[发明专利]镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明提供一种高性能镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法。

背景技术

芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶纤维)是一种高性能的有机纤维，主要是由酰胺键(-CO-NH-)和芳香环组成的线型高聚物，具有高强度、高模量、低密度、耐热阻燃、遇明火不熔融，化学稳定性好等优异的性能而广泛应用于军工、个体防护领域、特殊的工业领域及复合材料增强体等等。

在芳纶纤维表面镀覆导电金属，使纤维表面金属化，可使其具有消除静电、导电、传输电信号的功能，而且具有比金属线质轻、柔软的特点。但是芳纶纤维表面光滑，缺少活性基团，表面能低，反应活性低，导致化学镀金属难以直接在纤维表面沉积，且纤维与金属镀层结合力差，金属镀层容易脱落，从而影响纤维的导电性和耐久性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法。

本发明通过对基体纤维(对苯二甲酰对苯二胺纤维、或间苯二甲酰间苯二胺纤维、或聚砜酰胺纤维)先进行清洗除油处理，除去纤维在加工过程中的油剂和表面的污垢；除油后，再对纤维表面进行粗糙化处理，以提高镀层与基材的紧密附着牢度；敏化作用是在经过粗化后的纤维表面上吸附一层容易被还原的物质，以便在活化处理时可进行还原反应；活化作用使纤维表面形成一层薄的催化活性层；然后采用化学镀法在纤维表面镀覆镍；之后，再进行敏化和活化过程，然后再于镍表面镀覆银，最后涂覆有机保护层，防止金属镀层氧化，得到高性能芳香族聚酰胺导电纤维。

根据上述机理，本发明采用如下技术方案：

一种镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

第一步：洗涤及除油，清除纤维表面污垢、油剂和杂质；

第二步：粗化，增大纤维表面的粗糙程度和表面润湿性；

第三步：第一次敏化，在纤维表面上吸附一层容易被还原的物质；

第四步：第一次活化，在纤维表面形成一层薄的催化活性层；

第五步：化学镀镍：

a.配制镀镍反应液，其中各组成及其浓度为：

NiSO₄    20～25g/L，    柠檬酸钠    20～40g/L，

NH₄Cl    30～50g/L，    次亚磷酸钠    15～30g/L；

调节上述镀镍反应液的pH为9，将经洗涤及除油、粗化、第一次敏化及活化后的纤维浸入该反应液中，45～50℃下，搅拌反应1～5分钟后取出漂洗干净，得到表面镀覆有镍的纤维；

第六步：第二次敏化，在第五步所得表面镀覆有镍的纤维表面上吸附一层容易被还原的物质；

第七步：第二次活化，在第六步所得纤维表面形成一层薄的金属催化层；

第八步：化学镀银：

a.配制镀银反应液，其中各组成及浓度为：

AgNO₃  5～10g/L，   氨水                15～50ml/L，

KOH    2～4g/L，    葡萄糖或酒石酸钠钾  10～20g/L，

乙醇   25～50ml/L， 硫脲稳定剂          0.2～0.3mg/L；

b.调节镀银反应液的pH为10～11，将经第二次敏化和活化后的表面镀覆有镍的纤维浸入该反应液中，30～35℃下，搅拌反应30～60分钟后取出漂洗干净，得到镍表面镀覆有银的导电纤维。

第九步：涂膜保护，防止金属镀层的氧化。

上述芳香族聚酰胺导电纤维为对苯二甲酰对苯二胺纤维、间苯二甲酰间苯二胺纤维或聚砜酰胺纤维。

上述第一步的洗涤及除油过程为：将芳香族聚酰胺导电纤维浸入氢氧化钠和洗涤剂的水溶液中，其中氢氧化钠的浓度为：10g/L～15g/L，洗涤剂的浓度为：10g/L～25g/L；在45℃～55℃下，浸渍10～30分钟后取出漂洗干净；然后放入丙酮溶液中，超声波清洗30～60分钟后取出漂洗干净。

上述第二步的粗化过程为：将经洗涤及除油后的纤维放入粗化液中粗化，该粗化液的制备方法为：将氢化钠放入二甲基亚砜，控制每100ml二甲基亚砜中加入0.4g～1g氢化钠，加热至50～60℃，反应至无气泡产生，趁热过滤得到粗化液。

上述第一次敏化过程和第二次敏化过程为：将经洗涤及除油和粗化后的纤维放入由氯化亚锡(SnCl₂：)和盐酸()组成的水溶液中，其中氯化亚锡的浓度为：10g/L～20g/L，盐酸的浓度为：15ml/L～25ml/L；在25～35℃下，浸渍10～30分钟后取出漂洗干净。