一種鎳基磁性導(dǎo)電紙的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)電紙材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎳基磁性導(dǎo)電紙的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自1946年布倫爾和里迪爾發(fā)現(xiàn)化學(xué)鍍鎳工藝以來，化學(xué)鍍已被廣泛地應(yīng)用在化學(xué)、機(jī)械、汽車、電子以及航空航天等工業(yè)部門。與電鍍相比，化學(xué)鍍不需要外加電源，利用溶液中的還原劑將金屬離子還原為金屬并沉積在基體表面上形成鍍層，操作方便，工藝簡單，鍍層均勻，孔隙率小，外觀良好，而且能在塑料、陶瓷等多種非金屬基體上沉積。采用玻璃纖維和水的懸浮液中加入銀氨溶液，類似于制造玻璃鏡那樣，利用化學(xué)還原的方法使銀析出沉淀在玻璃纖維上，已鍍銀的玻璃纖維再與各種類型的紙張結(jié)合制造導(dǎo)電紙。該類導(dǎo)電紙的電導(dǎo)率容易隨空氣相對(duì)濕度的變化而變化，導(dǎo)電性能不穩(wěn)定。采用金屬離子型化合物通過電化學(xué)的方法，直接在紙的表面鍍上一層導(dǎo)電金屬物質(zhì)，可以制備導(dǎo)電紙。紙基化學(xué)鍍法制備導(dǎo)電紙，化學(xué)鍍所用的催化劑為膠體鈀，根據(jù)需要，鍍層可只吸附于紙頁外表面，也可只吸附于紙頁內(nèi)部，內(nèi)部化學(xué)鍍紙電阻較大。鍍鎳的濾紙具有磁性和導(dǎo)電性，可用于電磁屏蔽。單面化學(xué)鍍紙具有防止帶電的效果，可用作接地天線的包裝材料，電容紙之類的紙張外表面經(jīng)化學(xué)鍍可制電容器，化學(xué)鍍紙還可用作磁性記錄材料等。
[0003]目前化學(xué)鍍鎳制備磁性導(dǎo)電紙，主要存在以下幾方面問題:(1)需要對(duì)紙表面進(jìn)行粗化，以提高鎳與紙基材的結(jié)合力；(2)需要利用貴金屬鈀、金等為催化活化劑，使得導(dǎo)電紙制備成本居高不下；(3)大多只能對(duì)整張紙進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，不利于鎳材料的節(jié)約使用；
[4]要實(shí)現(xiàn)紙上區(qū)域選擇性化學(xué)鍍，或構(gòu)建磁性圖形，需要借助特殊的儀器設(shè)備，如打印機(jī)、壓印機(jī)等，一旦圖形確定，無法進(jìn)行修改。
[0004]本發(fā)明的基本原理是，先將纖維素紙表面改性，在紙表面嫁接功能分子一一甲殼素，甲殼素與金屬離子有強(qiáng)的螯合力，從而避免了表面粗化的工藝；將表面改性后的纖維素紙吸附金屬鎳離子，再用還原劑將鎳離子還原成單質(zhì)鎳，作為化學(xué)鍍的催化活化劑，這樣不但避免了貴金屬鈀、金的使用，降低了生產(chǎn)成本，還避免了傳統(tǒng)工藝中金屬鈀、金等作為雜質(zhì)殘留在鎳鍍層中，形成電位差，導(dǎo)致鎳鍍層不穩(wěn)定。以水性筆書寫的方式在紙上構(gòu)建催化活化圖形，再進(jìn)行化學(xué)鍍鎳顯影，得到磁性鎳圖形，一旦圖形有問題，可以用水性筆反復(fù)加工，便于修改和再設(shè)計(jì)，極大了降低了設(shè)計(jì)和應(yīng)用成本，解決了傳統(tǒng)印刷工藝圖形修改不便的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種鎳基磁性導(dǎo)電紙的制備方法。具體工藝包括纖維素紙洗凈、改性、鎳離子吸附、磁性圖形預(yù)制以及化學(xué)鍍鎳等。本發(fā)明制備的鎳基磁性導(dǎo)電紙具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)以水性筆制備磁性導(dǎo)電紙，簡單易行；(2)磁性材料鎳與纖維素紙結(jié)合緊密，材料的可靠性好；(3)可以在無膠狀態(tài)下將磁性紙粘貼在磁性介質(zhì)上；(4)磁性鎳在紙上的區(qū)域分布及含量可調(diào)。
[0006]本發(fā)明提出的鎳基磁性導(dǎo)電紙的制備方法，具體步驟為:
(1)清潔纖維素紙:將纖維素紙漂洗、烘干；
(2)纖維素紙改性:將清潔后的纖維素紙浸泡在改性溶液中3?5分鐘，取出，烘干；
(3)鎳離子吸附:將改性后的纖維素紙浸泡在含鎳離子溶液中5?10分鐘，取出，烘干;
(4)磁性圖形預(yù)制:在水性筆中加注還原性墨水，在鎳離子吸附的纖維素紙上書寫圖案，書寫完畢，在空氣中放置10~20分鐘，洗凈，烘干；
(5)化學(xué)鍍鎳:將預(yù)制圖案的纖維素紙浸泡在鎳化學(xué)鍍液中，于10~30°C化學(xué)鍍10?30分鐘，取出洗凈，烘干，制得鎳基磁性導(dǎo)電紙。
[0007]本發(fā)明中，步驟(I)改性溶液的溶質(zhì)為甲殼素；溶劑為醋酸；改性溶液的質(zhì)量濃度為 1%~3%。
[0008]本發(fā)明中，含鎳離子溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:氯化鎳的濃度為4~6 g/L，酒石酸鈉鉀的濃度為8~12 g/L，乙二胺的濃度為2~3 g/L。
[0009]本發(fā)明中，還原性墨水的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:硼氫化鉀的濃度為1~3 g/L，碳酸鉀的濃度為3~9 g/L，甘油的濃度為10~30 g/L。
[0010]本發(fā)明中，鎳化學(xué)鍍液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:硫酸鎳的濃度為4~8 g/L，亞磷酸氫鈉的濃度為20~40 g/L，氨水的濃度為4~8 g/L，焦磷酸鈉的濃度為2~4 g/L，水合肼的濃度為1~2 g/L ο
[0011]本發(fā)明制備的鎳基磁性導(dǎo)電紙可廣泛用于醫(yī)療器械、可穿戴電子產(chǎn)品等工業(yè)領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0012]圖1為鎳基磁性導(dǎo)電紙的光學(xué)照片(黑色線條為鎳圖形)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
[0014]實(shí)施例1
將纖維素紙用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為1%的甲殼素的醋酸溶液中，浸泡3分鐘，取出，用去離子水淋洗干凈，烘干，得表面改性的纖維素紙。
[0015]將4g氯化鎳，8g酒石酸鈉鉀，2g乙二胺溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得含鎳離子溶液。
[0016]將改性后的纖維素紙置于上述溶液中，放置5分鐘，取出，烘干，得鎳離子吸附的纖維素紙。
[0017]將Ig硼氫化鉀，3g碳酸鉀，1g甘油溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得還原性墨水。
[0018]在水性筆中加注上述還原性墨水，在鎳離子吸附的纖維素紙上書寫圖案，書寫完畢，在空氣中放置10分鐘，洗凈，烘干，得磁性圖形預(yù)制的纖維素紙。
[0019]將4g硫酸鎳，20g亞磷酸氫鈉，4g氨水，2g焦磷酸鈉，Ig水合肼溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍鎳溶液。
[0020]將預(yù)制圖案的纖維素紙浸泡在鎳化學(xué)鍍液中，于10°C化學(xué)鍍10分鐘，取出洗凈，烘干，制得鎳基磁性導(dǎo)電紙，剝離強(qiáng)度能通過3M公司思高?膠帶的測試，飽和磁化強(qiáng)度3.2emu/g0
[0021]實(shí)施例2
將纖維素紙用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為3%的甲殼素的醋酸溶液中，浸泡5分鐘，取出，用去離子水淋洗干凈，烘干，得表面改性的纖維素紙。
[0022]將6g氯化鎳，12g酒石酸鈉鉀，3g乙二胺溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得含鎳離子溶液。
[0023]將改性后的纖維素紙置于上述溶液中，放置10分鐘，取出，烘干，得鎳離子吸附的纖維素紙。
[0024]將3g硼氫化鉀，9g碳酸鉀，30g甘油溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得還原性墨水。
[0025]在水性筆中加注上述還原性墨水，在鎳離子吸附的纖維素紙上書寫圖案，書寫完畢，在空氣中放置20分鐘，洗凈，烘干，得磁