铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法
【专利摘要】本发明属于可穿戴电子技术领域，涉及一种铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法。该电子导线的制备方法的包括丙纶纤维清洗、表面改性，催化活化及化学镀铒钼铜合金。本发明制备方法的优点是：经180天模拟人体体液腐蚀测试，金属离子溢出率小于1ppm，即该材料具有极高的生物环境可靠性；电子导线的电导率高于铜，达到8×107 S/m以上。铒钼铜合金/丙纶电子导线可用于智能服装，应用前景明朗，市场潜力巨大。
【专利说明】
铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于可穿戴电子技术领域，涉及一种铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法。
【背景技术】
[0002]智能服装不仅具备感知外部环境或内部状态的变化的能力，而且可以通过反馈机制，实时地对这种变化作出反应。人们对于智能服装的研究可追溯到上世纪70年代末，但是当时的电子技术还很落后，因此智能服装发展十分缓慢，当时研发的智能服装，主要应用在军事军工和航天航空等特殊领域，它们体积大，功能单一，这严重限制了智能服装的应用领域。当今的智能服装，已可将信息技术、材料科学、生物技术与传统的纺织服装工艺进行有机的结合，从而赋予了纺织服装领域全新的活力。实现服装智能化的主要途径有以下几种:a)将具有感知以及反应功能的智能纤维和普通纤维交织或者将智能纤维编入到普通织物中，然后用这种包含有智能纤维的面料制成智能服装;b)对一些普通纤维进行改性，使其具有智能纤维的功能，再以此种面料制成服装;c)将一些特殊物质采用染整加工的方法融合到织物上，从而使普通织物具有智能功能，再制成智能服装。d)将普通服装与外加元件相结合，制成智能服装。这些外加元件有:普通元件和高技术传感器、报警器、检测器等。
[0003]聚丙烯纤维(丙纶)的密度为0.90-0.92g/cm3，在所有化学纤维中是最轻的，比锦纶轻20%，比丙纶轻30%，比粘胶纤维轻40%，因此很适合做冬季服装的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。丙纶强度高(干态、湿态下相同)，是制造渔网、缆绳的理想材料;耐磨性和回弹性好，强度与丙纶和锦纶相似，回弹率可与锦纶、羊毛相媲美，比涤伦、粘胶纤维大得多；丙纶的尺寸稳定性差，易起球和变形，抗微生聚丙烯纤维的熔点低(165?173°C)，对光和热的稳定性差，所以，丙纶的耐热性、耐老化性差，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老化剂来提高其抗老化性能。物，不蛀;耐化学药品性优于一般纤维。聚丙烯纤维的吸湿性和染色性在化学纤维中是最差的，几乎不吸湿，其回潮率小于0.03%。细旦丙纶具有较强的芯吸作用，水汽可以通过纤维中的毛细管来排除。制成服装后，服装的舒适性较好，尤其是超细丙纶纤维，由于表面积增大，能更快地传递汗水，使皮肤保持舒适感。由于纤维不吸湿且缩水率小，丙纶织物具有易洗快干的特点。
[0004]用于可穿戴智能服装的电子导线，由于与身体长时间接触，安全问题一直存在风险，特别是含金属电子导电的应用，在人体汗液环境中，电子导线金属离子的溢出，对人体不利。本发明是在丙纶表面被覆一层铒钼铜合金层，核心工艺是在镍锰复合催化活化下，在化学镀溶液中，稀土元素铒进入钼铜合金的晶格中，形成更加致密稳定的合金层，经180天模拟人体体液腐蚀测试，铒钼铜合金/丙纶电子导线的金属离子溢出率小于百万分之一(Ippm)，说明该材料具有极高的生物环境可靠性;铒钼铜合金/丙纶电子导线的电导率高于铜，达到8X107S/m以上，是目前所有导电丙纶复合材料中最好的。综上所述，本发明提出的铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法具有突出的实质性特点和显著的进步，即具备创造性。
【发明内容】
[0005]本发明属于可穿戴电子领域，涉及一种铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法。该制备方法的步骤如下:
[0006]I)将丙给纤维依次用重量百分比浓度为10 %的水合肼水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；
[0007]2)将洗净的丙纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性丙纶纤维;其中改性剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:3_氨基丙基三乙氧基硅烷浓度3?6g/L，氰基丙烯酸乙酯浓度9?12g/L，过氧化碳酸二环己酯浓度I?3g/L，丙酮浓度100?200g/L。
[0008]3)将改性丙纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化丙纶纤维;其中活化剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:硫酸镍浓度20?30g/L，硝酸锰浓度20?30g/L，乳酸钠浓度20?30g/L。
[0009]4)将活化丙纶纤维置于铒钼铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铒钼铜合金/丙纶电子导线。其中铒钼铜化学镀溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:硝酸铒浓度20?30g/L;硫酸铜浓度20?30g/L;硝酸钼浓度40?60g/L;碳酸钠浓度30?60g/L;乳酸钠浓度60?90g/L; 二甲氨基硼烷浓度3?6g/L;醋酸铵浓度6?9g/L。
[0010]5)铒钼铜合金/丙纶电子导线测试表征。将铒钼铜合金/丙纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铒、钼、铜离子的溢出率；以四探针测试仪测试电子导线的电导率。其中模拟人体体液各成分含量:NaCl 8g/L，KCl 0.4g/L,NaHCO3 0.35g/L，CaCl2 0.14g/L,Na2HPO4 0.06g/LjKH2PO4 0.06g/L,MgSO4.7H20 0.28/1，葡萄糖18/1。
[0011]铒钼铜合金/丙纶电子导线可用于智能服装，应用前景明朗，市场潜力巨大。
【具体实施方式】
[0012]下面通过实施例进一步描述本发明
[0013]实施例1
[0014]将丙给纤维依次用重量百分比浓度为10%的水合肼水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0015]将3.1g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，9.1g氰基丙烯酸乙酯，2.6g过氧化碳酸二环己酯溶于168g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0016]将洗净的丙纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性丙纶纤维。
[0017]将29.1g硫酸镍，21.2g硝酸锰，25.1g乳酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0018]将改性丙纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化丙纶纤维。
[0019]将24.3g硝酸铒，23.7g硫酸铜，49.2g硝酸钼，57.6g碳酸钠，75.3g乳酸钠，4.Ig二甲氨基硼烷，9g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铒钼铜化学镀溶液。
[0020]将活化丙纶纤维置于铒钼铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铒钼铜合金/丙纶电子导线。
[0021]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0022]将铒钼铜合金/丙纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铒、钼、铜离子的溢出率分别为0.12ppm、0.16ppm、0.18ppm；以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.5X 107S/m。
[0023]实施例2
[0024]将丙给纤维依次用重量百分比浓度为10%的水合肼水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0025]将4.2g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，10.2g氰基丙烯酸乙酯，2.9g过氧化碳酸二环己酯溶于159g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0026]将洗净的丙纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性丙纶纤维。
[0027]将22.1g硫酸镍，21.3g硝酸锰，21.7g乳酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0028]将改性丙纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化丙纶纤维。
[0029]将20.8g硝酸铒,21.9g硫酸铜,51.4g硝酸钼，55.2g碳酸钠，80.6g乳酸钠，4.Ig二甲氨基硼烷，6.1g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铒钼铜化学镀溶液。
[0030]将活化丙纶纤维置于铒钼铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铒钼铜合金/丙纶电子导线。
[0031]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0032]将铒钼铜合金/丙纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铒、钼、铜离子的溢出率分别为0.13ppm、0.31ppm、0.31ppm;以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.1 X 107S/m。
[0033]实施例3
[0034]将丙给纤维依次用重量百分比浓度为10%的水合肼水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0035]将6g3-氨基丙基三乙氧基硅烷，12g氰基丙烯酸乙酯，3g过氧化碳酸二环己酯溶于200g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0036]将洗净的丙纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性丙纶纤维。
[0037]将30g硫酸镍，30g硝酸锰，30g乳酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0038]将改性丙纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化丙纶纤维。
[0039]将30g硝酸铒，30g硫酸铜，60g硝酸钼，60g碳酸钠，90g乳酸钠，6g 二甲氨基硼烧，9g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铒钼铜化学镀溶液。
[0040]将活化丙纶纤维置于铒钼铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铒钼铜合金/丙纶电子导线。
[0041]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0042]将铒钼铜合金/丙纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铒、钼、铜离子的溢出率分别为
0.21ppm、0.41ppm、0.1lppm;以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.1 X 107S/m。
[0043]实施例4
[0044]将丙给纤维依次用重量百分比浓度为10%的水合肼水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0045]将3.1g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，10.5g氰基丙烯酸乙酯，2.2g过氧化碳酸二环己酯溶于169g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0046]将洗净的丙纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性丙纶纤维。
[0047]将22.1g硫酸镍，21.4g硝酸锰，21.1g乳酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0048]将改性丙纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化丙纶纤维。
[0049]将21.8g硝酸铒，22.9g硫酸铜，41.1g硝酸钼，51.7g碳酸钠，71.6g乳酸钠，5.5g二甲氨基硼烷，7.2g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铒钼铜化学镀溶液。
[0050]将活化丙纶纤维置于铒钼铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铒钼铜合金/丙纶电子导线。
[0051]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0052]将铒钼铜合金/丙纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铒、钼、铜离子的溢出率分别为
0.12ppm、0.31ppm、0.14ppm；以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.6X 107S/m。。
[0053]实施例5
[0054]将丙给纤维依次用重量百分比浓度为10%的水合肼水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0055]将3g3-氨基丙基三乙氧基硅烷，9g氰基丙烯酸乙酯，Ig过氧化碳酸二环己酯溶于10g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0056]将洗净的丙纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性丙纶纤维。
[0057]将20g硫酸镍，20g硝酸锰，20g乳酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0058]将改性丙纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化丙纶纤维。
[0059]将20g硝酸铒，20g硫酸铜，40g硝酸钼，30g碳酸钠，60g乳酸钠，3g 二甲氨基硼烧，6g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铒钼铜化学镀溶液。
[0060]将活化丙纶纤维置于铒钼铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铒钼铜合金/丙纶电子导线。
[0061]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0062]将铒钼铜合金/丙纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铒、钼、铜离子的溢出率分别为0.12ppm、0.21ppm、0.27ppm;以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.9 X 107S/m。
【主权项】
1.一种铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法，其特征在于: 1)将丙纶纤维依次用重量百分比浓度为10%的水合肼水溶液、5%的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干； 2)将洗净的丙纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性丙纶纤维； 3)将改性丙纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，用去离子水洗净，得活化丙纶纤维； 4)将活化丙纶纤维置于铒钼铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铒钼铜合金/丙纶电子导线。2.如权利要求1所述的铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法，其特征在于所述的改性剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为: 3-氨基丙基三乙氧基硅烷浓度3?6 g/L; 氰基丙烯酸乙酯浓度9?12 g/L; 过氧化碳酸二环己酯浓度I?3 g/L; 丙酮浓度100?200 g/Lo3.如权利要求1所述的铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法，其特征在于所述的活化剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为: 硫酸镍浓度20?30g/L; 硝酸锰浓度20?30g/L; 乳酸钠浓度20?30g/L。4.如权利要求1所述的铒钼铜合金/丙纶电子导线的制备方法，其特征在于所述的铒钼铜化学镀溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为: 硝酸铒浓度20?30g/L; 硫酸铜浓度20?30g/L; 硝酸钼浓度40?60g/L; 碳酸钠浓度30?60g/L; 乳酸钠浓度60?90g/L; 二甲氨基硼烷浓度3?6g/L; 醋酸铵浓度6?9g/L。
【文档编号】D06M11/56GK106098248SQ201610479049
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】蓝碧健
【申请人】太仓碧奇新材料研发有限公司