CN101949091B - 一种溶胶-凝胶法ito/涤纶复合导电织物的制备方法 - Google Patents

一种溶胶-凝胶法ito/涤纶复合导电织物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，包括：(1)将金属铟溶解于无机酸中，配制成溶液；(2)在溶液中加入SnCl4·5H2O，磁力搅拌并加热至75℃-85℃，直到溶液的粘度增大，形成无色透明的ITO溶胶为止，该溶胶静置24-48小时老化后即得ITO无机凝胶；(3)在无机凝胶中加入无水乙醇，磁力搅拌，再加入聚乙二醇和粘合剂，升温至70℃-80℃，水浴加热搅拌5-8小时后，加入涤纶织物；之后烘干。本发明的方法简单，成本低，适合于工业化生产；所得导电织物具有良好的抗静电性，并且处理前后的颜色变化不大。

Description

一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法
技术领域
本发明属涤纶复合导电织物的制备领域，特别是涉及一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法。
背景技术
ITO(Indium Tin Oxides)，中文名为铟锡金属氧化物。ITO是一种高度简并的N型半导体，它以高的可见光透过率和红外线反射率、优良的导电性及较好的蚀刻性能而受到极大的关注。ITO薄膜具有导电性好，对可见光透明，对红外光反射性强等特性，在液晶电视、建筑用节能视窗、太阳能电池、轿车风挡等方面获得同益广泛的应用。ITO薄膜除了前面所提到的许多用途外，还可作为摄像管、场致发光板、等离子体显示屏等器件的导电电极，用于静电屏蔽、热反射选择性透射膜、触摸开关等。
以纺织品作为基底材料，利用溶胶-凝胶法，将导电无机金属氧化物作为导电覆盖层吸附于基质纤维表面可使其具备导电性。通过该方法制取的纤维既具有导电性能，又具有基体纤维的物理机械性能，在智能纺织品领域取得了很大的进展，广泛应用于纺织品化学传感、生物修复材料、电磁屏蔽材料等方面。
涤纶织物挺括、悬垂性好、不易皱、不缩水，是一种很优良的合成纤维织物，广受消费者喜爱。但是由于涤纶大分子内无亲水基团，分子堆砌十分紧密，特别容易引起静电现象。因为静电现象的存在导致涤纶织物的穿着舒适性差，还会引起电击，甚至是造成较为严重的灾害。因此，对于涤纶织物的抗静电整理一直是关注的热点所在。传统的抗静电整理剂为表面活性剂，通常用其对纤维或织物进行处理，但其抗静电效果及耐洗涤性能差和持久性差，而且会受到气候和使用环境等因素的影响。而碳黑或导电高分子复合导电纤维的应用使得纺织品的抗静电效果显著、耐久且不受环境湿度等因素的影响，但由于碳黑或导电高分子复合导电纤维呈灰黑或墨绿色，不适合于浅色纺织品的整理，故其应用范围受到了很大限制。在此基础上，探寻一种新型的具有良好抗静电效果且受气候环境影响低，适用于各种颜色织物的抗静电整理剂是十分值得研究的。本专利尝试应用溶胶-凝胶法制备ITO新型材料，并且整理涤纶织物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，该方法简单，成本低，适合于工业化生产；所得导电织物具有良好的抗静电性，并且处理前后的颜色变化不大。
本发明的一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，包括：
(1)将金属铟溶解于无机酸中，配制成溶液；
(2)在上述溶液中加入SnCl4·5H2O，磁力搅拌并加热至75℃-85℃，直到溶液的粘度增大，形成无色透明的ITO溶胶为止，该溶胶静置24-48小时老化后即得ITO无机凝胶；
(3)在上述无机凝胶中加入无水乙醇，磁力搅拌，再加入聚乙二醇和粘合剂，升温至70℃-80℃，水浴加热搅拌5-8小时后，加入涤纶织物，与ITO有机溶胶反应；之后烘干；
所述金属铟：SnCl4·5H2O∶无水乙醇∶聚乙二醇∶粘合剂∶涤纶织物为1.8g-4g∶0.6g-1.4g∶10mL-20mL∶0.04g-0.08g∶0.4g-0.8g∶0.5g-2g。
所述步骤(1)中的无机酸为浓硝酸或浓盐酸。
所述步骤(1)中的无机酸过量，与金属铟的体积质量比为(20mL-60mL)∶(1.8g-4g)。
所述步骤(3)中的聚乙二醇的分子量为400。
所述步骤(3)中的烘干的条件为预烘烘干3-8min(80-85℃)以及焙烘2-5min(120-140℃)。
所述步骤(3)中的粘合剂为市售各类粘合剂，如巴斯夫海立柴林粘合剂。
所述步骤(3)中的涤纶织物为市售各类涤纶织物。
所述步骤(3)中所得的ITO/涤纶复合导电织物的电导率为10-4～10-3S/cm。
有益效果
(1)本发明的制备方法简单，成本低，适合于工业化生产；
(2)本发明所得的ITO/涤纶复合导电织物电导率为10-4～10-3S/cm，复合织物的强力变化不大；具有良好的抗静电的特点，并且处理前后颜色变化不大。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，将1.952g金属铟溶解于30ml浓硝酸，在烧杯中反应，配制成硝酸铟溶液，静置12小时后备用。加入0.624g的SnCl4·5H2O，磁力搅拌并加热至75℃，直到溶液的粘度增大，形成无色透明的ITO溶胶为止。静置24小时。将上述凝胶，加入10mL无水乙醇，磁力搅拌。再加入0.04g的PEG400和0.4g巴斯夫海立柴林粘合剂。逐渐升温至70℃，水浴加热搅拌5小时后，加入0.5g涤纶织物，80℃烘干，120℃焙烘3min。复合织物电导率1.32×10-4S/cm。
实施例2
一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，将2g金属铟溶解于30ml浓盐酸，在烧杯中反应，配制成氯化铟溶液，静置12小时后备用。加入0.6g的SnCl4·5H2O，磁力搅拌并加热至75℃，直到溶液的粘度增大，形成无色透明的ITO溶胶为止。静置24小时。将上述凝胶，加入10mL无水乙醇，磁力搅拌。再加入0.04g的PEG400和0.4g巴斯夫海立柴林粘合剂。逐渐升温至70℃，水浴加热搅拌5小时后，加入0.5g涤纶织物，80℃烘干，120℃焙烘2min。复合织物电导率1.37×10-4S/cm。
实施例3
一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，将1.952g金属铟溶解于30ml浓硝酸，在烧杯中反应，配制成硝酸铟溶液，静置12小时后备用。加入0.7g的SnCl4·5H2O，磁力搅拌并加热至85℃，直到溶液的粘度增大，形成无色透明的ITO溶胶为止。静置48小时。将上述凝胶，加入10mL无水乙醇，磁力搅拌。再加入0.04g的PEG400和0.4g巴斯夫海立柴林粘合剂。逐渐升温至80℃，水浴加热搅拌5小时后，加入0.5g涤纶织物，85℃烘干，140℃焙烘2min。复合织物电导率1.23×10-4S/cm。

Claims (6)

1.一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，包括：
(1)将金属铟溶解于无机酸中，配制成溶液；
(2)在上述溶液中加入SnCl4·5H2O，磁力搅拌并加热至75℃-85℃，直到溶液的粘度增大，形成无色透明的ITO溶胶为止，该溶胶静置24-48小时老化后即得ITO无机凝胶；
(3)在上述无机凝胶中加入无水乙醇，磁力搅拌，再加入聚乙二醇和粘合剂，升温至70℃-80℃，水浴加热搅拌5-8小时后，加入涤纶织物；之后烘干；
所述金属铟∶SnCl4·5H2O∶无水乙醇∶聚乙二醇∶粘合剂∶涤纶织物为1.8g-4g∶0.6g-1.4g∶10mL-20mL∶0.04g-0.08g∶0.4g-0.8g∶0.5g-2g。
2.根据权利要求1所述的一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的无机酸为浓硝酸或浓盐酸。
3.根据权利要求1所述的一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的无机酸过量，与金属铟的体积质量比mL/g为20-60∶1.8-4。
4.根据权利要求1所述的一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的聚乙二醇的分子量为400。
5.根据权利要求1所述的一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的烘干的条件为80-85℃预烘烘干3-8min以及120-140℃焙烘2-5min。
6.根据权利要求1所述的一种溶胶-凝胶法ITO/涤纶复合导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所得的ITO/涤纶复合导电织物的电导率为10-4～10-3S/cm。
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