專利名稱：一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬化功能紡織品的制備領(lǐng)域，特別涉及一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)鍍方法是制備金屬化功能紡織品的主要方法之一?；瘜W(xué)鍍需借助還原劑在吸附催化活性物質(zhì)的表面附近，將溶液中的金屬離子還原沉積在非導(dǎo)電基體上。普通紡織品不具備導(dǎo)電性，尤其對(duì)于化纖類紡織品，表面更缺乏活性基團(tuán)與催化中心，因此在化學(xué)鍍前進(jìn)行預(yù)處理與活化處理是必不可少的步驟，將直接影響后續(xù)化學(xué)鍍層的沉積質(zhì)量以及金屬層與紡織品基體的結(jié)合牢度，甚至影響紡織品原有的柔性風(fēng)格。傳統(tǒng)預(yù)處理是將織物表面粗化微蝕后浸入SnCl2敏化溶液中并充分水解形成薄膜，活化處理則采用含有具有催化活性的貴金屬離子(常用是銀、鈀鹽)。該方法容易造成以下問(wèn)題:(1)各溶液組分之間的交叉污染，若水洗不充分，溶液易帶入下一步驟；若水洗程度過(guò)大，形成的敏化與活化層已遭到破壞，影響金屬鍍層的沉積質(zhì)量。(2)活化液中貴金屬鹽價(jià)格較高，且存在穩(wěn)定性欠佳問(wèn)題，無(wú)形中增加了化學(xué)鍍工藝的成本。(3) SnCl2敏化水解膜主要依靠物理吸附作用與聚酯、聚酰胺織物表面結(jié)合，經(jīng)過(guò)后續(xù)活化與化學(xué)鍍過(guò)程后造成金屬結(jié)合牢度不夠，水洗與耐摩擦等使用性能較差。目前取代SnCl2敏化與貴金屬鹽活化方法的研究在紡織品柔性基體上化學(xué)鍍方面已有文獻(xiàn)報(bào)道。Lu Y.等采用3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液對(duì)滌綸織物進(jìn)行預(yù)處理，125°C處理30min形成類二氧化娃層,再用紫外燈照射30min,最后浸入無(wú)水的3-巰丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中2h，依次用甲苯，乙醇，蒸餾水清洗，1251:焙烘301^11。(1^ Y., XueL，Li F..Adhesion enhancement between electroless nickel and polyester fabricby a palladium-free process[J].Applied Surface Science.2011，257:3135-3139)。該方法過(guò)程工序較多，且用到甲苯有機(jī)溶劑，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。賴冬志等在酸性條件下以聚乙烯吡咯烷酮為穩(wěn)定劑，采用硼氫化鈉還原硫酸鎳制備的鎳微粒為催化劑，催化次亞磷酸鈉液相還原硫酸鎳，制備出納米鎳膠體，然后將該膠體應(yīng)用于織物化學(xué)鍍銅的活化工序(賴冬志，陳文興和姚躍飛等.納米鎳膠體的制備及其在織物化學(xué)鍍活化中的應(yīng)用[j].紡織學(xué)報(bào)，2012，11:77-80)。該方法制備的納米鎳膠體應(yīng)用于聚酯等化纖類紡織品時(shí)將面臨結(jié)合牢度不夠與鍍層連續(xù)性問(wèn)題。CTS是一種天然螯合劑，其分子中含有大量-OH和-NH2,是典型的Lewis堿性基團(tuán)化合物，對(duì)大部分金屬離子均具有較強(qiáng)的配位能力，可作為配體與金屬離子形成螯合物。以CTS及其衍生物為非金屬材料預(yù)處理劑進(jìn)行化學(xué)鍍的研究也有一定的報(bào)道，但由于CTS分子間和分子內(nèi)氫鍵所致的半剛性影響其配位效果，目前研究只集中在吸附Pb2+后活化的工藝。陳新等曾報(bào)道交聯(lián)有利于其對(duì)金屬離子的吸附，交聯(lián)能使CTS中原先被氫鍵作用所束縛的-OH和-NH2獲得了自由(陳新，黃郁芳.不同交聯(lián)劑含量對(duì)戊二醛交聯(lián)殼聚糖膜結(jié)構(gòu)與性能影響的研究[J].化學(xué)學(xué)報(bào).2 000，58 (012):1654-1659)。Young Moon G.等人使用二醛類為交聯(lián)劑對(duì)CTS薄膜進(jìn)行處理以改善它們的使用性能(Young Moon G.，PalR.，HuangR.Y.M.Novel two-ply composite membranes of chitosan and sodium alginate forthe pervaporation dehydration of isopropanol and ethanol[J].Journal of membranescience.1999，156 (I): 17-27)。若釆用交聯(lián)改性后的CTS及其衍生物作為紡織品纖維基體與金屬沉積層之間的過(guò)渡中間層，既能起到柔性基體與剛性金屬原子之間的橋梁作用，又可提高纖維基體對(duì)主鹽離子的吸附能力，將在紡織品無(wú)Pd活化化學(xué)鍍工藝中具有巨大的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，該方法降低了紡織品表面化學(xué)鍍金屬的原料成本，減少了貴金屬污染，改善了其使用性能，制備的織物在300KHz 3000MHz范圍內(nèi)屏蔽效能為50 70dB，具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景。本發(fā)明的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，包括:(I)將織物浸入粗化液中，80-95°C條件下，處理50-65min后，取出，冷卻至室溫，調(diào)節(jié)PH值為6.5-7.5，洗凈，烘干；(2)在磁力攪拌條件下，將殼聚糖CTS溶液中逐滴加入乙酸AA溶液，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌5-20min，超聲脫泡，然后在5 10°C，滴加戊二醛GA溶液，攪拌，反應(yīng)，得交聯(lián)改性殼聚糖CCTS，繼續(xù)攪拌5-20min ;其中殼聚糖CTS與乙酸AA的質(zhì)量比為2:1，殼聚糖CTS與戊二醛GA的質(zhì)量比在2:3 3:2 ;(3)將織物浸入上述交聯(lián)改性殼聚糖CCTS溶液中，10-30min后取出，軋壓，焙烘，織物表面形成高分子膜，得預(yù)處理后的織物；(4)將上述預(yù)處理后的織物浸入鎳鹽溶液中，活化處理40_60min，取出晾干，然后再浸入硼氫化鹽溶液中，調(diào)節(jié)PH值為10 11，還原處理40-60min，取出晾干，然后在化學(xué)鎳體系中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，即得鍍鎳織物，其中化學(xué)鎳體系是次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳體系。所述步驟(I)中織物為滌綸布、錦綸布、滌錦布中的一種。所述步驟(I)中粗化液為NaOH溶液，濃度為20g/L。所述步驟(I)中用1%醋酸調(diào)節(jié)pH值。所述步驟(2)中殼聚糖CTS溶液濃度為8 12g/L，粘度<200mPa.S。所述步驟(2)中戊二醛GA溶液的濃度為8 12g/L，戊二醛GA溶液滴加速率為5 10d/mino所述步驟(2)中超聲脫泡時(shí)間為5_20min。所述步驟(3 )中軋壓壓力為lkg/cm2，培烘溫度為120-140 V，培烘時(shí)間為40_60mino所述步驟(4)中鎳鹽為NiS04、NiCl2或NiAc2，鎳鹽溶液的濃度為0.2 0.4mol/L0所述步驟(4)中硼氫化鹽為KBH4或NaBH4，硼氫化鹽溶液濃度為0.8 lmol/L，用NH4OH 調(diào)節(jié) pH。所述步驟(4)中化學(xué)鍍鎳的配方為=NiSO4濃度10 30g/L，NaH2PO2濃度10 30g/L，Na3C6H5O7濃度10 50g/L，H3BO3濃度10 50g/L ;工藝條件為用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH9 10，溫度在40 80°C，化學(xué)鍍時(shí)間20 60min。紡織品纖維表面-0H、-C00H等基團(tuán)，可與表面CCTS薄膜發(fā)生化學(xué)鍵合，同時(shí)CCTS分子中的-OH和-NH2可與Ni2+發(fā)生選擇性化學(xué)吸附，對(duì)活性催化中心的生成起到錨固作用，同時(shí)對(duì)后續(xù)化學(xué)鍍鎳層的均勻牢固沉積打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)紡織品進(jìn)行表面高分子預(yù)處理、無(wú)鈀活化等前處理再進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。本發(fā)明在高分子預(yù)處理中采用經(jīng)過(guò)交聯(lián)改性的生物高分子殼聚糖，利用其成膜性及其對(duì)金屬離子的螯合作用提高織物對(duì)鎳催化活性中心的吸附能力，強(qiáng)化鍍層與基體的結(jié)合牢度。本發(fā)明采用常溫?zé)o鈀活化配方與工藝，活化液主要由鎳鹽和硼氫化鹽組成，利用次亞磷酸鈉還原劑化學(xué)鍍鎳。有益.效果(I)本發(fā)明所采用高分子預(yù)處理劑綠色環(huán)保，部分涂布于紡織品表面可實(shí)現(xiàn)選擇性定向金屬沉積，經(jīng)由交聯(lián)改性殼聚糖預(yù)處理后進(jìn)行無(wú)鈀活化化學(xué)鍍鎳，提高鍍層與基底織物的結(jié)合力及其他性能；(2)本發(fā)明所采用鎳鹽代替鈀鹽，活化成本降低，貴金屬污染減小，可操作性強(qiáng)；采用次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳體系，溶液組成簡(jiǎn)單且成本低，對(duì)設(shè)備要求性能低，具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景；(3)本發(fā)明制備的鍍鎳織物導(dǎo)電性能良好，保留了織物原有的特性，手感柔軟，且耐摩擦和耐洗性能優(yōu)良，在300KHz 3000MHz范圍內(nèi)屏蔽效能為50 70dB，可廣泛用于電磁波防輻射服及軍事、國(guó)防等特殊部門的電磁屏蔽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例采用滌錦布(I)織物粗化:將洗凈后的織物浸入20g/LNa0H粗化液中在90°C下處理60min后取出，冷卻至室溫，用1%冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為6.5 7.5，然后洗凈、烘干待用。(2)高分子預(yù)處理劑的制備:配制10g/L殼聚糖(CTS)溶液于三頸瓶中，在磁力攪拌下逐滴加入濃乙酸(AA)溶液，滴加完畢繼續(xù)攪拌lOmin，然后超聲脫泡20min。將CTS溶液在5°C下滴加10g/L戊二醛(GA)溶液并攪拌，10d/min滴加完畢后形成交聯(lián)改性殼聚糖(CCTS)，繼續(xù)攪拌 IOmin。(3)成膜預(yù)處理:將織物浸入以上CCTS溶液中15min后取出在lkg/cm2的壓力下軋壓并在130°C焙烘50min，在織物表面形成高分子膜。(4)無(wú)鈀活化處理:將預(yù)處理后的織物浸入0.4mol/L NiCl2溶液下活化40 60min后取出晾干。配制lmol/L NaBH4溶液，用NH4OH調(diào)節(jié)pHIO，對(duì)活化后織物進(jìn)行還原處理40 60min后取出晾干。
(5)化學(xué)鍍鎳:經(jīng)高分子預(yù)處理與無(wú)鈀活化處理的織物浸入化學(xué)鍍鎳體系中，選用以次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳體系?；瘜W(xué)鍍鎳配方與工藝條件為=NiSO4濃度20g/L，NaH2PO2 濃度 20g/L，Na3C6H5O7 濃度 30g/L，H3BO3 濃度 30g/L，用 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pHIO，溫度在60°C，化學(xué)鍍時(shí)間40min。實(shí)施例2本實(shí)施例采用錦綸布(I)織物粗化:將洗凈后的織物浸入20g/LNa0H粗化液中在90°C下處理60min后取出，冷卻至室溫，用1%冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為6.5 7.5，然后洗凈、烘干待用。(2)高分子預(yù)處理劑的制備:配制8g/L殼聚糖(CTS)溶液于三頸瓶中，在磁力攪拌下逐滴加入濃乙酸(AA)溶液，滴加完畢繼續(xù)攪拌lOmin，然后超聲脫泡20min。將CTS溶液在10°C下滴加8g/L戊二醛(GA)溶液并攪拌，5d/min滴加完畢后形成交聯(lián)改性殼聚糖(CCTS)，繼續(xù)攪拌 IOmin。(3)成膜預(yù)處理:將織物浸入以上CCTS溶液中15min后取出在lkg/cm2的壓力下軋壓并在120°C焙烘50min，在織物表面形成高分子膜。(4)無(wú)鈀活化處理:將預(yù)處理后的織物浸入0.2mol/L NiSO4溶液下活化40 60min后取出晾干。配制0.8mol/L NaBH4溶液，用NH4OH調(diào)節(jié)pHIO，對(duì)活化后織物進(jìn)行還原處理40 60min后取出晾干。(5)化學(xué)鍍鎳:經(jīng)高分子預(yù)處理與無(wú)鈀活化處理的織物浸入化學(xué)鍍鎳體系中，選用以次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳體系?；瘜W(xué)鍍鎳配方與工藝條件為=NiSO4濃度10g/L，NaH2PO2 濃度 10g/L，Na3C6H5O7 濃度 20g/L，H3BO3 濃度 20g/L，用 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pH9，溫度在40°C，化學(xué)鍍時(shí)間40min。實(shí)施例3本實(shí)施例采用滌綸布(I)織物粗化:將洗凈后的織物浸入20g/LNa0H粗化液中在90°C下處理60min后取出，冷卻至室溫，用1%冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為6.5 7.5，然后洗凈、烘干待用。(2)高分子預(yù)處理劑的制備:配制12g/L殼聚糖(CTS)溶液于三頸瓶中，在磁力攪拌下逐滴加入濃乙酸(AA)溶液，滴加完畢繼續(xù)攪拌lOmin，然后超聲脫泡20min。將CTS溶液在8°C下滴加12g/L戊二醛(GA)溶液并攪拌，10d/min滴加完畢后形成交聯(lián)改性殼聚糖(CCTS)，繼續(xù)攪拌 IOmin。(3)成膜預(yù)處理:將織物浸入以上CCTS溶液中15min后取出在lkg/cm2的壓力下軋壓并在130°C焙烘40min，在織物表面形成高分子膜。(4)無(wú)鈀活化處理:將預(yù)處理后的織物浸入0.4mol/L NiSO4溶液下活化40 60min后取出晾干。配制1.2mol/L NaBH4溶液，用NH4OH調(diào)節(jié)pHIO，對(duì)活化后織物進(jìn)行還原處理40 60min后取出晾干。(5)化學(xué)鍍鎳:經(jīng)高分子預(yù)處理與無(wú)鈀活化處理的織物浸入化學(xué)鍍鎳體系中，選用以次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳體系?；瘜W(xué)鍍鎳配方與工藝條件為=NiSO4濃度30g/L，NaH2PO2 濃度 30g/L，Na3C6H5O7 濃度 50g/L，H3BO3 濃度 50g/L，用 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pHIO，溫度在60°C，化學(xué)鍍時(shí)間60min。實(shí)施例4
本實(shí)施例采用錦綸布(I)織物粗化:將洗凈后的織物浸入20g/LNa0H粗化液中在90°C下處理60min后取出，冷卻至室溫，用1%冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為6.5-7.5，然后洗凈、烘干待用。(2)高分子預(yù)處理劑的制備:配制10g/L殼聚糖(CTS)溶液于三頸瓶中，在磁力攪拌下逐滴加入濃乙酸(AA)溶液，滴加完畢繼續(xù)攪拌lOmin，然后超聲脫泡20min。將CTS溶液在5°C下滴加10g/L戊二醛(GA)溶液并攪拌，5d/min滴加完畢后形成交聯(lián)改性殼聚糖(CCTS)，繼續(xù)攪拌 IOmin。(3)成膜預(yù)處理:將織物浸入以上CCTS溶液中15min后取出在lkg/cm2的壓力下軋壓并在110°C焙烘60min，在織物表面形成高分子膜。(4)無(wú)鈀活化處理:將預(yù)處理后的織物浸入0.6mol/L NiAc2溶液下活化40 60min后取出晾干。配制lmol/L KBH4溶液，用NH4OH調(diào)節(jié)pHIO，對(duì)活化后織物進(jìn)行還原處理40 60min后取出晾干。(5)化學(xué)鍍鎳:經(jīng)高分子預(yù)處理與無(wú)鈀活化處理的織物浸入化學(xué)鍍鎳體系中，選用以次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳體系?；瘜W(xué)鍍鎳配方與工藝條件為=NiSO4濃度20g/L，NaH2PO2 濃度 20g/L，Na3C6H5O7 濃度 40g/L，H3BO3 濃度 40g/L，用 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pHIO，溫度在50°C，化學(xué)鍍時(shí)間60min。
權(quán)利要求
1.一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，包括: (1)將織物浸入粗化液中，80-950C條件下，處理50-65min后，取出，冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH值為6.5-7.5，洗凈，烘干； (2)在磁力攪拌條件下，將殼聚糖CTS溶液中逐滴加入乙酸AA溶液，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌5-20min，超聲脫泡，然后在5 10°C，滴加戊二醛GA溶液，攪拌，反應(yīng)，得交聯(lián)改性殼聚糖CCTS，繼續(xù)攪拌5-20min ;其中殼聚糖CTS與乙酸AA的質(zhì)量比為2:1，殼聚糖CTS與戊二醛GA的質(zhì)量比在2:3 3:2 ; (3)將織物浸入上述交聯(lián)改性殼聚糖CCTS溶液中，10-30min后取出，軋壓，焙烘，得預(yù)處理后的織物； (4)將上述預(yù)處理后的織物浸入鎳鹽溶液中，活化處理40-60min，取出晾干，然后再浸入硼氫化鹽溶液中，調(diào)節(jié)pH值為10 11，還原處理40-60min，取出晾干，然后在化學(xué)鎳體系中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，即得鍍鎳織物，其中化學(xué)鎳體系是次磷酸鹽為還原劑的化學(xué)鍍鎳體系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(I)中織物為滌綸布、錦綸布、滌錦布中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(I)中粗化液為NaOH溶液，濃度為20g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(I)中用1%醋酸調(diào)節(jié)pH值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(2)中殼聚糖CTS溶液濃度為8 12g/L，粘度<200mPa.S，戊二醛GA溶液的濃度為8 12g/L，戊二醛GA溶液滴加速率為5 10d/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(2)中超聲脫泡時(shí)間為5-20min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(3)中軋壓壓力為lkg/cm2，培烘溫度為120-140°C，培烘時(shí)間為40_60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(4)中鎳鹽為NiS04、NiCl2或NiAc2，鎳鹽溶液的濃度為0.2 0.4mol/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(4)中硼氫化鹽為KBH4或NaBH4,硼氫化鹽溶液濃度為0.8 lmol/L，用NH4OH調(diào)節(jié)pH。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，其特征在于:所述步驟(4)中化學(xué)鍍鎳的配方為=NiSO4濃度10 30g/L，NaH2PO2濃度10 30g/L，Na3C6H5O7濃度10 50g/L，H3BO3濃度10 50g/L ;工藝條件為用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH9 10，溫度在40 80°C，化學(xué)鍍時(shí)間20 60min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紡織品表面無(wú)鈀化學(xué)鍍金屬鎳的方法，包括(1)將織物表面進(jìn)行粗化處理；(2)將殼聚糖溶液中逐滴加入乙酸溶液，滴加完畢后，攪拌，超聲脫泡，滴加戊二醛溶液，攪拌，反應(yīng)，得交聯(lián)改性殼聚糖CCTS，繼續(xù)攪拌；(3)將織物浸入CCTS溶液中，取出，軋壓，焙哄，得預(yù)處理后的織物；(4)將織物浸入鎳鹽溶液中，活化處理，晾干，浸入硼氫化鹽溶液中，還原處理，晾干，然后在化學(xué)鎳體系中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，即得。本方法降低了紡織品表面化學(xué)鍍金屬的原料成本，減少了貴金屬污染，改善了其使用性能，制備的織物在300KHz～3000MHz范圍內(nèi)屏蔽效能為50～70dB，具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)D06M15/03GK103114437SQ20131004190
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者趙亞萍, 蔡再生, 王博蓮, 宋秉政, 朱航悅 申請(qǐng)人:東華大學(xué)