一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維的制備方法，該制備方法按如下步驟進(jìn)行：a.粗化：將芳綸纖維置入氫氧化鈉、無水乙醇和余為水的混合液中進(jìn)行粗化，然后用水清洗至中性；b.水解：將a步驟經(jīng)粗化處理的芳綸纖維置入酸溶液中進(jìn)行水解；c.鈀鹽活化：將b步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的芳綸纖維置入鹽酸、氯化鈀、氯化亞錫和余為水的混合液中進(jìn)行鈀鹽活化；d.還原：將c步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的芳綸纖維置入鹽酸、次亞磷酸鈉和余為水的混合液中進(jìn)行還原；e.化學(xué)鍍銀：將d步驟經(jīng)還原處理的芳綸纖維置入硝酸銀、氫氧化鈉、氨水、絡(luò)合劑、還原劑和余為水的化學(xué)鍍銀液中進(jìn)行化學(xué)鍍銀；f.烘干：將e步驟經(jīng)化學(xué)鍍銀后的芳綸纖維常規(guī)烘干，得產(chǎn)品。
【專利說明】一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)電纖維領(lǐng)域，涉及一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于芳綸纖維具有密度小、強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，使用芳綸纖維為基材制備的導(dǎo)電纖維，賦予了芳綸纖維良好導(dǎo)電性的同時(shí)，繼承了芳綸基體的優(yōu)良性能。其它聚酯基材鍍銀纖維，主要用于家訪醫(yī)療和體育用品方面，此類產(chǎn)品遇火或高熱即熔融、滴落或燃燒，容易對(duì)使用者造成二次灼傷，難于滿足高強(qiáng)度、高耐溫性能的要求。使用芳綸纖維制備的導(dǎo)電纖維，還可為航空航天設(shè)備提供電磁屏蔽材料。
[0003]但芳綸是一種具有高結(jié)晶度、高取向度的剛性大分子，芳綸分子中存在大量的芳香環(huán)，使得芳綸纖維表面惰性大、化學(xué)活性低，難以實(shí)現(xiàn)金屬附著。梁晶晶、鄒新國等人進(jìn)行的《鍍銀導(dǎo)電芳綸纖維的制備及其性能研究》，需使用一種特殊金屬化試劑(NaH-DMSO)，工藝復(fù)雜，且鍍層均勻性、附著力欠佳，尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，無法滿足規(guī)?；a(chǎn)需要。而段永華等人的發(fā)明專利201210425097.1《一種芳綸纖維表面金屬化處理方法》，使用的是銅鎳金屬層，鍍層脆性大，纖維硬度高，結(jié)合力及導(dǎo)電性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的之一是提供一種密度小、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好(體積電阻率IO-5 Ω.Cm)的芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維；目的之二是提供一種工藝簡(jiǎn)單、安全可靠、操作方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，易于規(guī)?；a(chǎn)的芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維的維制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的之一可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
該芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維以芳綸纖維為基材，外連有通過化學(xué)鍍法進(jìn)行包覆的銀層。
[0006]本發(fā)明的目的之一還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
所述的基材是間位芳綸纖維(1313)或?qū)ξ环季]纖維(1414);所述的基材為纖維截面寬度 0.36mm-1.12mm、纖維截面厚度 0.038mm-0.076mm。
[0007]本發(fā)明的目的之二可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
目的之一所述的一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維的制備方法按如下步驟進(jìn)行:
芳綸纖維粗化——芳綸纖維水解——鈀鹽活化——還原——化學(xué)鍍銀——清洗——烘干——芳綸鍍銀纖維產(chǎn)品。
[0008]a.粗化:將芳綸纖維置入按每升混合液中含有10_200g的氫氧化鈉、10_50g的無水乙醇和余為水的混合液中，在該混合液溫度為60-100°C條件下粗化30-120min，然后用水清洗至中性；
b.水解:將a步驟經(jīng)粗化處理的芳綸纖維置入體積濃度為50-200ml/L的酸溶液中，在該酸溶液溫度為40-80°C條件下水解lO-lOOmin，然后用水清洗至中性；
c.鈀鹽活化:將b步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的芳綸纖維置入按每升混合液中含有5-30ml的鹽酸、0.1-1g的氯化鈀、10-30g的氯化亞錫和余為水的混合液中，在該混合液溫度為40-80°C條件下鈀鹽活化10-30min ；
d.還原:將c步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的芳綸纖維置入按每升混合液中含有IO-1OOml的鹽酸、l_6g的次亞磷酸鈉和余為水的混合液中，在該混合液溫度為室溫條件下還原l-5min，然后用水清洗至中性；
e.化學(xué)鍍銀:將d步驟經(jīng)還原處理的芳綸纖維置入按每升化學(xué)鍍銀液中含有l(wèi)_5g的硝酸銀、0.02-0.5g的氫氧化鈉、1.5-10ml的氨水、0.lg_5g的絡(luò)合劑、3_20g的還原劑和余為水的化學(xué)鍍銀液中，在該混合化學(xué)鍍銀液液溫度為30-60°C條件下化學(xué)鍍銀30-120min，然后用水清洗至中性；
f.烘干:將e步驟經(jīng)化學(xué)鍍銀后的芳綸纖維常規(guī)烘干，得產(chǎn)品。
[0009]本發(fā)明的目的之二還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
上面b步驟中所述的酸溶液是鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、冰醋酸溶液中的一種或任意兩種或兩種以上以任意比例混合而成的混合溶液；e步驟中所述的絡(luò)合劑是乙二胺四乙酸單鈉、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸三鈉或乙二胺四乙酸四鈉；e步驟中所述的還原劑是葡萄糖、酒石酸鈉、酒石酸鉀鈉、次亞磷酸鈉中的一種或任意兩種或兩種以上以任意比例混合而成的混合物。
[0010]上述的芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維，其性能滿足:體積電阻率IO-5Ω.Cm等特點(diǎn)。
[0011]上述清洗過程，可根據(jù)基材差異適當(dāng)增加清洗次數(shù)，直至清洗液表現(xiàn)為中性。
[0012]上述烘干過程，烘干溫度60-120°C，可在線進(jìn)行熱風(fēng)吹干，亦可下線后放入干燥室內(nèi)集中烘干。
[0013]本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
(I)芳綸分子中存在大量芳香環(huán)，使芳綸纖維化學(xué)惰性大、表面活性低。本發(fā)明通過酸液處理，使芳綸發(fā)生水解，在纖維表面引入-nh2、-COOH等活性基團(tuán)，增加芳綸纖維表面活性，為化學(xué)鍍銀提供條件。
[0014](2)本發(fā)明使用的化學(xué)鍍液，成分簡(jiǎn)單，反應(yīng)產(chǎn)物較單一，易于控制及檢測(cè)，不同規(guī)格及材質(zhì)基材配合相應(yīng)的反應(yīng)液濃度，銀離子釋放速度與銀層沉積速度保持相對(duì)平衡，涂覆過程鍍液始終保持澄清狀態(tài)，銀層均勻、光亮致密。
[0015](3)采用本發(fā)明制備的芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維，具有密度小、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好(體積電阻率:< IO-5 Ω._)等特點(diǎn)。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單、安全可靠、操作方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，易于規(guī)?；a(chǎn)。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
以下實(shí)施例是芳綸鍍銀纖維制備的優(yōu)選配方，這些配方非限定性實(shí)施方式，只是用于具體說明本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以根據(jù)本發(fā)明的思路和選料配比篩選出的配方均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]實(shí)施例1:
所述的基材是間位芳綸纖維(1313)或?qū)ξ环季]纖維(1414)。
[0018]所述的基材為纖維截面寬度0.36mm、纖維截面厚度0.076mm。
[0019]該制備方法按如下步驟進(jìn)行:
a.粗化:將纖維截面寬度0.36mm、纖維截面厚度0.076mm的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有IOg的氫氧化鈉、50g的無水乙醇和余為水的混合液中，在該混合液溫度為60°C條件下粗化120min，然后用水清洗至中性；
b.水解:將a步驟經(jīng)粗化處理的芳綸纖維置入體積濃度為50ml/L的鹽酸溶液中，在該酸溶液溫度為80°C條件下水解lOmin，然后用水清洗至中性；
c.鈀鹽活化:將b步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有30ml的鹽酸、0.1g的氯化鈀、30g的氯化亞錫和余為水的混合液中，在該混合液溫度為40°C條件下鈀鹽活化30min ；
d.還原:將c步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有IOml的鹽酸、6g的次亞磷酸鈉和余為水的混合液中，在該混合液溫度為室溫條件下還原lmin，然后用水清洗至中性；
e.化學(xué)鍍銀:將d步驟經(jīng)還原處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升化學(xué)鍍銀液中含有5g的硝酸銀、0.02g的氫氧化鈉、IOml的氨水、0.1g的乙二胺四乙酸單鈉20g的葡萄糖和余為水的化學(xué)鍍銀液中，在該化學(xué)鍍銀液溫度為30°C條件下化學(xué)鍍銀120min，然后用水清洗至中性；
f.烘干:將e步驟經(jīng)化學(xué)鍍銀后的間位芳綸纖維(1313)常規(guī)烘干，得產(chǎn)品(體積電阻率:≤ 10-5Ω.cm)ο
[0020]實(shí)施例2:
該制備方法按如下步驟進(jìn)行:
a.粗化:將纖維截面寬度1.12mm、纖維截面厚度0.038mmmm的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有200g的氫氧化鈉、IOg的無水乙醇和余為水的混合液中，在該混合液溫度為100°C條件下粗化30min，然后用水清洗至中性；
b.水解:將a步驟經(jīng)粗化處理的芳綸纖維置入體積濃度為200ml/L的鹽酸溶液中，在該酸溶液溫度為40°C條件下水解lOOmin，然后用水清洗至中性；
c.鈀鹽活化:將b步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有5ml的鹽酸、Ig的氯化鈀、IOg的氯化亞錫和余為水的混合液中，在該混合液溫度為80°C條件下鈀鹽活化IOmin ；
d.還原:將c步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有100ml的鹽酸、Ig的次亞磷酸鈉和余為水的混合液中，在該混合液溫度為室溫條件下還原5min，然后用水清洗至中性；
e.化學(xué)鍍銀:將d步驟經(jīng)還原處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升化學(xué)鍍銀液中含有Ig的硝酸銀、0.5g的氫氧化鈉、1.5ml的氨水、5g的乙二胺四乙酸單鈉、3g的葡萄糖和余為水的化學(xué)鍍銀液中，在該化學(xué)鍍銀液溫度為60°C條件下化學(xué)鍍銀30min，然后用水清洗至中性；
f.烘干:將e步驟經(jīng)化學(xué)鍍銀后的間位芳綸纖維(1313)常規(guī)烘干，得產(chǎn)品(體積電阻率:≤ 10-5Ω.cm)ο
[0021]實(shí)施例3:
該制備方法按如下步驟進(jìn)行:
a.粗化:將纖維截面寬度0.8mm、纖維截面厚度0.055的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有100g的氫氧化鈉、35g的無水乙醇和余為水的混合液中，在該混合液溫度為80條件下粗化8min，然后用水清洗至中性；b.水解:將a步驟經(jīng)粗化處理的芳綸纖維置入體積濃度為120ml/L的鹽酸溶液中，在該酸溶液溫度為60°C條件下水解60min，然后用水清洗至中性；
c.鈀鹽活化:將b步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有15ml的鹽酸、0.5g的氯化鈀、20g的氯化亞錫和余為水的混合液中，在該混合液溫度為60°C條件下鈀鹽活化20min ；
d.還原:將c步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升混合液中含有50ml的鹽酸、4g的次亞磷酸鈉和余為水的混合液中，在該混合液溫度為室溫條件下還原3min，然后用水清洗至中性；
e.化學(xué)鍍銀:將d步驟經(jīng)還原處理的間位芳綸纖維(1313)置入按每升化學(xué)鍍銀液中含有3g的硝酸銀、0.04g的氫氧化鈉、6ml的氨水、2.5g的乙二胺四乙酸單鈉、IOg的葡萄糖和余為水的化學(xué)鍍銀液中，在該化學(xué)鍍銀液溫度為45°C條件下化學(xué)鍍銀80min，然后用水清洗至中性；
f.烘干:將e步驟經(jīng)化學(xué)鍍銀后的間位芳綸纖維(1313)常規(guī)烘干，得產(chǎn)品(體積電阻率:≤ 10-5Ω.cm)ο
[0022]實(shí)施例4:
不同的是用對(duì)位芳綸纖維(1414)代替間位芳綸纖維(1313)，其它分別同實(shí)施例1-3。
[0023]實(shí)施例5:
不同的是b步驟中用硝酸溶液代替鹽酸溶液，其它分別同實(shí)施例1-4。
[0024]實(shí)施例6:
不同的是b步驟中用硫酸溶液代替鹽酸溶液，其它分別同實(shí)施例1-4。
[0025]實(shí)施例7:
不同的是b步驟中用磷酸溶液代替鹽酸溶液，其它分別同實(shí)施例1-4。
[0026]實(shí)施例8:
不同的是b步驟中用冰醋酸溶液代替鹽酸溶液，其它分別同實(shí)施例1-4。
[0027]實(shí)施例9:
不同的是b步驟中用鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、冰醋酸溶液任意兩種或兩種以上以任意比例混合而成的混合溶液代替鹽酸溶液，其它分別同實(shí)施例1-4。
[0028]實(shí)施例10:
不同的是e步驟中用乙二胺四乙酸二鈉代替乙二胺四乙酸二鈉，其它分別同實(shí)施例
1_9 ο
[0029]實(shí)施例11:
不同的是e步驟中用乙二胺四乙酸三鈉代替乙二胺四乙酸二鈉，其它分別同實(shí)施例
1_9 ο
[0030]實(shí)施例12:
不同的是e步驟中用乙二胺四乙酸四鈉代替乙二胺四乙酸二鈉，其它分別同實(shí)施例
1_9 ο
[0031]實(shí)施例13:
不同的是e步驟中用酒石酸鈉代替葡萄糖，其它分別同實(shí)施例1-12。
[0032]實(shí)施例14: 不同的是e步驟中用酒石酸鉀鈉代替葡萄糖，其它分別同實(shí)施例1-12。
[0033]實(shí)施例15:
不同的是e步驟中用次亞磷酸鈉代替葡萄糖，其它分別同實(shí)施例1-12。
[0034]實(shí)施例16:
不同的是e步驟中用葡萄糖、酒石酸鈉、酒石酸鉀鈉、次亞磷酸鈉任意兩種或兩種以上以任意比例混合而成的混合物代替葡萄糖，其它分別同實(shí)施例1-12。
【權(quán)利要求】
1.一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維，其特征在于它以芳綸纖維為基材，外連有通過化學(xué)鍍法進(jìn)行包覆的銀層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維，其特征在于所述的基材是間位芳綸纖維或?qū)ξ环季]纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維，其特征在于所述的基材為纖維截面寬度0.36mm-1.12mm、纖維截面厚度0.038mm-0.076mm。
4.權(quán)利要求1所述的一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維的制備方法，其特征在于該制備方法按如下步驟進(jìn)行: a.粗化:將芳綸纖維置入按每升混合液中含有10-200g的氫氧化鈉、10-50g的無水乙醇和余為水的混合液中，在該混合液溫度為60-100°C條件下粗化30-120min，然后用水清洗至中性； b.水解:將a步驟經(jīng)粗化處理的芳綸纖維置入體積濃度為50-200ml/L的酸溶液中，在該酸溶液溫度為40-80°C條件下水解lO-lOOmin，然后用水清洗至中性； c.鈀鹽活化:將b步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的芳綸纖維置入按每升混合液中含有5-30ml的鹽酸、0.1-1g的氯化鈀、10-30g的氯化亞錫和余為水的混合液中，在該混合液溫度為40-80°C條件下鈀鹽活化10-30min ； d.還原:將c步驟經(jīng)鈀鹽活化處理的芳綸纖維置入按每升混合液中含有IO-1OOml的鹽酸、l_6g的次亞磷酸鈉和余為水的混合液中，在該混合液溫度為室溫條件下還原l-5min，然后用水清洗至中性； e.化學(xué)鍍銀:將d步驟經(jīng)還原處理的芳綸纖維置入按每升化學(xué)鍍銀液中含有l(wèi)-5g的硝酸銀、0.02-0.5g的氫氧化鈉、1.5-10ml的氨水、0.lg_5g的絡(luò)合劑、3_20g的還原劑和余為水的化學(xué)鍍銀液中，在該化學(xué)鍍銀液溫度為30-60°C條件下化學(xué)鍍銀30-120min，然后用水清洗至中性； f.烘干:將e步驟經(jīng)化學(xué)鍍銀后的芳綸纖維常規(guī)烘干，得產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維的制備方法，其特征在于b步驟中所述的酸溶液是鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、冰醋酸溶液中的一種或多種混合液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維的制備方法，其特征在于e步驟中所述的絡(luò)合劑是乙二胺四乙酸單鈉、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸三鈉或乙二胺四乙酸四鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種芳綸鍍銀導(dǎo)電纖維的制備方法，其特征在于e步驟中所述的還原劑是葡萄糖、酒石酸鈉、酒石酸鉀鈉、次亞磷酸鈉中的一種或多種混合物。
【文檔編號(hào)】D06M11/70GK103668944SQ201310685423
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】朱焰焰, 張茂功, 鄭杰, 馬蘋蘋, 郭麗麗, 郭涵 申請(qǐng)人:天諾光電材料股份有限公司