专利名称：提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维表面接枝方法
技术领域：
本发明涉及功能化纺织材料，尤其是涉及改善银金属沉积层与聚酰胺纤维 基体之间结合力的一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维表面接枝方 法。
背景技术：
通过对纤维材料表面物理或化学方法沉积金属之后，将赋予纤维材料导电 性、导热性、反光性和电磁屏蔽性能。由于纤维及其制品的柔性特征，金属化 纤维和纺织品具有传统金属材料所不具备的易成型性、柔韧性和透气性。纤维金属化常用的金属沉积层为铜、镍、铜镍合金或铜/镍双层先后沉积。 由于银具有十分优异的导电性、导热性和柔韧性，是纤维材料金属化的较佳的 金属层选择对象。然而，由于纤维基体和金属层之间理化性质的差异，金属层 和纤维之间的结合力和结合牢度一直是纤维金属化所关注的重要问题。可以通过物理的、化学的以及二者相结合的方法提高金属沉积层和纤维之 间的结合力。物理方法是采用溶剂、氧化剂等对纤维表面的刻蚀作用，得到粗 糙的纤维表面，从而提高金属沉积层和纤维之间的结合力。这种方法对所有种 类的基体和金属沉积层都具有一定的效果，但对较厚的金属沉积层比较有效， 而对较薄的沉积层作用有限。化学方法则是通过改变基体的表面化学状态，通 过化学键合作用来提高基体和金属沉积层之间的结合力。这种方法对不同厚度 的金属沉积层均具有良好的效果，同时，这种方法具有选择性，即不同种类的 基体和不同种类的金属沉积层需要选择特定的化学键来实现基体和金属沉积层 之间的结合力。不同材质、不同状态的基体和不同的金属层需要采用不同的基体表面处理方法。对于聚酰胺塑料的表面金属化，日本专利JP63270475采用盐酸进行刻蚀 粗化，日本专利JP60100678采用铬酸刻蚀粗化，美国专利US4362799采用多元 苯酚溶胀处理，德国专利DE4322516则采用等离子体刻蚀。对于银金属化沉积， 我国专利CN02112707.7提出通过巯基硅烷处理玻璃以提高银沉积层和玻璃之间 的结合力，我国专利CN200510111539.5提出使用氨基硅烷偶联剂来提高玻璃和 非金属基体与银金属沉积层之间的结合力。日本专利JP2002-047573提出了采用 银偶联的含氮杂环类(咪唑)环氧硅垸来提高基体和银沉积层之间的结合力。对于聚酰胺纤维，由于纤维细度很细(10-40|Lim)，米用刻蚀处理往往出现 过度刻蚀粗化导致纤维强力大大下降，或者刻蚀粗化不足导致对基体和金属层 之间的结合力提高作用不明显。另外，偶联剂和基体之间的作用主要靠静电作 用力，因此偶联剂的使用对提高基体和金属沉积层之间的结合力作用有限。 发明内容本发明的目的是提供一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维表面 接枝方法，以提高纤维和金属沉积层之间的结合力，尤其是纤维和银金属沉积 层之间的结合力，为得到抗摩擦、抗弯折、耐洗涤性能优良的银金属化脂肪族 聚酰胺纤维奠定基础。本发明所采用的技术方案是-1) 预处理，纤维经过高温碱煮练或常温碱液堆置，以除去纤维表面的油剂、 浆料及污渍。2) 接枝处理，经过预处理的纤维进行表面巯基化接枝处理。巯基化接枝处理方案如下<formula>formula see original document page 5</formula>高温碱煮练或常温碱堆置采用自来水，处理后洗涤纤维表面，自来水洗涤 3-5道，最后一道去离子水洗涤；所述的巯基化接枝处理条件为1) 50%甲酸溶胀处理纤维2-6小时，浴比为1:10;2) 多聚甲醛的甲醇溶液浓度为10-30%，反应温度60QC，反应时间 50-120min，浴比为1:1.5-1:3;3) 硫脲为10-30g/l，盐酸浓度为36%的浓盐酸10-30ml/l，反应温度30°C， 反应时间30-60min，浴比为1:10;4) KOH浓度为0.5-2g/l,浴比为1:10。5) 清洗，巯基化接枝后的纤维经过去离子水洗涤。所述的聚酰胺纤维为锦纶6或锦纶66纤维，其纤维细度在O.l-lOdtex之间。 所述的聚酰胺纤维以短纤维、长丝、纱线、针织物、机织物或非织造布的形式 出现。本发明具有的有益效果是通过本发明可以将巯基基团引入到脂肪族聚酰胺纤维、纱线和织物的表面， 通过巯基与金属之间的强化学作用，得到纤维基体和金属沉积层之间牢固的结 合力，与表面刻蚀、粗化和偶联剂偶联作用相比，可以大大提高纤维基体和金 属层之间的结合力，从而改善金属化纤维和织物的耐磨性、耐揉搓性、耐弯折 性和耐洗涤性。
具体实施方式
实施例1:纤维材料锦纶66长丝，规格为70d/32f。1、 预处理高温碱煮练条件为NaOH lg/1，三聚磷酸钠5g/1，表面活性剂10 m1/1，温 度95。C，浴比1:10，时间60min。预处理后自来水洗4道，去离子水洗l道。2、 巯基化接枝改性20g纤维首先在25°C温度下200ml 50%甲酸溶液中溶胀2h。将3g多聚甲醛 加入到30g甲醇溶液，在lmg的固体NaOH催化下加热到60°C，得到澄清的溶 液后加入85。/。甲酸2ml，之后在充分搅拌条件下加入经过预处理的纤维20g，反 应120min。之后将纤维取出，放入温度25。C硫脲的盐酸水溶液200mK硫脲10g/l， 36。/。盐酸10ml/1)中搅拌反应60min。之后将纤维取出，在200ml浓度为0.5g/l的KOH溶液中中和20min。 3、清洗巯基化接枝改性后，用去离子水充分洗涤3道，得到可以表面银金属化的 备用纤维。实施例2:纤维材料锦纶66短纤维，细度为3D，长度为38mm。1、 预处理高温碱煮练条件为NaOH 4 g/1，三聚磷酸钠4 g/1，表面活性剂2 ml/1,温 度95。C，浴比1:20，时间45min。预处理后自来水洗4道，去离子水洗l道。2、 巯基化接枝改性20g纤维首先在25°C温度下200ml 50%甲酸溶液中溶胀2h。将6g多聚甲醛 加入到30g甲醇溶液，在2mg的固体NaOH催化下加热到60。C，得到澄清的溶 液后加入85n/。甲酸2ml，之后在充分搅拌条件下加入经过预处理的纤维20g，反 应80min。之后将纤维取出，放入温度25°C 200ml硫脲的盐酸水溶液(硫脲20g/l， 36%盐酸20ml/l)中搅拌反应45min。之后将纤维取出，在200ml浓度为lg/1 的KOH溶液中中和10min。3、 清洗巯基化接枝改性后，用去离子水充分洗涤3道，得到可以表面银金属化的 备用纤维。 实施例3:纤维材料锦纶6短纤维，细度为3D，长度为38mm。1、 预处理高温碱煮练条件为NaOH 10 g/l，三聚磷酸钠lg/l，表面活性剂2 ml/1,温 度95。C，浴比1:20，时间60min。预处理后自来水洗4道，去离子水洗l道。2、 巯基化接枝改性20g纤维首先在25QC温度下200ml 50%甲酸溶液中溶胀2h。将9g多聚甲醛 加入到30g甲醇溶液，在2mg的固体NaOH催化下加热到60^C，得到澄清的溶 液后加入85M甲酸2ml，之后在充分搅拌条件下加入经过预处理的纤维20g，反 应50min。之后将纤维取出，放入温度25°C 200ml硫脲的盐酸水溶液(硫脲30g/l， 36。/。盐酸30ml/1)中搅拌反应30min。之后将纤维取出，在200ml浓度为lg/1的KOH溶液中中和10min。 3、清洗巯基化接枝改性后，用去离子水充分洗涤3道，得到可以表面银金属化的 备用纤维。实施例4:织物材料190T尼丝纺锦纶6长丝格子机织物，格子尺寸为2mmx2mm， 织物规格为70d/32fx70d/32f，平方米克重为75g/m2。1、 预处理常温碱堆置条件NaOH80g/1，三聚磷酸钠4g/1，表面活性剂8ml/1，浴比 1:10，时间12h。预处理后的织物经过自来水洗4道，去离子水洗1道。2、 巯基化接枝改性0. 5、^织物首先在25。C温度下400ml 50%甲酸溶液中溶胀4h。将15g多聚 甲醛加入到100g甲醇溶液，在2mg的固体NaOH催化下加热到60°C，得到澄 清的溶液后加入85%甲酸5ml，之后在搅拌条件下加入经过预处理的织物0.5m2， 反应50min。之后将织物取出，放入温度25。C 400ml硫脲的盐酸水溶液(硫脲 30g/l， 36。/。盐酸20ml/1)中搅拌反应30min。之后将织物取出，在400ml浓度为 lg/1的KOH溶液中中和10min。3、 清洗巯基化接枝改性后，用去离子水充分洗涤3道，得到可以表面银金属化的 备用织物。实施例5:织物材料锦纶6非织造布，纤维细度为1.5D，长度38mm，平方米克重 为50g/m2。1、 预处理常温碱堆置条件NaOH40g/1，三聚磷酸钠5g/1，表面活性剂10 ml/1 ，浴 比1:20，时间24h。预处理后的织物经过自来水洗4道，去离子水洗1道。2、 巯基化接枝改性0.51112织物首先在25°C温度下250ml 50%甲酸溶液中溶胀5h。将10g多聚 甲醛加入到100g甲醇溶液，在微量的固体NaOH催化下加热到60。C，得到澄清 的溶液后加入85%甲酸5ml，之后在搅拌条件下加入经过预处理的织物0.5m2，反应80min。之后将织物取出，放入温度25。C 250ml硫脲的盐酸水溶液(硫脲 10g/l， 36。/。盐酸20ml/1)中搅拌反应30min。之后将织物取出，在250ml浓度为 0.5g/l的KOH溶液中中和10min。 3、清洗巯基化接枝改性后，用去离子水充分洗涤3道，得到可以表面银金属化的 备用织物。实施例6:织物材料锦纶66经编针织物，所用纱线规格为70d/32fx70d/32f,平方米 克重为70g/m2。1、 预处理常温碱堆置条件NaOH100g/1，三聚磷酸钠lg/1，表面活性剂2ml/1，浴比 1:20，时间12h。预处理后的织物经过自来水洗4道，去离子水洗l道。2、 巯基化接枝改性0.51112织物首先在25aC温度下350ml 50%甲酸溶液中溶胀6h。将12g多聚 甲醛加入到100g甲醇溶液，在微量的固体NaOH催化下加热到60。C,得到澄清 的溶液后加入85%甲酸5ml，之后在搅拌条件下加入经过预处理的织物0.5m2， 反应50min。之后将织物取出，放入温度25。C 350ml硫脲的盐酸水溶液(硫脲 10g/l， 36。/。盐酸30ml/1)中搅拌反应30min。之后将织物取出，在350ml浓度为 2g/1的KOH溶液中中和10min。3、 清洗巯基化接枝改性后，用去离子水充分洗涤3道，得到可以表面银金属化的 备用织物。
权利要求
1.一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维表面接枝方法，其特征在于该方法的步骤如下1)预处理以除去聚酰胺纤维表面的油剂、浆料及污渍；2)接枝处理经过预处理的聚酰胺纤维进行表面巯基化接枝处理，巯基化接枝处理方案如下id="icf0001" file="S2008100603573C00011.gif" wi="83" he="92" top= "85" left = "55" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>
3. 根据权利要求1所述的一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维 表面接枝方法，其特征在于所述的巯基化接枝处理条件为l.一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维表面接枝方法，其特征在 于该方法的步骤如下1) 预处理以除去聚酰胺纤维表面的油剂、浆料及污渍；2) 接枝处理经过预处理的聚酰胺纤维进行表面巯基化接枝处理，巯基化接 枝处理方案如下+<formula>formula see original document page 2</formula>1) 50%甲酸溶胀处理纤维2-6小时，浴比为1:10;2) 多聚甲醛的甲醇溶液浓度为10-30%，反应温度60"C，反应时间 50-120min，浴比为1:1.5-1:3;3) 硫脲为10-30g/l，盐酸浓度为36%的浓盐酸10-30ml/l，反应温度30°C， 反应时间30-60min，浴比为1:10;4) KOH浓度为0.5-2g/l，浴比为1:10;5) 清洗，巯基化接枝后的纤维经过去离子水洗涤。
4. 根据权利要求1所述的一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维 表面接枝方法，其特征在于所述的聚酰胺纤维为锦纶6或锦纶66纤维，其纤 维细度在0.1-10dtex之间。
5. 根据权利要求1所述的一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维 表面接枝方法，其特征在于所述的聚酰胺纤维以短纤维、长丝、纱线、针织 物、机织物或非织造布的形式出现。
全文摘要
本发明公开了一种提高与金属沉积层之间结合力的聚酰胺纤维表面接枝方法。聚酰胺纤维经过表面油污及浆料充分去除后，在纤维表面接枝可以络合金属的巯基基团。通过本发明可以将巯基基团引入到脂肪族聚酰胺纤维、纱线和织物的表面，通过巯基与金属之间的强化学作用，得到纤维基体和金属沉积层之间牢固的结合力，与表面刻蚀、粗化和偶联剂偶联作用相比，可以大大提高纤维基体和金属层之间的结合力，从而改善金属化纤维和织物的耐磨性、耐揉搓性、耐弯折性和耐洗涤性。
文档编号D06M13/00GK101255654SQ20081006035
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者冯新星, 张华鹏, 郭玉海, 陈建勇 申请人:浙江理工大学