[发明专利]一种具有复合金属镀层结构的导电芳香族聚酰胺纤维

说明书

本发明属于电磁屏蔽材料和导电材料技术领域，公开了一种具有复合金属镀层结构的导电芳香族聚酰胺纤维，在芳香族聚酰胺合成纤维的基底上沉积有化学镀镍或镍合金层；在化学镀镍或镍合金层的基底上沉积有电镀铜金属层；在电镀铜金属层的基底上沉积有电镀镍金属层；在电镀镍金属层的基底上选择性的沉积或不沉积电镀银金属层；制备方法包括洗涤及除油、预处理、活化、还原、化学镀、电镀。本发明化学镀可以赋予纤维以连续的导电性，后续的电镀则可有效规避化学镀的缺点，提高生产效率。使用该方法制备的导电芳香族聚酰胺纤维，兼具导电、轻质、高强、阻燃性能，在电磁屏蔽领域，有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料和导电材料技术领域，尤其涉及一种具有复合金属镀层结构的 导电芳香族聚酰胺纤维。

背景技术

目前，最接近的现有技术：现代仪器和设备所处的电磁环境日趋复杂，研究开发高效宽 频电磁屏蔽材料对国防建设和社会生活具有重大的现实意义。芳香族聚酰胺纤维，简称芳纶， 其分子结构中至少有85％的酰胺键直接连接在2个芳环上，主要分为聚对苯二甲酰对苯二胺 (PPTA，芳纶1414)和聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA，芳纶1313)两类，另包含芳纶14、 多元共聚芳纶、杂环芳纶等多种类型。导电芳纶兼具导电、质轻、高强、阻燃、柔韧、耐久 性好、兼容性和可加工性强等诸多优势，对比铜纤维和不锈钢纤维，可减轻50％～90％的重量， 是航空航天、电子通讯等特殊部门首选的轻量化电磁屏蔽材料和导电材料。

专利CN102421277A、CN104831527A曾使用真空镀膜的方法制备导电芳纶材料，但该 方法主要针对纸、织物、薄膜等平面样品，对于纤维状态的样品则存在溅射不均匀的现象， 而且设备昂贵。

目前导电芳纶的研究主要集中在化学镀领域，例如大连工业大学的专利CN104179004A， 陈志豪的专利CN107326657A，上海大学的CN105133301A，西维尔金属材料科技的专利 CN107164951A，武汉理工大学的专利CN105839402A等，另有研究性论文，如：“Surface silverized meta-aramid fibers prepared by bio-inspired poly(dopamine)functionalization,ACS Appl. Mater.Interfaces,2013,5,2062-2069”、“Gold coated para-aramid yarns through electroless deposition,Surf.Coat.Technol.,2010,204,1412-1418”、“A new electroless Ni platingprocedure of iodine-treated aramid fiber,J.Coat.Technol.Res.,2013,10(3),415–425”、“A new method of producing conductive aramid fibers using supercriticalcarbon dioxide,Surf.Coat.Technol.,2006, 201,628-636”等。这些研究的重点主要集中在化学镀前处理及镀液配方的研发上，其中经典 的“刻蚀-敏化-活化”前处理方法往往破坏纤维的强度且催化效果不理想，而新开发的前处理方 法工艺复杂，成本较高，大规模工业化应用的前景不明朗，基本停留在实验室阶段。化学镀 虽能够赋予芳纶导电的特性，但是基本只能镀覆单层金属，在电磁屏蔽领域具有一定的局限 性；镀液中还原剂的存在，影响其长期稳定性；对于导电性最佳的银，由于其标准电极电位 比较正，又具有自催化沉积效应，化学镀液非常容易分解并浑浊，易造成镀覆不良及浪费， 进而影响其电磁屏蔽效能。目前比较稳定和成熟的是化学镀镍技术，其成本较低，反应可控， 在镀覆过程中镀液可以一直保持澄清的状态，但镀层的电磁屏蔽效能一般。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术中，真空镀膜技术主要针对二维平面样品， 不适宜于纤维状样品，而且设备昂贵。