[发明专利]一种导电玻璃纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电纤维制备领域，特别是指一种导电玻璃纤维的制备方法。

背景技术

近年来，随着计算机、电信、微波炉等的迅速发展和普及，人类生活工作环境中的电磁辐射日渐严重，因而产生的电磁波干扰对电子仪器设备的正常工作及人类的生理健康带来了很多负面影响。为防止静电干扰和电磁波干扰，从20世纪中期至今，已开发出各种抗静电和电磁屏蔽的材料。近几十年，研究的重点更多地转向了导电纤维，导电纤维的抗静电效果更加显著持久，且不受环境湿度的影响，导电层达一定厚度或导电成份达一定比例后，具有优良的电磁屏蔽功能，因此导电纤维的研制和应用越来越受到重视。

玻璃纤维是无机非金属材料中的一种新型功能材料和结构材料。由于它具有不燃性、耐高温、抗腐蚀、强度高、密度小、吸湿低及延伸小等一系列优异特性，已广泛应用于传统工业、农业、建筑业以及电子、通讯、核能、航空、航天、兵器、舰艇及海洋开发、遗传工程等高新科技产业，成为21世纪人类不可缺少的可持续发展的高新技术材料。近年来，许多研究者尝试通过现代化学、物理等方法改性玻璃纤维，制备导电玻璃纤维作为高分子复合材料的导电填料的材料，用于解决电磁波污染问题。化学镀作为材料表面金属化处理技术，已经成为制备导电玻璃纤维常用的技术之一，但是传统的玻璃纤维化学镀因其施镀过程中需要对基体进行粗花、敏化、活化处理，不仅工艺复杂，而且活化过程中需要的重金属钯价格昂贵，这些都限制了化学镀法制备导电玻璃纤维的进一步发展。因此，开发新的、有效的制备导电玻璃纤维的方法具有重要的意义。

金属硫化物在光学、光电化学、催化、环保等方面都具有特殊的性能。它们具有良好的化学和热稳定性，是一种良好的光电材料。利用金属硫化物的特性来生产导电纤维的方法在目前应用最多的是纤维表面化学反应法，这种方法主要通过化学处理，即通过反应液的浸渍，在纤维表面产生吸附，然后通过化学反应使金属硫化物覆盖在纤维表面。此方法优点在于工艺简单、成本较低，而且对纤维的强度、柔软性、滑爽性等损伤较少。在20世纪80年代，日本就研制成这类导电纤维。有人还专门对导电成分及导电机理进行了研究，如日本研制的表面覆盖铜的硫化物的导电腈纶，是先将腈纶在含铜离子溶液中处理，然后在还原剂中处理，纤维上的Cu²⁺变成Cu⁺与-CN络合，进一步形成铜的硫化物的导电性物质。由于这些导电物质在纤维结构上形成了网络，故导电性能很好。国内专利87104625.3、201510188325.1、200810084225.4等都是采用这种方法生产导电纤维的。由于聚丙烯腈纤维上的氰基能与铜离子产生络合，使纤维具有导电性；普通的玻璃纤维表面缺乏与铜离子络合的基团，导电物质就无法与纤维发生络合，因此影响了纤维对金属硫合物的吸附和吸附牢度，故无法制得导电性能优良的导电纤维。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种导电玻璃纤维的制备方法，解决了现有技术中纤维对金属硫合物的吸附牢度低，无法制得导电性能优良的导电纤维的问题。

本发明采用以下技术方案，提出一种导电玻璃纤维的制备方法，其步骤为：

(1)将无碱玻璃纤维浸入到盐酸水溶液中于20℃～50℃浸泡0.5～2小时，浸泡完毕后，用水充分漂洗、干燥后得到羟基化玻璃纤维；

(2)将步骤(1)得到的羟基化玻璃纤维浸入浓度为0.5％～2％的聚乙烯亚胺水溶液中，在60℃～90℃浸泡2～6小时，浸泡完毕后，用水充分漂洗、干燥后得到聚乙烯亚胺表面修饰的玻璃纤维；

(3)将步骤(2)得到的聚乙烯亚胺表面修饰的玻璃纤维置于质量浓度为2.5％～10％五水硫酸铜水溶液中，在20℃～60℃浸泡5～30分钟后，加入质量浓度为2.5％～5％硫代硫酸钠水溶液，升温至75℃～90℃反应0.3～1.5小时，取出后用水漂洗、烘干后得到硫化亚铜/玻璃纤维复合导电纤维。

所述步骤(1)中盐酸水溶液浓度为1mol/L～3mol/。

所述步骤(3)中五水硫酸铜水溶液与硫代硫酸钠水溶液的质量比为1：1～1：2。

本发明的有益效果是：