[发明专利]一种磁性金属长纤维管的制备方法

说明书

一种磁性金属长纤维管的制备方法为：聚丙烯连续性纤维的表面处理：分别采用氢氧化钠溶液进行化学除油，铬酐和硫酸溶液表面粗化处理，酸性的锡盐溶液进行纤维的敏化，硝酸银和氨水溶液进行纤维表面的活化，甲醛溶液对纤维进行还原；纤维的化学镀铜，纤维的电镀（铁或镍），聚丙烯纤维的去除，纤维金属管的还原。本工艺可制备不同管径、不同截面形状的连续性磁性金属和层状复合磁性金属纤维管。

技术领域

本发明涉及功能化金属纤维管制备的技术领域，尤其是涉及一种磁性金属长纤维管的制备方法。

背景技术

金属纤维与有机、无机纤维相比，具有高的弹性、高的耐磨性、好的通气性、导电性、导磁性、导热性以及自润滑性和烧结性，应用范围广阔，前景引人瞩目。目前主要应用于：导电塑料，高压带电作业服，微波防护服、汽车消声器，热交换器等。而具有中空结构的磁性金属纤维管在作为电磁波吸收剂使用时，可表现出更好的电磁波衰减效果和更低的密度。目前来看，磁性金属纤维管的生产方法主要有静电纺丝法（王美策等，一种基于单通道电纺丝法制备金属纳米纤维管的方法[P],中国发明专利，申请号：201310525512.5，2013-10-30），以及静电纺丝和金属气相沉淀技术相结合法（金翼水. 高功能性金属纳米纤维的制造及其性能评估. 国外化纤技术,2011,40(10),47-49.）。此类方法制备金属纤维管长度尺寸有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种磁性金属长纤维管的制备方法，首先，对长聚丙烯纤维表面处理（粗化、活化、敏化）、化学镀及电镀（铁或镍）制成连续性复合纤维、复合纤维经分解、裂解、燃烧，还原形成（铁或镍）磁性金属长纤维管。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案，包括以下步骤：

（1）聚丙烯连续性纤维的表面处理：采用10~20%wt的氢氧化钠溶液进行化学除油，采用铬酐和硫酸溶液进行纤维表面的粗化，采用酸性的锡盐溶液进行纤维的敏化，敏化后纤维的清洗，采用硝酸银和氨水溶液进行纤维表面的活化，活化后的纤维经甲醛溶液还原；

（2）纤维的化学镀铜，其溶液成分为：酒石酸钾钠10～20g/L ，氢氧化钠2～5g/L，硫酸铜2～4g/L ，氯化镍,0.2~1g/L， 甲醛1～3g/L，化学镀时间为2-8min；

（3）纤维的电镀（铁或镍），电镀铁的溶液主盐组成为硫酸亚铁和氯化亚铁，以及硼酸、络合剂、稳定剂，溶液pH=1~2；电镀镍的溶液组成为硫酸镍、硼酸、氯化钠、络合剂，溶液pH=2~3；

（4）聚丙烯纤维的去除，复合纤维在400～500℃氧化性气氛下氧化1-3h；

（5）纤维金属管的还原，在还原性气氛的保护下，200～500℃保温0.2-1.5h，自然冷却至室温，获得磁性金属长纤维管。

本发明的优点是：

（1）选择不同直径或异形截面的聚丙烯纤维，可制备不同规铬和断面形状的磁性金属长纤维管；

（2）由于聚丙烯纤维的分解、裂解、燃烧的不彻底，管内留存了残炭，一方面为磁性金属氧化物还原成金属提供合适的还原剂，提高反应速度，另一方面，当磁性金属长纤维管作为电磁波吸收剂使用时，管内残炭的反射和吸收作用（Xie W, Cheng H F, Chu Z Y, et al. Effect of FSS on microwave absorbing properties of hollow-porous carbonfiber composites. Materials and Design, 2009, 30(4): 1201−1204.），将增强电磁波的衰减效果；

（3）可通过调整电镀主盐的组成及工艺，即可获得具有不同磁性金属成分的长纤维管。

具体实施方式：