将石墨烯涂覆在化学纤维表面制作高导热复合纤维的方法
【专利摘要】本发明公开了一种将石墨烯涂覆在化学纤维表面制作复合纤维的方法，包括如下步骤：(1)配置前处理液，对纤维表面进行预处理，过程包括纤维表面的除油、粗化、敏化、活化；(2)配置镀银溶液，对纤维表面进行镀银；(3)将镀银纤维放入巯基化石墨烯溶液中，在纤维表面组装一层石墨烯；(4)取出纤维烘干，得到涂覆好的复合纤维。按照本发明方法制得的复合纤维同时具有高导热效率和高机械强度，化学纤维作为基底具有优越的抗拉伸性能，并选用石墨烯作为涂层材料增强玻璃纤维的导热性。
【专利说明】将石墨烯涂覆在化学纤维表面制作高导热复合纤维的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将石墨烯涂覆在化学纤维表面制作高导热复合纤维的方法，利用石墨烯作为导热增强材料涂覆在化学纤维表面。
【背景技术】
[0002]目前随着电子科技不断的迅速发展，大功率电池作为能源体的机件也越来越多，所以具有高导热和散热效率的材料备受关注，如何提高散热材料的导热散热率，缩小其所占据的空间，增大材料的刚度、硬度是导热材料领域一直关注的问题。
[0003]中国专利CN102560712A于2012-07-11公开了一种高导热复合纤维及其制造方法，该高导热复合纤维由纤维本体，以及混合在纤维本体中的条形高导热膜片组成。所述的高导热膜片，为高导热石墨膜片或石墨烯膜片。该复合纤维的制备方法是:制作条形的高导热膜片；将熔化的液态纤维基材和高导热膜片混合；对纤维基材进行拉丝处理，凝固后形成复合纤维。该复合纤维的另一制备方法是:制作条形的高导热膜片；将条形的高导热膜片和纤维基材，进行贴近操作或相互缠绕；提高环境温度，使得纤维基材熔化，待凝固后和条形的高导热膜片混合，形成复合纤维。
[0004]石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种只有一个碳原子厚度的二维材料。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈.海姆和康斯坦丁.诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在。石墨烯是为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
[0005]化学纤维纤维绝缘性能好、抗腐蚀性好、机械强度高，作为填充材料,可以增强基材的抗压性、抗拉性、抗冲击性。利用与大功率电池外包装板材的填充材料，可以大大增加其机械性能。
[0006]化学镀银是人们开发最早的化学镀方法之一，源于古老的银镜反应，至今已有上百年的历史。与电镀法不同，化学镀银形成的镀层并不是通过外部提供的电子作为还原剂自催化沉积的，而是通过还原剂与金属离子溶液之间的化学反应形成。虽然化学镀银工艺已经被应用超过50年。
[0007]化学镀银实际是氧化还原反应。氧化液一般由硝酸银与氨水组成，由于硝酸银的水溶液不稳定，容易发生分解，生成褐色的Ag20沉淀。因此配液时在硝酸银溶液中滴加少量氨水，析出Ag20沉淀，继续滴加氨水形成银氨络合物而使Ag20溶解，Ag(NH3) 20H再与反应产物NH4N03进一步形成Ag (NH3) 20H络合体。反应式如下:
【权利要求】
1.一种将石墨烯涂覆在化学纤维表面制作复合纤维的方法，其特征是，包括如下步骤: (1)除油:用体积浓度为180-240ml/L的乙醇溶液作为溶剂，去除化学纤维表面的油迹，处理时间为10 — 20min，除油后，用去离子水洗净并烘干化学纤维； (2)粗化:根据不同的化学纤维，将除油后的化学纤维浸入到70-90g/L的氢氧化钠溶液中，在70-85°C温度下，处理10-25min，用去离子水洗净； (3)敏化:利用盐酸溶解氯化亚锡，待完全溶解后，再加入去离子水配制成10-30g/L的敏化液，并敏化液中加入少量锡粒；将粗化后的化学纤维浸入敏化液中，在室温下处理10-20min后取出，用碱水清洗,再用去离子水洗净； (4)活化:配制浓度为0.5-3g/L的硝酸银溶液，滴加氨水出现棕红色沉淀，继续滴加直至沉淀消失，加去离子水至100-300ml配制成活化液；将经过敏化处理后的化学纤维浸入活化液中，室温下处理5-20min后取出，用去离子水洗并烘干； (5)化学镀银:在浓度为5-10g/L的硝酸银溶液中缓慢加入氨水并搅拌，直到沉淀消失，加入浓度为2-4g/L的氢氧化钠，出现沉淀，再缓慢加入氨水并搅拌，直到沉淀刚好消失，配制成氧化液；将葡萄糖用去离子水溶解，配制成浓度为10-20g/L的还原液；将经过前处理的化学纤维放置到还原液中，将氧化液向还原液中滴加，超声处理10-20min,待反应完全后，将化学纤维取出，用去离子水洗净并烘干； (6)涂覆:将镀银化学纤维放入1-5%的巯基化石墨烯的乙醇溶液中，在反应釜中充分反应，巯基与银离子之间的结合将巯基化石墨烯涂覆在镀银化学纤维表面后得到石墨烯涂覆的化学纤维。
2.根据权利要求1所述的将石墨烯涂覆在化学纤维表面制作复合纤维的方法，其特征是，化学纤维为涤纶、丙纶或锦纶。
3.根据权利要求1所述的将石墨烯涂覆在化学纤维表面制作复合纤维的方法，其特征是，步骤(4)-(5)中，氨水的浓度〈2%。
4.权利要求1-3中任何一项所述的方法制得的复合纤维。
【文档编号】D06M11/74GK104164784SQ201410349735
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】邹湘坪, 李晓强, 傅伟铮 申请人:杭州杭复新材料科技有限公司