CN108589275A - 一种腈纶导电长丝及其化学镀银制备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，以腈纶长丝为基体，充分利用腈纶长丝树皮状表面结构及‑CN的电负性，将腈纶长丝经过脱脂粗化活化后在密闭碱性银铵溶液中加压加热浸渍进行化学镀，在腈纶表面形成白色的银单质，从而实现长丝的导电化处理过程。制备的腈纶镀银导电长丝反应易于控制，导电性极好，纤维亲和能力强，导电特性持久，杀菌除臭屏蔽性能极好，耐酸碱性较好。

Description

一种腈纶导电长丝及其化学镀银制备的方法
技术领域
本发明涉及功能纤维制造领域，特别是涉及一种腈纶导电长丝及其镀银的制备方法。
背景技术
为了防止静电、电磁波干扰，从20 世纪中期至今, 人们已开发出各种抗静电产品、电磁屏蔽材料以及导电纤维。导电纤维的抗静电效果显著而持久，且不受环境湿度的影响，导电性能优良的纤维，小于10Ω·cm，常温下，纤维表面电荷半衰期很短,在极短的时间内消除静电，用导电纤维制成的导电织物，具有优异的导电、导热、屏蔽、吸收电磁波等功能，广泛应用于电子、电力行业的导电网、导电工作服；医疗行业的电热服、电面、电热绷带；航空、航天、精密电子行业的电磁屏蔽罩等方面。
目前，市场上导电纤维主要有以下几个类别
(1)金属系导电纤维，由铜、铝、不锈钢材料经多次拉丝制成，导电性好，但纤维所得的纤维柔软性较差，并且与普通织物纤维混纺均匀性差，不适宜在民用织物领域推广。
(2) 碳黑系导电纤维
将导电碳黑混入高聚物中，用复合防丝方法，制备“皮芯”、“海岛”、“并列”等多种碳素复合纤维，与常规纤维做成混纺、嵌织抗静电织物。由于碳黑系导电纤维呈现单一黑色，并且导电性很差，在抗静电服装领域有一定的局限性。
(3) 金属化合物型导电纤维
硫化亚铜、硫化铜、碘化亚铜均具是良好的导电性，利用这类导电化合物制备的导电纤维为金属化合物型导电纤维。
PAN基纤维上-CN基能与铜离子产生络合，络合在纤维表面的Cu2+在海波Na2S2O3作用下还原为Cu+，从而在纤维表面生成Cu2S，无-CN基Pet、PA表面无法络合Cu2+，通过提高在Pet、PA纤维表面Cu2+的沉积与吸附，也可达到或接近PAN基导电纤维的导电性能。由于所得纤维的导电性稳定性耐碱性都比较差，所以应用受限。
(4)导电高分子型纤维
进入９０年代随着聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电高分子聚合继问世，其中，苯胺在酸性环境下聚合形成的聚苯胺是目前已知的较为优良的高分子导电材料之一。因其制作复杂使用的有机物污染较大导电的稳定性又差，所以应用较少。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种腈纶导电长丝及其镀银的制备方法，所制成的腈纶导电长丝的导电性、屏蔽性、杀菌性极好。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种腈纶导电长丝，包括腈纶基体，所述腈纶基体表面镀附有导电层，所述导电层的主要成分为银。
在本发明一个较佳实施例中，所述腈纶导电长丝的体积电阻率在10-4Ω·cm，所述银含量为10%。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供腈纶导电长丝及其镀银的制备方法，具体步骤包括：
（1）加弹加捻：腈纶原丝长丝进行加弹加捻，形成加弹加捻的腈纶长丝丝筒；
（2）络筒：加弹加捻的腈纶长丝丝筒再络筒至松纱管上制成松纱筒；
（3）脱脂处理：将所述松纱筒放置在密闭的容器内对纤维表面进行脱脂处理，处理后进行水洗并脱水，形成脱脂处理后的松纱筒；
（4）微蚀粗化处理：将所述脱油处理后的松纱筒放置在密闭的容器内对纤维表面进行微蚀粗化处理，处理后进行水洗并脱水，形成微蚀粗化处理后的松纱筒；
（5）纤维活化：将所述微蚀粗化处理后的松纱筒放置密闭的容器在酸性条件下进行纤维活化，形成纤维活化后的松纱筒；
（6）浸渍吸附：将所述纤维活化后的松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式进行纤维表面Ag+浸渍吸附，浸渍液主要成分为银铵溶液、乙醇、聚乙二醇和水，在一定温度与压力条件，实现Ag+在纤维表面至内部的吸附、扩散和渗透，形成浸渍吸附后的松纱筒；
（7）还原生成：将所述浸渍吸附后的松纱筒继续放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式实现纤维表面吸附银的生成，还原反应液主要成分包括银铵溶液、乙醇、聚乙二醇、葡萄糖、氢氧化钠、酒石酸、光亮剂、反应速率缓冲剂，反应生成银，最终形成导电化处理后的松纱筒；
（8）将导电化处理后的松纱筒进行压洗、脱水、烘干、上油、络筒，完成掺杂法腈纶导电长丝的工艺过程。
在本发明一个较佳实施例中，经过所述步骤（1）处理后的丝条沸水收缩率≤1.0％，捻度为114Z/m，强力28CN/Tex，断裂伸长率18%。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述松纱筒为丝条重量、纱筒外形尺寸、形状完全一致筒子，筒子的纱线密度控制在0.20-0.24Kg/dm3。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，以双向压洗的形式进行脱油处理，脱油处理后水洗三遍将松纱筒离心脱水。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，以双向压洗的形式对纤维表面进行微蚀粗化处理，处理后水洗三遍将松纱筒离心脱水。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，以双向加压浸渍方式的形式在酸性条件下对进行纤维活化。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（6）中，所述浸渍液各组分的纱线配比为：银铵溶液20%-30%、乙醇5%-8%、聚乙二醇4%-6%，在一定温度38℃-45℃与压力0.20MPa-0.25MPa条件下进行。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（7）中，所述还原反应液各组分与腈纶纱线的配比为：银铵溶液20%-30%、乙醇5%-8%、聚乙二醇4%-6%、葡萄糖200%-300%、酒石酸20%-30%、光亮剂0.1%-0.2%、反应速率缓冲剂0.1%-0.2%、氢氧化钠调节至PH=11左右，在一定温度38℃-45℃与压力0.20MPa-0.25MPa条件下进行。
本发明的有益效果是：本发明腈纶镀银导电长丝，具有以下优点：1、有着极好的稳定性，室外放置无明显变化；2、有着较好的耐碱性能，PH=12的NaOH溶液中浸泡两个月电阻无明显变化；3、有着较好的导电性能，电阻率可达10-4Ω·cm；4、有着良好的杀菌性能，杀菌率大于99%；5、所织布料有着良好的防辐射效果。
本发明腈纶镀银合金导电长丝的制备方法，以腈纶长丝为基体，充分利用腈纶长丝树皮状表面结构及-CN的电负性，将腈纶长丝在密闭碱硫酸铜溶液中加压浸渍，在纤维表面形成银，从而实现长丝的导电化处理过程。具体优点如下：1、反应易于控制，纤维亲和能力强，导电特性持久，杀菌除臭抗辐射性能优良；2、腈纶长丝基导电纤维手感蓬松，高弹，柔软。衣着性、贴身性更好，在羊毛衫、高档西服内衬抗静电方面比尼龙、涤纶导电纤维相比更具有穿着舒适的优势。3、腈纶长丝基导电纤维电阻率10-4Ω·cm，不仅具有良好的抗电性，而且具有优良的电磁波屏蔽功能，既可以用以防电磁工作服生产，也可以用于精密仪器电磁屏蔽保护罩。
附图说明
图1是本发明腈纶镀银导电长丝的制备的方法一较佳实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种腈纶化学镀银导电长丝的制备方法，具体步骤包括：
1.无捻的腈纶长丝进行加弹加捻，处理后的丝条沸水收缩率≤1.0％，捻度为114Z/m，强力28CN/Tex，伸长率18%，加弹加捻后的长丝有助于后道工序处理，减少毛丝或倒筒乱丝。
2.加弹加捻后的丝筒再络筒至松纱管上，松纱筒力求丝条重量、纱筒外形尺寸、形状完全一致筒子，密度控制在0.22Kg/dm3。
3.将松纱筒放置在密闭的容器内以双向压洗的形式进行脱脂处理。
4.将松纱筒放置在密闭的容器内以双向压洗的形式对纤维表面进行微蚀粗化处理，处理后水洗将纱筒离心脱水。
5.松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式在酸性条件下对进行纤维活化。
6. 松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式进行纤维表面Ag+浸渍吸附，浸渍液主要成分为银铵溶液、乙醇、聚乙二醇和水，在温度40℃与压力0.20MPa条件下，实现Ag+在纤维表面至内部的吸附、扩散和渗透。
7.浸渍过的纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式在温度45℃与压力0.20MPa条件实现纤维表面银的生成，还原反应液主要成分银铵溶液、乙醇、聚乙二醇、葡萄糖、氢氧化钠、酒石酸、光亮剂、反应速率缓冲剂，最终形成银白色的纱筒，从而实现长丝的导电化处理过程。
8.纱筒压洗、脱水、烘干、络筒，完成掺杂法腈纶导电长丝的工艺过程。
实施例一
1.无捻的腈纶长丝在拉蒂车上进行加弹加捻，处理后的丝条沸水收缩率≤1.0％，捻度为114Z/m，强力28CN/Tex，伸长率18%。
2.加弹加捻后的丝筒再络筒至松纱管上，密度控制在0.22Kg/dm3。
3.将松纱筒放置在密闭的容器内以双向压洗的形式进行脱脂处理，脱脂处理后水洗三遍将纱筒离心脱水。
4.将松纱筒放置在密闭的容器内以双向压洗的形式对纤维表面进行微蚀粗化处理，处理后水洗三遍将纱筒离心脱水。
5.松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式在酸性条件下对进行纤维活化。
6. 松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式进行纤维表面Ag+浸渍。所述浸渍液各组分的纱线配比为：银铵溶液20%、乙醇5%、聚乙二醇4%、水400%～800%，在温度40℃与压力0.20MPa条件，实现Ag+纤维表面至内部均匀吸附、扩散、渗透。
7.浸渍过的纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式在温度45℃与压力0.20MPa条件实现纤维表面吸附银生成，还原反应液各组分的纱线配比为：银铵溶液20%、乙醇5%、聚乙二醇4%、葡萄糖200%、酒石酸20%、光亮剂0.1%、反应速率缓冲剂0.1%、氢氧化钠调节至PH=11左右，最终形成银白色的纱筒，从而实现长丝的导电化处理过程。
8.纱筒压洗、脱水、烘干、络筒，完成掺杂法腈纶导电长丝的工艺过程。
实施例二
和实施例一的区别在于：
步骤6. 松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式进行纤维表面Ag+浸渍。所述浸渍液各组分的纱线配比为：银铵溶液25%、乙醇6.25%、聚乙二醇5%、水400%～800%，在温度40℃与压力0.22MPa条件，实现Ag+纤维表面至内部均匀吸附、扩散、渗透。
步骤7.浸渍过的纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式在温度43℃与压力0.22MPa条件实现纤维表面吸附银生成，还原反应液各组分的纱线配比为：银铵溶液25%、乙醇6.25%、聚乙二醇5%、葡萄糖250%、酒石酸25%、光亮剂0.125%、反应速率缓冲剂0.125%、氢氧化钠调节至PH=11左右，最终形成银白色的纱筒，从而实现长丝的导电化处理过程。
实施例三
和实施例一的区别在于：
步骤6. 松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式进行纤维表面Ag+浸渍。所述浸渍液各组分的纱线配比为：银铵溶液30%、乙醇7.5%、聚乙二醇6%、水400%～800%，在温度42℃与压力0.20MPa条件，实现Ag+纤维表面至内部均匀吸附、扩散、渗透。
步骤7.浸渍过的纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式在温度42℃与压力0.25MPa条件实现纤维表面吸附银生成，还原反应液各组分的纱线配比为：银铵溶液30%、乙醇7.5%、聚乙二醇6%、葡萄糖300%、酒石酸30%、光亮剂0.15%、反应速率缓冲剂0.15%、氢氧化钠调节至PH=11左右，最终形成银白色的纱筒，从而实现长丝的导电化处理过程。
本发明腈纶导电长丝的电阻率可达10-4Ω·cm、抗菌率＞99%。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种腈纶导电长丝，其特征在于，包括腈纶基体，所述腈纶基体表面镀附有导电层，所述导电层的主要成分为银。
2.根据权利要求1所述的腈纶导电长丝，其特征在于，所述腈纶导电长丝的体积电阻率在10-4Ω·cm，所述银含量为10%。
3.一种腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，具体步骤包括：
（1）加弹加捻：无捻的腈纶原丝长丝进行加弹加捻，形成加弹加捻的腈纶长丝丝筒；
（2）络筒：加弹加捻的腈纶长丝丝筒再络筒至松纱管上制成松纱筒；
（3）脱脂处理：将所述松纱筒放置在密闭的容器内对纤维表面进行脱脂处理，处理后进行水洗并脱水，形成脱脂处理后的松纱筒；
（4）微蚀粗化处理：将所述脱油处理后的松纱筒放置在密闭的容器内对纤维表面进行微蚀粗化处理，处理后进行水洗并脱水，形成微蚀粗化处理后的松纱筒；
（5）纤维活化：将所述微蚀粗化处理后的松纱筒放置密闭的容器在离子钯条件下进行纤维活化，活化液的主要成分为：氯化钯、盐酸和水，形成纤维活化后的松纱筒；
（6）浸渍吸附：将所述纤维活化后的松纱筒放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式进行纤维表面Ag+浸渍吸附，浸渍液主要成分为银铵溶液、乙醇、聚乙二醇和水，在一定温度与压力条件，实现Ag+在纤维表面至内部的吸附、扩散和渗透，形成浸渍吸附后的松纱筒；
（7）还原生成：将所述浸渍吸附后的松纱筒继续放置密闭的容器以双向加压浸渍方式的形式实现纤维表面吸附银的生成，还原反应液主要成分包括银铵溶液、乙醇、聚乙二醇、葡萄糖、氢氧化钠、酒石酸、光亮剂、反应速率缓冲剂，反应生成银，最终形成导电化处理后的松纱筒；
（8）将导电化处理后的松纱筒进行压洗、脱水、烘干、上油、络筒，完成腈纶镀银导电长丝的工艺过程。
4.根据权利要求3所述的腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，经过所述步骤（1）处理后的丝条沸水收缩率≤1.0％，捻度为114Z/m，强力28CN/Tex，断裂伸长率18%。
5.根据权利要求3所述的腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述松纱筒为丝条重量、纱筒外形尺寸、形状完全一致筒子，筒子的纱线密度控制在0.20-0.24Kg/dm3。
6.根据权利要求3所述的腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，以双向压洗的形式进行脱脂处理，脱脂处理后水洗三遍将松纱筒离心脱水。
7.根据权利要求3所述的腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，以双向压洗的形式对纤维表面进行微蚀粗化处理，处理后水洗三遍将松纱筒离心脱水。
8.根据权利要求3所述的腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，所述步骤（5）中，以双向加压浸渍方式的形式在酸性条件下对进行纤维活化。
9.根据权利要求3所述的腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，所述步骤（6）中，所述浸渍液各组分与腈纶纱线的配比为：银铵溶液20%-30%、乙醇5%-8%、聚乙二醇4%-6%，所述一定温度与压力条件，具体为38℃-45℃、 0.20MPa-0.25MPa。
10.根据权利要求3所述的腈纶化学镀银制备导电长丝的方法，其特征在于，所述步骤（7）中，所述还原反应液各组分与腈纶纱线的配比为：银铵溶液20%-30%、乙醇5%-8%、聚乙二醇4%-6%、葡萄糖200%-300%、酒石酸20%-30%、光亮剂0.1%-0.2%、反应速率缓冲剂0.1%-0.2%、氢氧化钠调节至PH=11左右，所述一定温度与压力条件，具体为38℃-45℃、 0.20MPa-0.25MPa。
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