专利名称：一种导电纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及是一种在化纤表面连续化镀覆铜和银的方法，属于低电阻导电纤维的制备 技术。
背景技术：
表面镀银的化纤具有优良的导电性和抗菌性，已经被应用于抗菌、导电等功能性纺织 面料的生产。但银属于贵金属，因此镀银纤维的价格昂贵。目前，化纤镀银的方法大多采 用化学镀银的方法，生产方式采用间歇性的加工方式，生产成本高，效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种在保证导电性的前提下有效 地降低成本，并提高生产效率的导电纤维的制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的导电纤维及其制备方法，它是将 纤维采用连续行进方式进行化学镀铜再电镀银，即纤维整齐地排列巻绕成轴，然后丝条退 解依次通过活化、化学镀、电镀等工序制成银包铜导电纤维。
本发明所述的制备方法包括如下具体步骤
第一步、选择聚酯或聚酰胺或腈纶或维纶长丝，用清洗剂溶液清洗除去油剂和污物； 第二步、化纤长丝排列整齐巻绕成轴；
第三步、化纤长丝活化，采用浸轧活化液的方式在化纤长丝表面形成一层含贵金属的 树脂层，活化液为含有金属银或钯的纳米颗粒、聚乙烯醇或聚吡咯烷酮、聚氨酯或聚丙烯
酸酯、表面活性剂的分散体系，活化液含固量为1~10%，活化液温度为10~60°C，轧余率 40 120%，用烘箱干燥，干燥温度为100~200°C;
活化液的配制是先将贵余属盐、聚乙烯醇或聚吡咯烷酮、聚氨酯或聚丙烯酸酯、表面 活性剂配成混合水溶液，然后加入还原剂水溶液使贵金属离子还原成原子态并以纳米颗粒 的形态稳定分散于溶液屮。贵金属盐选自硝酸银、醋酸银、氯化钯、硝酸钯、硫酸钯。还 原剂选自甲醛、葡萄糖、酒石酸盐、肼、次磷酸钠、垸基胺硼垸、硼氢化盐。表面活性剂 选自JFC、平平加O、 TX-IO、司潘系列、吐温系列、烷基苯磺酸钠。
第四步、化学镀铜，镀铜厚度0.1 15pm，化学镀铜选择两种方案， 一是以次磷酸钠为 还原剂，pH7 10'镀液温度20 70。C,浸镀吋间15秒 1小时，镀液中含有
4硫酸铜
拧檬酸
硼酸
次磷酸钠
硫脲或2-巯基苯并噻唑 二是以甲醛为还原剂，pH10 13，
中含有
硫酸铜 酒石酸钾钠
EDTA
氢氧化钠或碳酸钠 甲醛(37 40%)
a， a'-联吡啶或2-巯基苯并噻唑
5~50 g/L 0.1 5g/:L 5 50 g/L 5~50 g/L 10~50g/L 0.1 50mg/L
镀液温度10 60°C，浸镀时间15秒~1小时，铜镀液
5~50 g/L 10 100g/L 10~100g/L 2 40 g/L 10~50 g/L 0.1 50mg/L
第五步、电镀银，镀银厚度0.05~4nm，阴极电流0.1~2A/dm2，pH4~7，镀液温度10~40°C， 浸镀时间10秒 20分钟，镀液中含有
30 80 g/L 15(K300g/L 30~100g/L 5~25 mL/L g/L
丁腈树脂、丁苯树脂；
银盐
硫代硫酸钾或硫代硫酸铵 焦亚硫酸钾或亚硫酸钾 添加剂
其中银盐选自氯化银、溴化银、硝酸银，添加剂为市售商品。 第六步、涂覆保护层，烘干，保护层选择聚氮酯、聚丙烯酸酷 第七步、长丝巻绕成筒子或切断成短纤维。
本发明对化纤采用先化学镀铜再电镀银的方法，并采用连续行进方式进行加工，即纤 维整齐地排列巻绕成轴，然后丝条退解依次通过活化、化学镀、电镀等各浸渍槽。现行的 化学镀工艺，纤维需要粗化、敏化、活化等工序，工艺过程长，不易控制。本发明采用独 特的浸轧含贵金属的活化液一步法，工序简单，后续的金属镀层与纤维结合牢度高。由于 铜具有优良的电导率，价格相对较低，而银具有银白色的外观，性质稳定，导电性好，抗 菌性优，因此本发明制备的纤维具有镀银纤维的性能但价格大幅度下降。
具体实施例方式
本发明所述的导电纤维及其制备方法，该方法是纤维采用连续行进方式进行化学镀 铜再电镀银，即纤维整齐地排列巻绕成轴，然后丝条退解依次通过活化、化学镀、电镀等 各工序制成银包铜导电纤维。
所述的制备方法包括如下具体步骤-
第一步、化纤长丝清洗去油剂；
第二步、化纤长丝排列整齐巻绕成轴；
第三步、化纤长丝活化，采用浸轧活化液的方式在化纤长丝表面形成一层含贵金属的 树脂层，用烘箱干燥；
第四步、化学镀铜，镀铜厚度0.1 15pm; 第五步、电镀银，镀银厚度0.05 4pin; 第六步、涂覆保护层，烘千； 第七步、导电长丝巻绕成筒子或切断成短纤维。
所述第一歩所用的化纤长丝为聚酯、聚酰胺、腈纶、维纶长丝中的一种。
所述第三步活化液为含有金属银或钯的纳米颗粒、聚乙烯醇或聚吡咯烷酮、聚氨酯或 聚丙烯酸酯、表面活性剂的分散体系，活化液含固量为1~]0%,活化液温度为10~60°C， 轧余率40 120°/。，干燥温度为100~200°C;
所述第四步化学镀铜以次磷酸钠为还原剂，pH7~10，镀液温度20 70。C，浸镀时间15 秒 1小时，镀液中含有
硫酸铜 5 50 g/L
硫酸镍 0.1~5 g/L
拧檬酸 5~50 g/L
硼酸 5 50g/L
次磷酸钠 10~50g/L
硫脲或2-巯基苯并噻唑 0.1~50mg/L
所述第四步化学镀铜以甲醛为还原剂，pH10 i3,镀液温度10 60。C，浸镀时间15秒 ~1小时，铜镀液中含有
硫酸铜 5 50g/L 酒石酸钾钠 10-100 g/L
EDTA 10~100g/L氢氧化钠或碳酸钠 2~40 g/L
甲醛(37~40%) 10~50g/L a， a'-联吡啶或2-巯基苯并噻唑 0.1 50mg/L
所述第五步电镀银，阴极电流0.1^2A/dm2， pH4~7，镀液温度10~40。C，浸镀时间10 秒 20分钟，镀液中含有.-
银盐 30~80 g/L
硫代硫酸钾或硫代硫酸铵 150~300g/L 焦亚硫酸钾或亚硫酸钾 30~100 g/L
添加剂 5 25 mL/L g/L
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以此为限制。 实施例1
第一步、选择尼龙66长丝，用清洗剂溶液清洗除去油剂和污物； 第二步、化纤长丝排列整齐巻绕成轴；
第三歩、化纤长丝活化，采用浸轧活化液的方式在纤维长丝表面形成一层含贵金属的 树脂层，活化液为含有0.2%银纳米颗粒、0.3%聚吡咯烷酮、3%聚氨酯、0.01。/。JFC的分散 体系，活化液温度为30°C，轧余率70%，用烘箱干燥，干燥温度为170°C，干燥时间10 分钟；
第四步、化学镀铜，以次磷酸钠为还原剂，pH9，镀液温度65。C，浸镀时间5分钟， 镀液中含有
硫酸铜 10g/L 硫酸镍 0.5 g/L
柠檬酸 20 g/L
硼酸 30 g/L
次磷酸钠 30 g/L
硫脲 0.2 mg/L
第五步、电镀银，阴极电流0.5A/dm2， pH5.5，镀液温度25°C，浸镀时间10分钟，镀 液屮含有
硝酸银 50 g/L
硫代硫酸铵 250 g/L焦亚硫酸钾 50 g/L
添加剂SL-80 10 mL/L g/L
第六步、涂覆水性聚氨酯保护层，烘千；
第七步、导电长丝切断成51 mm短纤维。 测得导电纤维的电阻为0.5 Q/cm。 实施例2
第一步、选择涤纶长丝，用清洗剂和碱溶液清洗除去油剂和污物；
第二步、化纤长丝排列整齐巻绕成轴；
第三步、化纤长丝活化，采用浸轧活化液的方式在纤维长丝表面形成一层含贵金属的
树脂层，活化液为含有0.2%钯纳米颗粒、0.3%聚乙烯醇、2.5%丙烯酸酯、0.01。/。JFC的分 散体系，活化液温度为40。C，轧余率65%，用烘箱千燥，干燥温度为190°C，干燥时间6 分钟；
第四步、化学镀铜，以甲醛为还原剂，pH12.5，镀液温度45。C，浸镀时间2分钟，铜
镀液中含有-.
硫酸铜 酒石酸钾钠 EDTA 氢氧化钠
甲醛(37 40%) ' a, a'-联吡啶
第五步、电镀银，阴极电流0.5A/dm2 液中含有 硝酸银 硫代硫酸铵 焦亚硫酸钾 添加剂SL-80 第六步、涂覆水性聚氨酯保护层，烘干；
第七步、导电长丝从轴上退解巻绕成筒子
测得导电纤维的电阻为0.7 Q/cm。
15g/L 15 g/L 25 g/L 25 g/L 15 g/L ]5mg/L
pH5.5，镀液温度25。C，浸镀时间10分钟，镀
50 g/L 250 g/L 50 g/L lOmL/Lg/L
权利要求
1、一种导电纤维及其制备方法，其特征是纤维采用连续行进方式进行化学镀铜再电镀银，即纤维整齐地排列卷绕成轴，然后丝条退解依次通过活化、化学镀、电镀等各工序制成银包铜导电纤维。
2、 根据权利要求1所述的导电纤维及其制备方法，其特征是所述的制备方法包括如下具体步骤第一步、化纤长丝清洗去油剂； 第二步、化纤长丝排列整齐巻绕成轴；第三步、化纤长丝活化，采用浸轧活化液的方式在化纤长丝表面形成一层含贵金属的 树脂层，用烘箱干燥；第四步、化学镀铜，镀铜厚度0.1 15pm; 第五步、电镀银，镀银厚度0.05~4nm; 第六步、涂覆保护层，烘干； 第七步、导电长丝巻绕成筒子或切断成短纤维。
3、 根据权利要求2所述的导电纤维及其制备方法，其特征是第一步所用的化纤长 丝为聚酯、聚酰胺、腈纶、维纶长丝中的一种。
4、 根据权利要求2所述的导电纤维及其制备方法，其特征是第三步活化液为含有 金属银或钯的纳米颗粒、聚乙烯醇或聚吡咯垸酮、聚氨酯或聚丙烯酸酯、表面活性剂的分 散体系，活化液含固量为1~10%，活化液温度为10~60°C，轧余率40~120%，干燥温度为 100~200oC;
5、 根据权利要求2所述的导电纤维及其制备方法，其特征是第四步化学镀铜以次 磷酸钠为还原剂，pH7~10，镀液温度20 70。C，浸镀时间15秒 1小时，镀液中含有硫酸铜 5 50 g/L硫酸镍 0.1~5 g/L柠檬酸 5~50 g/L硼酸 5~50 g/L次磷酸钠 10~50g/L硫脲或2-巯基苯并噻唑 0.1~50 mg/L
6、 据权利要求2所述的导电纤维及其制备方法，其特征是第四步化学镀铜以甲醛 为还原剂，pH10~13，镀液温度10 60。C，浸镀时间15秒 1小时，铜镀液中含有硫酸铜 5~50 g/L酒石酸钾钠 10~100g/L EDTA 10~100 g/L氢氧化钠或碳酸钠 2 40 g/L甲醛(37~40%) 10~50g/L a， a'-联吡啶或2-巯基苯并噻唑 0.1 50mg/L
7、 根据权利要求2所述的导电纤维及其制备方法，其特征是第五步电镀银，阴极 电流0.1 2A/dm2， pH4~7，镀液温度10~40°C，浸镀时间10秒~20分钟，镀液中含有银盐 30~80 g/L硫代硫酸钾或硫代硫酸铵 150 300g/L 焦亚硫酸钾或亚硫酸钾 30~100g/L 添加剂 5~25mL/Lg/L 。
全文摘要
一种导电纤维及其制备方法，其特征是纤维采用连续行进方式进行化学镀铜再电镀银，即纤维整齐地排列卷绕成轴，然后丝条退解依次通过活化、化学镀、电镀等各工序制成银包铜导电纤维；本发明是对化纤长丝采用连续行进方式进行化学镀铜再电镀银，在保证纤维导电性能的前提下大幅度降低生产成本，提高生产效率。
文档编号D06M11/83GK101586310SQ20091009953
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者吕汪洋, 姚玉元, 陈文兴 申请人:浙江理工大学