способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов

Классы МПК:D06M11/83 металлами; металлообразующими соединениями, например карбонилами металлов; восстановление соединений металлов на текстильных изделиях
C23C18/40 с использованием восстанавливающих агентов
C23C18/38 покрытие медью
C23C18/30 активация
C23C18/31 покрытие металлами
Автор(ы):
Патентообладатель(и):ООО "Гальвика" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-06-04
публикация патента:

Изобретение относится к технологии получения металлизированных тканых и нетканых материалов и может быть использовано для производства катализаторов, а также для изготовления декоративных и отделочных материалов. Способ включает предварительную химическую активацию поверхности покрываемого материала, используя при этом в качестве активатора глиоксалевую и/или щавелевую кислоты. Затем проводят химическую металлизацию, осуществляемую из раствора, содержащего медь сернокислую. В качестве стабилизатора дисперсности берут тетраэтиленгликоль, в качестве восстановителя - глиоксаль. В растворе присутствует гидрооксид натрия для поддержания требуемой кислотности. Изобретение обеспечивает получение металлизированных дисперсных тканых и нетканых материалов по упрощенной технологии, при одновременном удешевлении и обеспечении безопасности производства за счет использования предлагаемых ингредиентов и определенного их соотношения.

Формула изобретения

Способ металлизации дисперсных тканых или нетканых материалов, включающий предварительную химическую активацию поверхности покрываемого материала и последующую химическую металлизацию, осуществляемую из раствора, содержащего медь сернокислую и гидроксид натрия, отличающийся тем, что в качестве активатора используют глиоксалевую и/или щавелевую кислоты, в качестве стабилизатора дисперсности - тетраэтиленгликоль, и глиоксаль - в качестве восстановителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения металлизированных дисперсных (тканых и нетканых) материалов и может быть использовано для производства катализаторов, а также для изготовления декоративных и отделочных материалов.

Известны различные способы нанесения металлических покрытий на непроводящие материалы: газотермическое напыление с последующей магнитно-импульсной обработкой [1]; металлизация в вакууме [2] с последующей обработкой электромагнитным излучением [3]; термическое разложение соединения соответствующего металла в неокислительной атмосфере [4]; микроплазменная обработка [5]; нанесение светочувствительных дисперсий, катализирующих дальнейшее осаждение металла химическим путем [6, 7].

Рассмотренные выше способы нанесения металлических покрытий требуют дорогостоящего специального оборудования и сложны в реализации.

Технически наиболее простыми являются способы химической металлизации неэлектропроводящих материалов. Все известные методы химической металлизации неэлектропроводящих материалов, в том числе и волокон, состоят из следующих операций: подготовка поверхности волокна способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов, патент № 2363790 сенсибилизация поверхности путем специальных обработок способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов, патент № 2363790 промывание способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов, патент № 2363790 активация поверхности путем обработки растворами драгоценных металлов (золото, платина, палладий) способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов, патент № 2363790 промывание способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов, патент № 2363790 металлизация волокна с использованием сравнительно дорогостоящих реактивов способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов, патент № 2363790 промывание. После каждой операции волокно промывается, а сточные воды должны тщательно очищаться.

Недостатком таких способов является многостадийность процесса и потребность в дорогостоящем сырье (соли драгоценных металлов). При его осуществлении образуется большое количество сточных вод, что отрицательно сказывается на экологии и требует значительных затрат на их очистку.

Наиболее близким по техническому решению является способ металлизации, при котором происходит осаждение металлической меди на каталитически активированной поверхности [8], включающий восстановление ионов двухвалентной меди в реакции с гидроксиламином. В качестве активирующих агентов используются оксикарбоновые кислоты, а в качестве антиагломерирующих агентов - полиолы. К недостаткам рассматриваемого способа следует отнести использование такого реагента как гидроксиламин, который при повышенной температуре, являющейся необходимым условием технологического процесса, склонен к разложению, сопровождаемому взрывом.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является получение металлизированных дисперсных (тканых и нетканых) материалов при упрощении технологии, удешевлении и одновременном обеспечении безопасности производства.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа металлизации дисперсных материалов. Способ металлизации дисперсных тканых или нетканых материалов, включает предварительную химическую активацию поверхности покрываемого материала и последующую химическую металлизацию, осуществляемую из раствора, содержащего медь сернокислую и гидрооксид натрия. В качестве активатора используют глиоксалевую и/или щавелевую кислоты, а в качестве стабилизатора дисперсности - тетраэтиленгликоль и глиоксаль в качестве восстановителя, а также гидроокисид натрия для поддержания требуемого уровня рН раствора.

На поверхности тканей, изготовленных из искусственных и синтетических волокон, а также графитовых (углеродных) тканей присутствует много активных функциональных групп. В частности лавсан (полиэтилентерефталат) имеет карбонильные группы, аналогично поверхностные слои углеродной ткани также покрыты различными кислородсодержащими группами (карбонильными, карбоксильными), образующимися при взаимодействии с кислородом воздуха. В функциональных группах электронная плотность распределена несимметрично, и на атомах кислорода всегда избыточный отрицательный заряд. Поэтому ион металла достаточно легко адсорбируется на таких участках волокна, причем адсорбция сопровождается переносом заряда к более электрофильному агенту. Дальнейшее взаимодействие с восстановителем протекает легче. Таким образом, на поверхности волокна первоначально адсорбируются отдельные атомы, которые служат катализатором дальнейшего разряда ионов из раствора.

Пример 1. Лавсановую ткань погружают в разбавленный 1-3% раствор NaOH при температуре 40-50°С для набухания волокна. Затем ткань на 2-3 минуты помещают в водный раствор состава, г/л:

Медь сернокислая 20-25

Тертаэтиленгликоль 2

и при перемешивании добавляют водный раствор активатора, содержащий глиоксалевую или щавелевую кислоты 40-45 г/л. Через 10 минут приливают водный раствор восстановителя, содержащий, г/л:

Глиоксаль 40-42

NaOH 5

Соотношение раствор меди сернокислой : раствор активатора : раствор восстановителя (2:1:1). Перемешивание осуществляют барботажем воздуха при температуре 60-65°С. Через 15-25 минут ткань извлекают из раствора металлизации, промывают и сушат. При необходимости после стадии промывания толщину слоя металла на ткани можно увеличить гальваническим путем с использованием известных электролитов меднения.

Пример 2. Графитовое волокно погружают в разбавленный 1-3% раствор NaOH при температуре 40-50°С для активации поверхностных функциональных групп. Промывают. Затем ткань на 2-5 минут помещают в раствор состава, г/л:

Медь сернокислая 20-25

Тетраэтиленгликоль 2

и при перемешивании добавляют водный раствор активатора, содержащий

глиоксалевую или щавелевую кислоты 40-45 г/л.

Через 10 минут приливают водный раствор восстановителя, содержащий, г/л:

Глиоксаль40-42
NaOH 5

Соотношение раствор меди сернокислой : раствор активатора : раствор восстановителя (2:1:1). Перемешивание осуществляют барботажем воздуха при температуре 60-65°С. Через 5-7 минут ткань извлекают из раствора металлизации, промывают и сушат. Полученная графитовая ткань со сверхтонким слоем меди может использоваться в качестве катализатора в некоторых химических процессах.

Источники информации

1. Авторское свидетельство № 1523593.

2. Авторское свидетельство № 314821.

3. Патент № 2171858.

4. Патент № 2149217.

5. Заявка на изобретение № 2005118378.

6. Заявка на изобретение № 2005124683.

7. Авторское свидетельство № 681137.

8. Патент № 2118568.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2363790

patent-2363790.pdf

Класс D06M11/83 металлами; металлообразующими соединениями, например карбонилами металлов; восстановление соединений металлов на текстильных изделиях

способ получения антибактериальной полимерной мембраны -  патент 2489199 (10.08.2013)
способ металлизации плоских материалов -  патент 2479681 (20.04.2013)
проводящее моноволокно и ткань -  патент 2478144 (27.03.2013)
способ получения металлизированного текстильного изделия плоской формы, металлизированное текстильное изделие плоской формы и его применение -  патент 2439230 (10.01.2012)
способ обработки ткани -  патент 2412292 (20.02.2011)
способ биоцидной обработки кожевенного полуфабриката -  патент 2375510 (10.12.2009)
металлизированный материал "нанотекс" -  патент 2338021 (10.11.2008)
химическая газофазная металлизация тканей и нетканых материалов -  патент 2171858 (10.08.2001)
способ неэлектролитической металлизации арамидных поверхностей -  патент 2144965 (27.01.2000)

Класс C23C18/40 с использованием восстанавливающих агентов

Класс C23C18/38 покрытие медью

способ нанесения медного покрытия на частицы порошка гидрида титана -  патент 2459685 (27.08.2012)
способ производства железобетонных конструкций с повышенной усталостной прочностью -  патент 2455389 (10.07.2012)
раствор для контактного меднения -  патент 2418097 (10.05.2011)
способ производства омедненной проволоки и других длинномерных изделий -  патент 2395621 (27.07.2010)
способ меднения полимерных композиционных материалов на основе углеродных волокон -  патент 2328551 (10.07.2008)
раствор для химического осаждения композиционных медных покрытий -  патент 2283895 (20.09.2006)
раствор для получения меднополимерных покрытий -  патент 2263158 (27.10.2005)
раствор для контактного меднения тугоплавких металлов -  патент 2166560 (10.05.2001)
осаждение меди способом диспропорционирования без участия аммиака -  патент 2118568 (10.09.1998)
способ нанесения покрытия из благородных металлов, а также никеля, меди, ртути, индия, висмута и сурьмы на металлические детали -  патент 2112077 (27.05.1998)

Класс C23C18/30 активация

Класс C23C18/31 покрытие металлами

способ химического нанесения оловянного покрытия на детали из меди или ее сплавов -  патент 2491369 (27.08.2013)
усовершенствованные стабилизация и рабочие характеристики автокаталитических способов нанесения покрытия методом химического восстановления -  патент 2398049 (27.08.2010)
способ химической металлизации поверхности деталей (варианты) -  патент 2350687 (27.03.2009)
способ приготовления фосфонатных электролитов и растворов -  патент 2334830 (27.09.2008)
способ химического нанесения оловянного покрытия на детали из меди или ее сплавов (варианты) -  патент 2228968 (20.05.2004)
способ нанесения покрытия химическим путем (варианты) -  патент 2225460 (10.03.2004)
способ подготовки поверхности деталей из ферритов, керамики и ферритокерамики под нанесение металлических покрытий -  патент 2219284 (20.12.2003)
способ нанесения покрытия из благородных металлов, а также никеля, меди, ртути, индия, висмута и сурьмы на металлические детали -  патент 2112077 (27.05.1998)
способ безэлектролизного нанесения металлического покрытия на поверхность изделия из ароматического полиамида и изделие из ароматического полиамида с металлическим покрытием -  патент 2104328 (10.02.1998)
Наверх