[發明專利]一種用于在基材表面電鍍形成Ni/石墨烯復合導熱薄膜的鍍液

在審

• 申請號: 201410840279.4
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104499032A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 黃有國;范海林;王紅強;李慶余;陳家榮;陳肇開;顧慈兵;施清清;范小萍;解雪松;孫銘雪
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D3/12
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 唐智芳

技術領域

本發明涉及一種電鍍鎳液，具體涉及一種用于在基材表面電鍍形成Ni/石墨烯復合導熱薄膜的鍍液。

背景技術

金屬薄膜材料，如鋁箔膜、銅箔膜、金薄膜等都有很好的延展性能，化學性能穩定，可塑性強以及美觀等一系列優點，常將其涂覆在緊密儀器的表面，但是其導熱性能較低，這就導致散熱慢，熱量集中容易導致儀器壽命減短。為了改善這一不足，通常將超高導熱的石墨烯復合在金屬薄膜材料中，但目前大多數的研究局限于用Hammer法在基體表面生長石墨烯，這種方法雖然制備得到的石墨烯層數較少，純度較高，但其不適合進行大規模的工業化生產，且這個方式生長的石墨烯僅在基體表面，與基體的結合力較差，容易剝落。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于在基材表面電鍍形成Ni/石墨烯復合導熱薄膜的鍍液。采用本發明所述鍍液對基材進行電鍍，可在基材表面形成一層Ni/石墨烯復合導熱薄膜，該薄膜與基材的結合力好，且石墨烯在薄膜中分散均勻，電鍍后所得材料的導熱系數相對于基材有較大程度地提高。

本發明所述的用于在基材表面電鍍形成Ni/石墨烯復合導熱薄膜的鍍液，每升鍍液中含有以下用量的組分：

鎳鹽230～380g、硼酸30～40g、應力消減劑0.1～10g、石墨烯0.1～2g、分散劑0.01～0.1g、表面活性劑0.05～0.4g。

優選地，每升鍍液中各組分的含量為：

鎳鹽250～350g、硼酸30～35g、應力消減劑1～8g、石墨烯0.5～2g、分散劑0.03～0.08g、表面活性劑0.1～0.3g。

上述技術方案中，所述的鎳鹽可以是選自六水合硫酸鎳、六水合氯化鎳和氨基磺酸鎳中的一種或任意兩種以上的組合；當鎳鹽的選擇為其中任意兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。

上述技術方案中，所述的應力消減劑為糖精，在鍍液中添加糖精后可有效減小鍍層與鍍層之間的應力，有效提高所形成的薄膜與基材的結合力。

上述技術方案中，所述的分散劑可以是羧甲基纖維素鈉或聚丙烯酸。通過添加分散劑，可使石墨烯能夠均勻地分散于鍍液中。

上述技術方案中，表面活性劑的添加有效地改善了基材與鍍液之間的潤濕性。所述的表面活性劑可以是選自陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑和非離子表面活性劑中的一種；或者是選自陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑和非離子表面活性劑中任意兩種以上的組合；或者是陽離子表面活性劑與選自兩性離子表面活性劑和非離子表面活性劑中的一種或兩種的組合。其中：所述的陰離子表面活性劑可以是現有常規選擇，具體可以是選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉和十二烷基磷酸酯中的一種或兩種以上的組合；當陰離子表面活性劑的選擇為其中任意兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。所述陽離子表面活性劑的選擇與現有技術相同，具體可以是十六烷基三甲基溴化銨和/或全氟烷基銨鹽；當陽離子表面活性劑的選擇為其中任意兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。所述兩性離子表面活性劑的選擇與現有技術相同，具體可以是甜菜堿和/或十二烷基氨基丙酸。所述非離子表面活性劑的選擇與現有技術相同，具體可以是選自吐溫20、吐溫40、吐溫60、吐溫80、OP-10、曲拉通X-100、司班20、司班40、司班60、司班80中的一種或任意兩種以上的組合；當非離子表面活性劑的選擇為其中任意兩種以上的組合時，它們之間的配比可以為任意配比。

本發明所述鍍液的配制方法與現有技術相同，具體地，按配比稱取相應量的各組分，先取分散劑用少量水溶解，然后加入石墨烯攪拌均勻，得到溶液A；取余下組分用適量水溶解，得到溶液B，將溶液A加入到溶液B中，再用水定容至1L即可。按本發明所述配方制得的鍍液的pH值介于3～5之間。

采用本發明所述鍍液對基材進行電鍍鎳時，電鍍工藝與現有常規工藝相同，具體地，在鍍鎳前先對基材進行常規預處理，包括除油、浸蝕、活化與預鍍等處理。電鍍時，以鎳板為陽極材料，電流密度為1～7A/dm²，電鍍的溫度通常為20～65℃，電鍍時間為10～50min。在上述條件下對基材進行電鍍，可在基材表面形成厚度為10～50μmNi/石墨烯復合導熱薄膜。

本發明所述技術方案中，所述的基材可以是不銹鋼(如304不銹鋼、45#角鋼等)、銅或鎳等。