[发明专利]一种铜氨纤维导电纺织品的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种铜氨纤维导电纺织品的制备方法。

背景技术

导电纺织品因其具有良好的导电性、电磁屏蔽性、轻质、易加工、透气等特性，而广泛有应用于各类纺织品中，如：服装用纺织品、装饰用纺织品、工业用纺织品以及新型的医用纺织品。制备导电纺织品的工艺大致可以分为两类，一类是在化学纺丝阶段引入导电成分（金属粉或碳粉）、在机械纺丝阶段将纤维与金属丝或碳纤维混合加捻、使用本征导电高分子（聚吡咯、聚苯胺、聚塞吩、聚乙炔等）进行溶液或熔融纺丝。这一类方法对仪器依赖度较高，工艺复杂，所制备出的导电纤维或导电纱柔顺度不好，呈硬化状态。另一类则是在纺织品后处理阶段，以纺丝成品（纤维、纱线、毛坯、布）为基材，在其表面沉积导电膜，主要有：利用化学原位聚合或电化学聚合在纺丝成品表面合成本征导电高分子膜；利用化学镀膜、蒸发镀膜、磁控溅射镀膜和化学气相沉积等方法在纺织品表面生长出金属膜。上述几种沉积导电膜的方法中，化学原位聚合沉积导电高分子膜和化学镀沉积金属膜这两种方法，因对仪器依赖度低、工艺成本低以及实验可控性好等优点，是制备导电纺织品常用的工艺方法。相关的报道文献国内外中都有很多，而将这两种方法组合起来制备导电高分子/金属复合导电纺织品的报道研究却很少。

铜氨纤维是一种再生纤维素纤维。其制备过程如下：将棉短绒等天然纤维素原料溶解在碱性铜盐的浓氨溶液中，配成纺丝溶液；经过滤和脱泡后，在水或淡碱溶液的纺丝浴中凝固成型；再在质量分数为2%~3%的硫酸溶液中进行第二浴，使铜氨纤维素分子化合物发生分解而再生出纤维素；生成纤维素纤维经水洗涤，再用稀酸液处理，除去铜的残留，经洗涤、上油、干燥，最终得到铜氨纤维。铜氨纤维以棉浆、木浆粕等为原料，易被土壤及水中的细菌分解，是一种绿色环保纺织品。当前的纺丝工艺，可制备细度0.13dtex以下的铜氨纤维，因而市面上的铜氨类纺织品一般轻质、柔顺。由于铜氨纤维表面具有多孔结构和高羟基含量，没有皮层，所以其具有易染色、易改性等优点。综合以上优点，铜氨纤维是制备导电纺织品的绝佳基体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜氨纤维导电纺织品的制备方法。

本发明提出的制备方法是以铜氨纤维为基体，在其表面依次沉积聚吡咯和金属铜，具体工艺包括清洁铜氨纤维、聚吡咯原位化学聚合、硅烷偶联剂自组装改性、吸附铜离子、硼氢化钾还原以及化学镀铜等。

本发明提出的铜氨纤维导电纺织品的制备方法，具体步骤如下：

（1）清洁铜氨纤维：将铜氨纤维漂洗、烘干；

（2）聚吡咯原位化学聚合：将清洗后的铜氨纤维置于吡咯-乙醇溶液中5~20分钟，取出再立即放入氧化剂溶液中5~20分钟，循环处理3~5次，取出、洗净、烘干；

（3）硅烷偶联剂自组装改性：将步骤（2）处理过的铜氨纤维浸入硅烷偶联剂溶液中5~10分钟，取出于100~120℃烘干，浸泡与烘干循环3~5次；

（4）吸附铜离子：将步骤（3）处理过的铜氨纤维置于铜离子溶液中30~60分钟，取出、烘干；

（5）硼氢化钾还原：将步骤（4）处理过吸附铜离子后的铜氨纤维置于硼氢化钾溶液中5~10分钟，取出、洗净；

（6）化学镀铜：将步骤（5）处理过的铜氨纤维浸泡在铜化学镀液中，于15~30℃化学镀1～2小时，取出洗净，烘干，制得铜氨纤维导电纺织品。

本发明中，步骤（2）中吡咯-乙醇溶液的溶质为吡咯单体，溶剂为无水乙醇，吡咯-乙醇溶液的摩尔浓度为0.5~1.0mol/L。

本发明中，步骤（2）中氧化剂溶液的溶剂为去离子水，溶液中各种溶质为氯化铁的浓度为5~20g/L，对甲苯磺酸钠的浓度为2~5g/L.

本发明中，步骤（3）中硅烷偶联剂溶液的溶质为3-巯基丙基三甲氧基硅烷，溶剂为乙醇，改性溶液的质量浓度为3%~5%。

本发明中，步骤（4）中铜离子溶液的溶质为硫酸铜，溶剂为去离子水，铜离子溶液的质量浓度为3%~6%。

本发明中，步骤（5）中硼氢化钾溶液配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质为：氢氧化钾的浓度为2~4g/L，柠檬酸钾的浓度为4~8g/L，硼氢化钾的浓度为2~4g/L。

本发明中，步骤（６）中铜化学镀液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质为：硫酸铜的浓度为5~10g/L，酒石酸钾钠的浓度为20~30g/L，氢氧化钠的浓度为5~10g/L，碳酸钠的浓度为1~2g/L，甲醛的浓度为5~10g/L。