активирования тонкого минерального волокна пронодят в две стадии: сенсибилизация I активация.

На стадии сенсибилизации обеспечи— нают нозможность получения каталитического слоя на поверхности волокна.

Для этого поверхность минерального волокна обрабатывают в ванне на основе водных растворов хлорида олова и соляной кислоты. Формирование и сорбция продуктов гидролиза двухналентного олова происходит, в основном, н процессе последующей промывки, поэтому необходима тщательная промывка волокна н свежей проточной воде и его сушка. Для следующей наины, собс-твенно активации, целесооб-разно использонать слабокислые растворы PdC! „ так как с уменьшением кислотности увеличивается плотность каталитически активных центров I невысокую стоимость наиболее экономичными являютс — растворы хлористого палладия вследствие малых его концентраций. После .актинирования необходима также промывка, так как свободные ионы активатора, не восстанонившиеся в нейтральные атомы по реакции

1047856

Pd »- 2в — Pd

2-+ Т» е 4»

2» 2 54+ Pd»Sn = Pd +Sn а также любые посторонние частицы, могут отрицательно влиять на стабильность последующей ванны металлизации. После сенсибилизирования и активирования поверхность следует высушить, .это увеличивает адгезию покрытия к минеральному волокну.

Далее осуществляют процесс химического меднения. Реакция осаждения меди автокаталитическая, так как сначала катализатором является палладий, а затем сама медь. Наиболее устойчивым для этой. операции является разбавленный раствор Казначей В.Я, После окончания операции химического меднения производят промывку волокна водой. Однако дешевый и. технологически несложный способ химической Я металлизации имеет недостатки: осажденные химическим путем слои метал. ла весьма тонки и не обладают необходимой износостойностью и ввиду сложности механизма химических реак- 25 ций невозможно регулировать толщину получаемых покрытий. Поэтому осажденный на минеральном волокне химическим путем слой металла служит токопроводящей основой для нанесения гальванического покрытия. В этом случае, когда гальваническое покрытие наносится сразу за химическим, нет необходимости в дополнительной обработке. Если нанесенное ранее химическое медное покрытие потускнеет вследствие образования микропленки окиси меди, то рекомендуется ввести стадию декапирования, т.е. обработать минеральные волокна в растворе серной кислоты, а затем промыть водой. Для гальванического меднения за основу целесообразно брать этилендиаминовый электролит, обеспечивающий в течение часа получение плотных и блестящих покрытий 45 с хорошей злектропроводностью. При этом необходимо отметить, что использование зажима обеспечивает подвод электрического потенциала к каждому волокну в срезе. В завершение 5() металлизированные минеральные волокна необходимо промыть в воде с последующей их сушкой.

Изготовленные предлагаемым способом металлизированные тонкие минеральные волокна имеют улучшенную электропроводность и хорошую рассыпчатость.

Измерение электросопротивления металлизированных стекловолокон проводят согласно методики 01М25003. 00008, принцип которой з аключается в разделении пучка металлизированного волокна на единичные волокна, установке его в контакты прибора и снятия показаний с прибора электросопротивления 1 см единичного волокна.

Определение слипаемости (рассыпчатости) металлизированных воло,кон проводят согласно требованиям

ГОСТ 10546-74.

Данные по рассыпчатости и электросопротивлению 1 см единичного волокна представлены для металлизированных волокон, изготовленных в ваннах. Пример 1. Ванна обезжири:вания состава, вес. %: NyCQ 31 т11инатрийфосфат 3; вода остальное, в течение 3 мин.

Ванна травления состава, вес.Ъ:

К С г 0„19;; 1ЯО4 13; Н= 04; вода остальное, в течение 48, 60, 72 с.

Ванна сенсибилизации состава, вес.Ъ: SnC1 2Н О 2; НС1 3; вода остальное, рН=1,8, в течение 3 мин.

Ванна активации состава, вес.Ъ:

PdClg 0,05; НС1 1; вода остальное, pH=.1 75, в течение 3 мин.

Ванна химического меднения состава, вес.Ъ: медь углекислая свежеосажденная 15; глицерин 151 МаОН 17; формалин (4011-ный ) 14; вода остальное, в течение 20 мин.

Ванна гальванического меднения состава, вес. Ф: CuS04 20; (NHg QSp4 6; этилендиамин 12; вода остальное1 р H=9 в течение 1 ч.

Пример 2. Металлизированные волокна получают как в примере 1, отличие только в составе ванны травления, вес. Ъ: К Сг. 0-, 20; Н 504 1 3, 5;

Н Г О, 5; вода остальное, в течение

48, 60, 72 с.

Пример 3. Металлизированные волокна получают как в примере 1, отличие только в составе ванны травления, вес.Ъ: К Сг О, 21; Н БО+ 14;

HF 0,6; вода остальное, в течение

48, 60, 72 с.

По каждому примеру получают металлизированные волокна, имеющие отличия в процессе изготовления по времени нахождения волокон в ванне травления: 48 60, 72 с.

Полученные данные представлены .в таблице.

1047856

Электросопротинление 1 см единичного волокна, Ом

Время травления волокон, с

99 п/п

Пример

Пример 1

Среднее значеСреднее

Среднее значение по примеру 1

Пример ние по примеру 2 значение по примеру 3

118

100 105

113

105

115

116

120

112

123

114

114

120.

107

125

123

107

119

108

100

120

95

100

105

112

110

106

106

106

103

103

106

109

115

120

100

112

110

107

118

106

113

122

110

120

120

112

113

112

110

110

110

110

100

115

109

Изготовленное металлизированное стекловолокно из прядей отделяется друг от друга легко без обрыва волокон.

Металлизированные волокна, полученные химико-гальваническим способом с предлагаемой ванной травления и использованием ориентиронания н бО плоском двустороннем зажиме, обеспечивают отсутствие слипаемости и электропронодность 0,011 см10м.

Изготовленные металлизированные тонкие минеральные волокна по извест65 ному способу имеют величину электроСреднее значение электросопро тивления (н зависимости от состава ванны травления ) Среднее значение электросопротинления (н занисимости от времени транления ) 1047856

Составитель Н. Ильиных

Редактор A. Химчук Техред g.Костик Корректор В. Бутяга

Заказ 7852/23 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 проводности порядка 10- см/Ом и плохую рассыпчатость, а при изготовлении по способу-прототипу имеет место разрушение тонких минеральных волокон при операции травления и их перепутывание и олипание в.процессе металлизации, что вызывает наличие неметаллиэированных участков на поверхности волокна и также их плохую рассыпчатость.