[发明专利]一种制备聚酰亚胺/银复合导电性纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺/银复合导电纤维的制备方法，特别是通过在聚酰胺酸纤维直接银离子交换原位自金属化制备聚酰亚胺/银复合导电纤维的方法。 

背景技术

导电纤维一般是指标准状态下(20℃，65％RH)电导率在10^-8S/cm以上的纤维，由于导电纤维具有导电、抗静电、电热、反射和吸收电磁波、传感等多种功能，被广泛应用于电力行业的电力输送、防静电工作服；医疗行业的电热绷带、防电磁辐射工作服；航空航天精密电子行业的电磁屏蔽罩、“隐身”材料；传感行业的电导传感器、光学传感器等方面。导电纤维品种较多，可按导电成分及其在纤维中的分布状态综合分为金属纤维、碳纤维、非导电聚合物导电成分包覆型纤维、非导电聚合物导电成分复合型纤维、导电聚合物包覆型纤维、导电聚合物复合纤维和结构型导电聚合物纤维等。其中金属包覆型有机纤维是一类非常重要的导电纤维，这种纤维不仅具有良好的导电、电热、反射和吸收电磁波等功能，而且还兼具有机纤维织物所特有的透气和柔软特性。目前这种纤维主要以镀镍(铜)纤维为主，存在的缺点是板结、不耐折、不耐洗、对人体皮肤刺激过敏。与铜镍相比，现代医学界认为银具有非常有效的广谱抗菌性，目前尚未发现人体对纯银产生过敏的任何报告，而且镀银导电纤维出具有更优良的导电、导热、导湿、防辐射性能，更兼具抗菌除臭的功能，具有耐磨、耐洗、抗折等优良特性，日本、韩国、美国镀铜银导电布、纯镀银导电布、镀银涤纶纤维被广泛采用到PDP-TV、LCD-TV、军用电子产品和高端电子产品中，镀银纤维及织物有代替镀镍(铜)纤维及织物的趋势。此外，目前金属包覆型有机纤维的基体主要集中在涤纶、锦纶和腈纶等传统纤维上，国内外对于高性能纤维表面金属化的研究较少，尤其是有关表面银化聚酰亚胺复合导电纤维的研究还未见报道。 

有机纤维表面金属化的方法按照制备条件分为物理方法(真空镀)和物理化学方法(离子喷镀、无电解的化学镀以及电化学沉积)。真空镀和离子喷镀需要在高真空状态下进行，需要大规模设备，并且对纤维损伤大，很难实现工业化，故一般只在加工特殊用途的纤维时采用。目前含银的纤维织物，其生产工艺普遍采用化学镀银工艺，公开号为CN 101446037A的专利对化学镀金属的方法进行了详尽的说明，这种方法所需设备简单、对纤维损伤较小，且可对纤维连续处理，所获纤维导电性优良，但这种方法过程复杂、生产效率低、成本高、污染严重。 

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，而提供一种一体化成型制备聚酰亚胺/银高性能复合导电纤维的工艺，其产品表面均匀，有光泽，电阻率低，附着强度高，并且工艺简单，成本低廉，有望用于工业化大批量生产。 

1、一种制备聚酰亚胺/银复合导电纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

A：采用固含量为3％-30％的聚酰胺酸溶液，应用湿法纺丝工艺制备聚酰胺酸纤维； 

B：将步骤A中制备的聚酰胺酸纤维在导丝辊的作用下匀速通过可溶性银盐溶液中离子交换1秒至2小时，再通过水洗涤去除表面附着的银盐，然后再匀速通过低温热炉去除纤维表面的水，低温热炉的温度设定为50℃-200℃，得到表面为聚酰胺酸银盐的纤维； 

C：将步骤B得到的表面为聚酰胺酸银盐的纤维在导丝辊的作用下匀速通过高温热炉进行银的还原和纤维的酰亚胺化，高温热炉的温度为200℃-600℃，并保持5min-8h，即得到聚酰亚胺/银复合导电纤维。 

D：聚酰亚胺/银复合导电纤维的制备过程，属于一体化成型工艺，由聚酰胺酸溶液经过湿法纺丝、直接离子交换、清洗、烘干并加热银化，可直接得到聚酰亚胺/银复合导电纤维。 

其中，步骤A中的聚酰胺酸溶液，是由任何一种二胺和任何一种二酐均缩聚反应制得，如均苯四甲酸二酐(PMDA)/4，4’-二氨基二苯醚(ODA)、3，3’，4，4’-二苯甲醚四酸二酐(ODPA)/4，4’-二氨基二苯醚(ODA)、3，3’，4，4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)/4，4’-二氨基二苯醚(ODA)、3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)/对苯二胺(pPDA)等均聚聚酰胺酸溶液，或者由任何几种二胺和任何几种二酐共缩聚反应制得，如PMDA-ODA/pPDA共聚聚酰胺酸溶液，或者由任何几种二胺和任何几种二酐混缩聚反应制得，如PMDA/ODA与BPDA/pPDA先分别均聚，再混合到一起制备的聚酰胺酸溶液等。