CN103805971B - 一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法 - Google Patents

一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，包括：将纺织品浸入10～30g/L粗化液中，升温至60℃后保温30min，然后升温至90℃后保温60min，洗涤并烘干；将织物浸渍在壳聚糖溶液中，二浸二轧，晾干；将织物常温浸渍在硫酸镍溶液中，然后浸入硼氢化钠溶液中，清洗，晾干，得到活化后的织物，浸入化学镀铜液中，施镀后水洗烘干。本发明所开发的高分子吸附镍盐活化液，具有绿色环保特点，既有提高镀层与基底织物的结合力，又可以镍盐活化钯盐，活化成本低，贵金属污染减小，可操作性强。

Description

一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法
技术领域
本发明属于功能性纺织品的制备领域，特别涉及一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法。
背景技术
贵金属活化化学镀工艺在大规模应用时，造成生产成本偏高，活化液不稳定等问题。镍盐还原法是通过选用合适的还原剂，将镍盐溶液中的金属离子还原获取金属颗粒形成催化活化中心。张京迪等人以甲醇为溶剂，利用表面活性剂的增溶性增强涤纶织物对乙酸镍的吸附，用硼氢化钾直接吸附在涤纶上的乙酸镍形成活化中心。为了使活性金属与基体之间以化学吸附结合以提高镀层结合力，常对基体进行表面处理使其表面分布-COOH、-SO3H或-CONH2等基团，与金属离子形成配位结合，再经还原得到活性点。目前有研究利用壳聚糖吸附钯离子并还原获得活化层，但利用其吸附镍离子进行还原活化处理的研究还未见报道。
目前国内外对化学镀铜织物进行了大量的研究，通常是在钯等活性物质表面上通过甲醛等还原剂的作用，使铜离子还原析出。甲醛刺激性大，污染环境且危害人体健康，同时镀铜过程中Cu2O和H2产生，对镀层性能造成不良影响，许多国家对使用甲醛作为还原剂进行限制，非甲醛还原剂的研究相当活跃，主要集中在含硼化合物、次磷酸盐等。含硼化合物、次磷酸盐作为还原剂时镀层中含有硼、磷。欲得到纯铜镀层可采用联氨作为还原剂，然而铜对联氨还原反应的催化活性不高，要获得一定厚度的镀层，需利用镍的自催化活性，沉积镍辅助连续沉积金属铜。为控制还原反应，同时避免铜离子生成氢氧化物沉淀，须在镀液中加入络合剂，本发明采用柠檬酸根作为络合离子。
采用天然螯合剂壳聚糖作为预处理剂，通过镍盐吸附还原获得催化活性中心，同时采用联氨还原化学镀体系获得导电纺织品，该工艺简单，易操作，镀液可重复利用，得到的铜镀层均匀致密，导电性良好，屏蔽效能高，在功能纺织品开发领域中降低生产成本、减少环境污染方面具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，本发明所开发的高分子吸附镍盐活化液，具有绿色环保特点，既有提高镀层与基底织物的结合力，又可以镍盐活化钯盐，活化成本低，贵金属污染减小，可操作性强。
本发明的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，包括：
（1）将纺织品浸入10～30g/L粗化液中，升温至60℃后保温30min，然后升温至90℃后保温60min，洗涤并烘干；
（2）将步骤（1）中织物浸渍在壳聚糖溶液中，二浸二轧，晾干；
（3）将步骤（2）中织物常温浸渍在硫酸镍溶液中，然后浸入硼氢化钠溶液中，清洗，晾干，得到活化后的织物；
（4）将上述活化后的织物浸入化学镀铜液中，施镀后水洗烘干，得到镀铜纺织品。
所述步骤（1）中织物为涤纶布、锦纶布、涤锦布中的一种。
所述步骤（1）中粗化液为NaOH粗化液，浓度为15-25g/L。
所述步骤（1）中洗涤为用5%冰醋酸中和水洗，再用蒸馏水洗涤至中性。
所述步骤（2）中壳聚糖溶液的浓度为15-20g/L。
所述步骤（2）中利用均匀轧车二浸二轧，压力为1kg/cm2；轧余率为80～120%。
所述步骤（3）中硫酸镍溶液的浓度为40-60g/L，浸渍在硫酸镍溶液中的时间为50-60min。所述步骤（3）中硼氢化钠溶液的浓度为8-12g/L，pH为10-11，浸入硼氢化钠溶液35-45min。所述步骤（4）中化学镀铜液为硫酸镍4-8g/L，硫酸铜30-40g/L，水合肼25-30g/L，硫酸铵8-12g/L，柠檬酸钠10-15g/L，硼酸15-20g/L，pH=8-9。
所述步骤（4）中化学镀温度为60-70℃，时间为30-60min。
本发明首先对纺织品进行表面高分子预处理、镍盐吸附还原活化等前处理，再进行无甲醛化学镀铜制备导电纺织品。本发明在高分子预处理中采用分子结构中含有大量配位基团的天然高分子-壳聚糖对织物进行处理，赋予织物表面一定的官能团，且这些官能团对镍离子具有较强的螯合作用，再经还原液还原后在线为表面形成催化活性中心。本发明采用镍盐活化配方与工艺，活化液主要由镍盐和硼氢化盐组成，同时采用联氨还原体系化学镀铜。本方法降低了纺织品表面化学镀金属的原料成本，减少了贵金属污染，提高了金属层与织物表面的结合力，改善了其使用性能，制备的织物方阻在50～100mΩ，在300KHz～3000MHz范围内屏蔽效能为60～80dB，具有良好的实际应用前景。
有益效果
（1）本发明所开发的高分子吸附镍盐活化液，具有绿色环保特点，既可提高镀层与基底织物的结合力，又可以镍盐代替钯盐，活化成本降低，贵金属污染减小，可操作性强；采用柠檬酸根配合-联氨还原化学镀铜体系，溶液组成简单且成本低，对设备要求性能低，沉铜速度大于10g/m2·min，具有良好的实际应用前景；
（2）本发明制备的镀铜织物导电性能良好，方阻值在50～100mΩ，保留了织物原有的特性，手感柔软，且耐摩擦和耐洗性能优良。在300KHz-3000MHz范围内屏蔽效能为平均达60～80dB，可广泛用于电磁波防辐射服及军事、国防等特殊部门的电磁屏蔽。
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
（1）织物粗化：将洗净后的织物（涤锦布）浸入20g/L NaOH粗化液中，升温至60℃，保温30min，然后升温至90℃保温60min，用5%冰醋酸中和水洗，再用蒸馏水洗涤至中性，烘干待用。
（2）高分子膜成膜：将步骤（1）得到的织物在一定浓度的18g/L壳聚糖溶液中浸渍，利用均匀轧车（压力：1kg/cm2）二浸二轧，晾干待用。
（3）活化处理：将步骤（2）得到的织物在50g/L硫酸镍溶液中常温下浸渍60min后，浸入10g/L硼氢化钠溶液（pH=10.5）中还原40min，后用蒸馏水清洗干净并晾干。
（4）化学镀铜：配制化学镀铜液组成为：硫酸镍6g/L，硫酸铜35g/L，水合肼30g/L，硫酸铵10g/L，柠檬酸钠12g/L，硼酸17g/L，pH=8；设定振荡染样机温度65℃和时间40min，将步骤（3）活化后织物放入镀液中，施镀后水洗并烘干。
测试表明，织物的表面方阻为80±5mΩ/sq，在300kHz～300MHz波段的平均屏蔽效能超过70dB。
实施例2
（1）织物粗化：将洗净后的织物（锦纶布）浸入15g/L NaOH粗化液中，升温至60℃，保温30min，然后升温至90℃保温60min，用5%冰醋酸中和水洗，再用蒸馏水洗涤至中性，烘干待用。
（2）高分子膜成膜：将步骤（1）得到的织物在15g/L壳聚糖溶液中浸渍，利用均匀轧车（压力：1kg/cm2）二浸二轧，晾干待用。
（3）活化处理：将步骤（2）得到的织物在40g/L硫酸镍溶液中常温下浸渍60min后，浸入8g/L硼氢化钠溶液（pH=10）中还原35min，后用蒸馏水清洗干净并晾干。
（4）化学镀铜：配制化学镀铜液组成为：硫酸镍8g/L，硫酸铜40g/L，水合肼30g/L，硫酸铵12g/L，柠檬酸钠15g/L，硼酸20g/L，pH=9；设定振荡染样机温度60℃和时间30min，将步骤（3）活化后织物放入镀液中，施镀后水洗并烘干。
测试表明，织物的表面方阻为60±5mΩ/sq，在300kHz～300MHz波段的平均屏蔽效能超过70dB。
实施例3
（1）织物粗化：将洗净后的织物（涤纶布）浸入25g/L NaOH粗化液中，升温至60℃，保温30min，然后升温至90℃保温60min，用5%冰醋酸中和水洗，再用蒸馏水洗涤至中性，烘干待用。
（2）高分子膜成膜：将步骤（1）得到的织物在一定浓度的20g/L壳聚糖溶液中浸渍，利用均匀轧车（压力：1kg/cm2）二浸二轧，晾干待用。
（3）活化处理：将步骤（2）得到的织物在60g/L硫酸镍溶液中常温下浸渍50min后，浸入12g/L硼氢化钠溶液（pH=11）中还原45min，后用蒸馏水清洗干净并晾干。
（4）化学镀铜：配制化学镀铜液组成为：硫酸镍5g/L，硫酸铜35g/L，水合肼27g/L，硫酸铵10g/L，柠檬酸钠13g/L，硼酸18g/L，pH=8；设定振荡染样机温度70℃，时间为60min。将步骤（3）活化后织物放入镀液中，施镀后水洗并烘干。
测试表明，织物的表面方阻为100±5mΩ/sq，在300kHz～300MHz波段的平均屏蔽效能超过60dB。
实施例4
（1）织物粗化：将洗净后的织物（锦纶布）浸入22g/L NaOH粗化液中，升温至60℃，保温30min，然后升温至90℃保温60min，用5%冰醋酸中和水洗，再用蒸馏水洗涤至中性，烘干待用。
（2）高分子膜成膜：将步骤（1）得到的织物在18g/L壳聚糖溶液中浸渍，利用均匀轧车（压力：1kg/cm2）二浸二轧，晾干待用。
（3）活化处理：将步骤（2）得到的织物在55g/L硫酸镍溶液中常温下浸渍55min后，浸入11g/L硼氢化钠溶液（pH=10.5）中还原40min，后用蒸馏水清洗干净并晾干。
（4）化学镀铜：配制化学镀铜液组成为：硫酸镍7g/L，硫酸铜38g/L，水合肼28g/L，硫酸铵12g/L，柠檬酸钠12g/L，硼酸18g/L，pH=9；设定振荡染样机温度65℃和时间为55min，将步骤（3）活化后织物放入镀液中，施镀后水洗并烘干。
测试表明，织物的表面方阻为100±5mΩ/sq，在300kHz～300MHz波段的平均屏蔽效能超过60dB。

Claims (9)

1.一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，包括：
(1)将纺织品浸入10～30g/L粗化液中，升温至60℃后保温30min，然后升温至90℃后保温60min，洗涤、烘干；
(2)将步骤(1)中织物浸渍在壳聚糖溶液中，二浸二轧，晾干；
(3)将步骤(2)中织物常温浸渍在硫酸镍溶液中，然后浸入硼氢化钠溶液中，清洗，晾干，得到活化后的织物；
(4)将上述活化后的织物浸入化学镀铜液中，施镀后水洗烘干，得到镀铜纺织品；其中化学镀铜液为硫酸镍4-8g/L，硫酸铜30-40g/L，水合肼25-30g/L，硫酸铵8-12g/L，柠檬酸钠10-15g/L，硼酸15-20g/L，pH＝8-9。
2.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(1)中织物为涤纶布、锦纶布、涤锦布中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(1)中粗化液为NaOH粗化液，浓度为15-25g/L。
4.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(1)中洗涤为用5％冰醋酸中和水洗，再用蒸馏水洗涤至中性。
5.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(2)中壳聚糖溶液的浓度为15-20g/L。
6.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(2)中利用均匀轧车二浸二轧，压力为1kg/cm2；轧余率为80～120％。
7.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(3)中硫酸镍溶液的浓度为40-60g/L，浸渍在硫酸镍溶液中的时间为50-60min。
8.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(3)中硼氢化钠溶液的浓度为8-12g/L，pH为10-11，浸入硼氢化钠溶液35-45min。
9.根据权利要求1所述的一种镍盐活化化学镀铜纺织品的方法，其特征在于：所述步骤(4)中化学镀温度为60-70℃，时间为30-60min。
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