[发明专利]一种芳纶镀银导电纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电纤维领域，涉及一种芳纶镀银导电纤维及其制备方法。

背景技术

由于芳纶纤维具有密度小、强度高、热稳定性好等特点，使用芳纶纤维为基材制备的导电纤维，赋予了芳纶纤维良好导电性的同时，继承了芳纶基体的优良性能。其它聚酯基材镀银纤维，主要用于家访医疗和体育用品方面，此类产品遇火或高热即熔融、滴落或燃烧，容易对使用者造成二次灼伤，难于满足高强度、高耐温性能的要求。使用芳纶纤维制备的导电纤维，还可为航空航天设备提供电磁屏蔽材料。

但芳纶是一种具有高结晶度、高取向度的刚性大分子，芳纶分子中存在大量的芳香环，使得芳纶纤维表面惰性大、化学活性低，难以实现金属附着。梁晶晶、邹新国等人进行的《镀银导电芳纶纤维的制备及其性能研究》，需使用一种特殊金属化试剂（NaH-DMSO），工艺复杂，且镀层均匀性、附着力欠佳，尚处于实验室研究阶段，无法满足规模化生产需要。而段永华等人的发明专利201210425097.1《一种芳纶纤维表面金属化处理方法》，使用的是铜镍金属层，镀层脆性大，纤维硬度高，结合力及导电性能差。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的之一是提供一种密度小、强度高、导电性好（体积电阻率：≤10^-5Ω·cm）的芳纶镀银导电纤维；目的之二是提供一种工艺简单、安全可靠、操作方便、经济环保，易于规模化生产的芳纶镀银导电纤维的维制备方法。

本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现：

该芳纶镀银导电纤维以芳纶纤维为基材，外连有通过化学镀法进行包覆的银层。

本发明的目的之一还可通过如下技术措施来实现：

所述的基材是间位芳纶纤维（1313）或对位芳纶纤维（1414）；所述的基材为纤维截面宽度0.36mm-1.12mm、纤维截面厚度0.038mm-0.076mm。

本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现：

目的之一所述的一种芳纶镀银导电纤维的制备方法按如下步骤进行：

芳纶纤维粗化——芳纶纤维水解——钯盐活化——还原——化学镀银——清洗——烘干——芳纶镀银纤维产品。

a.粗化：将芳纶纤维置入按每升混合液中含有10-200g的氢氧化钠、10-50g的无水乙醇和余为水的混合液中，在该混合液温度为60-100℃条件下粗化30-120min，然后用水清洗至中性；

b.水解：将a步骤经粗化处理的芳纶纤维置入体积浓度为50-200ml/L的酸溶液中，在该酸溶液温度为40-80℃条件下水解10-100min，然后用水清洗至中性；

c.钯盐活化：将b步骤经钯盐活化处理的芳纶纤维置入按每升混合液中含有5-30ml的盐酸、0.1-1g的氯化钯、10-30g的氯化亚锡和余为水的混合液中，在该混合液温度为40-80℃条件下钯盐活化10-30min；

d.还原：将c步骤经钯盐活化处理的芳纶纤维置入按每升混合液中含有10-100ml的盐酸、1-6g的次亚磷酸钠和余为水的混合液中，在该混合液温度为室温条件下还原1-5min，然后用水清洗至中性；

e.化学镀银：将d步骤经还原处理的芳纶纤维置入按每升化学镀银液中含有1-5g的硝酸银、0.02-0.5g的氢氧化钠、1.5-10ml的氨水、0.1g-5g 的络合剂、3-20g的还原剂和余为水的化学镀银液中，在该混合化学镀银液液温度为30-60℃条件下化学镀银30-120min，然后用水清洗至中性；

f.烘干：将e步骤经化学镀银后的芳纶纤维常规烘干，得产品。

本发明的目的之二还可通过如下技术措施来实现：

上面b步骤中所述的酸溶液是盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、冰醋酸溶液中的一种或任意两种或两种以上以任意比例混合而成的混合溶液；e步骤中所述的络合剂是乙二胺四乙酸单钠、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸三钠或乙二胺四乙酸四钠； e步骤中所述的还原剂是葡萄糖、酒石酸钠、酒石酸钾钠、次亚磷酸钠中的一种或任意两种或两种以上以任意比例混合而成的混合物。

    上述的芳纶镀银导电纤维，其性能满足：体积电阻率：≤10^-5Ω·cm等特点。

上述清洗过程，可根据基材差异适当增加清洗次数，直至清洗液表现为中性。

上述烘干过程，烘干温度60-120℃，可在线进行热风吹干，亦可下线后放入干燥室内集中烘干。

本发明与传统方法相比具有如下优点：