专利名称：镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法
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。 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 (-C0-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 —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NiS04 20 25g/L， 拧檬酸钠 20 40g/L，NH4C1 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 5(TC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；
背景技术：
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AgN03 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 35t: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°C 55t: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lOOml二甲基亚砜中加入O. 4g lg氢 化钠，加热至50 60°C ，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。C下，浸渍10 30分钟后取出漂洗干净。
上述第一次活化和第二次活化过程为将敏化后的纤维放入由氯化钯(PdCl2 :) 和盐酸(2 5ml/L)组成的水溶液中进行活化处理，其中氯化钯的浓度为0. 2g/L 0. 5g/ L，盐酸的浓度为2ml/L 5ml/L ;在25 35。C下，浸渍10 30分钟后取出漂洗干净。
上述第九步的涂膜过程为将镀镍镀银后的纤维浸入质量百分比浓度为1 2% 的8-羟基喹啉醋酸溶液中，浸渍2 5分钟后取出，45 5(TC真空烘干。
本发明方法通过对芳纶纤维进行表面粗化和刻蚀，增加纤维表面的粗糙程度和表 面积，提高纤维与金属镀层的结合力，再经过纤维表面镀覆金属导电薄层，从而使其具有抗 静电和导电功能。本发明制备的高性能镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维，导电性能良好，且 具有耐热、阻燃、质轻、高强的特性，具有消除静电、导电、传输电信号的功能。可广泛应用于 军工、个体防护、特殊产业等服装领域。
图1为本发明实施例一的芳纶纤维经化学镀镍镀银后的图片。 图2为本发明实施例一的芳纶纤维经化学镀镍镀银后的切片的TEM图片。
具体实施例方式
本实施例采用对苯二甲酰对苯二胺纤维为基体纤维。 第一步除油，将纤维放入15g/LNa0H和10g/L洗涤剂水溶液中浸泡，温度为 5(TC，10分钟后取出，用自来水漂洗干净；然后放入丙酮溶液中，超声波清洗40分钟后取 出，用自来水漂洗干净。 第二步粗化，将纤维浸入O. lmol/L金属化溶剂中，室温，10分钟后取出漂洗干 净。 第三步敏化，将粗化后的纤维放入15g/L氯化亚锡和15ml/L盐酸组成的水溶液 中进行敏化处理，温度为30°C，20分钟后取出漂洗2 3次。 第四步活化，将粗化后的纤维放入0. 3g/L氯化钯和3ml/L盐酸组成的水溶液中 进行敏化处理，温度为30°C，20分钟后取出漂洗2 3次。 第五步一次化学镀镍，将敏化活化后的纤维放入化学镀镍浴中施镀。化学镀镍浴 的组成为NiS04 :20g/L ;柠檬酸钠25g/L ;NH4C1 :38g/L ;次亚磷酸钠18g/L。氢氧化钠溶
液调节镀液PH到9，温度为48°C，时间2分钟，取出后用去离子水漂洗干净。
第六步敏化，同第三步。
第七步活化，同第四步。 第八步化学镀银，将镀镍后的纤维放入镀银浴中施镀。化学镀银液的组成为 AgN036g/L ;氨水20ml/L ;KOH 2. 5g/L ;葡萄糖10g/L ;乙醇30ml/L ;稳定剂0. 25mg/L。温度 30。C，时间40分钟。 第九步涂保护膜，将化学镀银后的纤维放入1%的8_羟基喹啉醋酸溶液中浸渍5 分钟后取出，45 5(TC真空烘干。 测试表明，纤维的电阻率为5. 8 7. 2 ii Q *Cm，纤维的导电性能良好，且保留了原
有纤维的特性，手感柔软，具有阻燃自熄性。
权利要求
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NiSO420～25g/L，柠檬酸钠20～40g/L，NH4Cl30～50g/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。
2. 根据权利要求1所述的镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法，其特征在于所 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。
3. 根据权利要求1所述的镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法，其特征在于第 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°C 55°C 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。
4. 根据权利要求1所述的镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法，其特征在于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 lg氢化钠，加热至50 60°C ，反应至无气泡产生，趁热过滤得到粗化液。
5. 根据权利要求1所述的镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法，其特征在于 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。C下，浸渍10 30分钟后取出漂洗干净。
6. 根据权利要求1所述的镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法，其特征在于第 一次活化和第二次活化过程为将敏化后的纤维放入由氯化钯(PdCl2 :)和盐酸(2 5ml/ L)组成的水溶液中进行活化处理，其中氯化钯的浓度为0. 2g/L 0. 5g/L，盐酸的浓度为 2ml/L 5ml/L ;在25 35。C下，浸渍10 30分钟后取出漂洗干净。
7. 根据权利要求1所述的镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法，其特征在于第 九步的涂膜过程为将镀镍镀银后的纤维浸入质量百分比浓度为1 2%的8-羟基喹啉醋 酸溶液中，浸渍2 5分钟后取出，45 5(TC真空烘干。
全文摘要
一种镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维的制备方法。该方法的具体步骤为a)洗涤及除油；b)粗化过程增大纤维表面的粗糙程度和表面润湿性；c)敏化过程采用氯化亚锡和盐酸组成的水溶液浸泡纤维；d)活化过程采用氯化钯和盐酸组成的水溶液浸泡纤维；e)化学镀镍；f)敏化；g)活化；h)化学镀银；i)涂膜保护。本发明制备的高性能镀镍镀银芳香族聚酰胺导电纤维，导电性能良好，且具有耐热、阻燃、质轻、高强的特性，具有消除静电、导电、传输电信号的功能。因此，本发明制得的芳香族聚酰胺导电纤维可广泛应用于航空、航天、军工、通讯等特殊部门；也可以满足从事雷达、电视转播等工作人员服装装备的需求。
文档编号D06M13/268GK101705614SQ20091019823
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者任慕苏, 唐志勇, 孙晋良, 张家宝, 张慧茹, 梁晶晶, 邹新国 申请人:上海大学