專利名稱：提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維表面接枝方法
技術領域：
本發明涉及功能化紡織材料，尤其是涉及改善銀金屬沉積層與聚酰胺纖維 基體之間結合力的一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維表面接枝方 法。
背景技術：
通過對纖維材料表面物理或化學方法沉積金屬之后，將賦予纖維材料導電 性、導熱性、反光性和電磁屏蔽性能。由于纖維及其制品的柔性特征，金屬化 纖維和紡織品具有傳統金屬材料所不具備的易成型性、柔韌性和透氣性。纖維金屬化常用的金屬沉積層為銅、鎳、銅鎳合金或銅/鎳雙層先后沉積。 由于銀具有十分優異的導電性、導熱性和柔韌性，是纖維材料金屬化的較佳的 金屬層選擇對象。然而，由于纖維基體和金屬層之間理化性質的差異，金屬層 和纖維之間的結合力和結合牢度一直是纖維金屬化所關注的重要問題?？梢酝ㄟ^物理的、化學的以及二者相結合的方法提高金屬沉積層和纖維之 間的結合力。物理方法是采用溶劑、氧化劑等對纖維表面的刻蝕作用，得到粗 糙的纖維表面，從而提高金屬沉積層和纖維之間的結合力。這種方法對所有種 類的基體和金屬沉積層都具有一定的效果，但對較厚的金屬沉積層比較有效， 而對較薄的沉積層作用有限。化學方法則是通過改變基體的表面化學狀態，通 過化學鍵合作用來提高基體和金屬沉積層之間的結合力。這種方法對不同厚度 的金屬沉積層均具有良好的效果，同時，這種方法具有選擇性，即不同種類的 基體和不同種類的金屬沉積層需要選擇特定的化學鍵來實現基體和金屬沉積層 之間的結合力。不同材質、不同狀態的基體和不同的金屬層需要采用不同的基體表面處理方法。對于聚酰胺塑料的表面金屬化，日本專利JP63270475采用鹽酸進行刻蝕 粗化，日本專利JP60100678采用鉻酸刻蝕粗化，美國專利US4362799采用多元 苯酚溶脹處理，德國專利DE4322516則采用等離子體刻蝕。對于銀金屬化沉積， 我國專利CN02112707.7提出通過巰基硅烷處理玻璃以提高銀沉積層和玻璃之間 的結合力，我國專利CN200510111539.5提出使用氨基硅烷偶聯劑來提高玻璃和 非金屬基體與銀金屬沉積層之間的結合力。日本專利JP2002-047573提出了采用 銀偶聯的含氮雜環類(咪唑)環氧硅垸來提高基體和銀沉積層之間的結合力。對于聚酰胺纖維，由于纖維細度很細(10-40|Lim)，米用刻蝕處理往往出現 過度刻蝕粗化導致纖維強力大大下降，或者刻蝕粗化不足導致對基體和金屬層 之間的結合力提高作用不明顯。另外，偶聯劑和基體之間的作用主要靠靜電作 用力，因此偶聯劑的使用對提高基體和金屬沉積層之間的結合力作用有限。 發明內容本發明的目的是提供一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維表面 接枝方法，以提高纖維和金屬沉積層之間的結合力，尤其是纖維和銀金屬沉積 層之間的結合力，為得到抗摩擦、抗彎折、耐洗滌性能優良的銀金屬化脂肪族 聚酰胺纖維奠定基礎。本發明所采用的技術方案是-1) 預處理，纖維經過高溫堿煮練或常溫堿液堆置，以除去纖維表面的油劑、 漿料及污漬。2) 接枝處理，經過預處理的纖維進行表面巰基化接枝處理。巰基化接枝處理方案如下<formula>formula see original document page 5</formula>高溫堿煮練或常溫堿堆置采用自來水，處理后洗滌纖維表面，自來水洗滌 3-5道，最后一道去離子水洗滌；所述的巰基化接枝處理條件為1) 50%甲酸溶脹處理纖維2-6小時，浴比為1:10;2) 多聚甲醛的甲醇溶液濃度為10-30%，反應溫度60QC，反應時間 50-120min，浴比為1:1.5-1:3;3) 硫脲為10-30g/l，鹽酸濃度為36%的濃鹽酸10-30ml/l，反應溫度30°C， 反應時間30-60min，浴比為1:10;4) KOH濃度為0.5-2g/l,浴比為1:10。5) 清洗，巰基化接枝后的纖維經過去離子水洗滌。所述的聚酰胺纖維為錦綸6或錦綸66纖維，其纖維細度在O.l-lOdtex之間。 所述的聚酰胺纖維以短纖維、長絲、紗線、針織物、機織物或非織造布的形式 出現。本發明具有的有益效果是通過本發明可以將巰基基團引入到脂肪族聚酰胺纖維、紗線和織物的表面， 通過巰基與金屬之間的強化學作用，得到纖維基體和金屬沉積層之間牢固的結 合力，與表面刻蝕、粗化和偶聯劑偶聯作用相比，可以大大提高纖維基體和金 屬層之間的結合力，從而改善金屬化纖維和織物的耐磨性、耐揉搓性、耐彎折 性和耐洗滌性。
具體實施方式
實施例1:纖維材料錦綸66長絲，規格為70d/32f。1、 預處理高溫堿煮練條件為NaOH lg/1，三聚磷酸鈉5g/1，表面活性劑10 m1/1，溫 度95。C，浴比1:10，時間60min。預處理后自來水洗4道，去離子水洗l道。2、 巰基化接枝改性20g纖維首先在25°C溫度下200ml 50%甲酸溶液中溶脹2h。將3g多聚甲醛 加入到30g甲醇溶液，在lmg的固體NaOH催化下加熱到60°C，得到澄清的溶 液后加入85。/。甲酸2ml，之后在充分攪拌條件下加入經過預處理的纖維20g，反 應120min。之后將纖維取出，放入溫度25。C硫脲的鹽酸水溶液200mK硫脲10g/l， 36。/。鹽酸10ml/1)中攪拌反應60min。之后將纖維取出，在200ml濃度為0.5g/l的KOH溶液中中和20min。 3、清洗巰基化接枝改性后，用去離子水充分洗滌3道，得到可以表面銀金屬化的 備用纖維。實施例2:纖維材料錦綸66短纖維，細度為3D，長度為38mm。1、 預處理高溫堿煮練條件為NaOH 4 g/1，三聚磷酸鈉4 g/1，表面活性劑2 ml/1,溫 度95。C，浴比1:20，時間45min。預處理后自來水洗4道，去離子水洗l道。2、 巰基化接枝改性20g纖維首先在25°C溫度下200ml 50%甲酸溶液中溶脹2h。將6g多聚甲醛 加入到30g甲醇溶液，在2mg的固體NaOH催化下加熱到60。C，得到澄清的溶 液后加入85n/。甲酸2ml，之后在充分攪拌條件下加入經過預處理的纖維20g，反 應80min。之后將纖維取出，放入溫度25°C 200ml硫脲的鹽酸水溶液(硫脲20g/l， 36%鹽酸20ml/l)中攪拌反應45min。之后將纖維取出，在200ml濃度為lg/1 的KOH溶液中中和10min。3、 清洗巰基化接枝改性后，用去離子水充分洗滌3道，得到可以表面銀金屬化的 備用纖維。 實施例3:纖維材料錦綸6短纖維，細度為3D，長度為38mm。1、 預處理高溫堿煮練條件為NaOH 10 g/l，三聚磷酸鈉lg/l，表面活性劑2 ml/1,溫 度95。C，浴比1:20，時間60min。預處理后自來水洗4道，去離子水洗l道。2、 巰基化接枝改性20g纖維首先在25QC溫度下200ml 50%甲酸溶液中溶脹2h。將9g多聚甲醛 加入到30g甲醇溶液，在2mg的固體NaOH催化下加熱到60^C，得到澄清的溶 液后加入85M甲酸2ml，之后在充分攪拌條件下加入經過預處理的纖維20g，反 應50min。之后將纖維取出，放入溫度25°C 200ml硫脲的鹽酸水溶液(硫脲30g/l， 36。/。鹽酸30ml/1)中攪拌反應30min。之后將纖維取出，在200ml濃度為lg/1的KOH溶液中中和10min。 3、清洗巰基化接枝改性后，用去離子水充分洗滌3道，得到可以表面銀金屬化的 備用纖維。實施例4:織物材料190T尼絲紡錦綸6長絲格子機織物，格子尺寸為2mmx2mm， 織物規格為70d/32fx70d/32f，平方米克重為75g/m2。1、 預處理常溫堿堆置條件NaOH80g/1，三聚磷酸鈉4g/1，表面活性劑8ml/1，浴比 1:10，時間12h。預處理后的織物經過自來水洗4道，去離子水洗1道。2、 巰基化接枝改性0. 5、^織物首先在25。C溫度下400ml 50%甲酸溶液中溶脹4h。將15g多聚 甲醛加入到100g甲醇溶液，在2mg的固體NaOH催化下加熱到60°C，得到澄 清的溶液后加入85%甲酸5ml，之后在攪拌條件下加入經過預處理的織物0.5m2， 反應50min。之后將織物取出，放入溫度25。C 400ml硫脲的鹽酸水溶液(硫脲 30g/l， 36。/。鹽酸20ml/1)中攪拌反應30min。之后將織物取出，在400ml濃度為 lg/1的KOH溶液中中和10min。3、 清洗巰基化接枝改性后，用去離子水充分洗滌3道，得到可以表面銀金屬化的 備用織物。實施例5:織物材料錦綸6非織造布，纖維細度為1.5D，長度38mm，平方米克重 為50g/m2。1、 預處理常溫堿堆置條件NaOH40g/1，三聚磷酸鈉5g/1，表面活性劑10 ml/1 ，浴 比1:20，時間24h。預處理后的織物經過自來水洗4道，去離子水洗1道。2、 巰基化接枝改性0.51112織物首先在25°C溫度下250ml 50%甲酸溶液中溶脹5h。將10g多聚 甲醛加入到100g甲醇溶液，在微量的固體NaOH催化下加熱到60。C，得到澄清 的溶液后加入85%甲酸5ml，之后在攪拌條件下加入經過預處理的織物0.5m2，反應80min。之后將織物取出，放入溫度25。C 250ml硫脲的鹽酸水溶液(硫脲 10g/l， 36。/。鹽酸20ml/1)中攪拌反應30min。之后將織物取出，在250ml濃度為 0.5g/l的KOH溶液中中和10min。 3、清洗巰基化接枝改性后，用去離子水充分洗滌3道，得到可以表面銀金屬化的 備用織物。實施例6:織物材料錦綸66經編針織物，所用紗線規格為70d/32fx70d/32f,平方米 克重為70g/m2。1、 預處理常溫堿堆置條件NaOH100g/1，三聚磷酸鈉lg/1，表面活性劑2ml/1，浴比 1:20，時間12h。預處理后的織物經過自來水洗4道，去離子水洗l道。2、 巰基化接枝改性0.51112織物首先在25aC溫度下350ml 50%甲酸溶液中溶脹6h。將12g多聚 甲醛加入到100g甲醇溶液，在微量的固體NaOH催化下加熱到60。C,得到澄清 的溶液后加入85%甲酸5ml，之后在攪拌條件下加入經過預處理的織物0.5m2， 反應50min。之后將織物取出，放入溫度25。C 350ml硫脲的鹽酸水溶液(硫脲 10g/l， 36。/。鹽酸30ml/1)中攪拌反應30min。之后將織物取出，在350ml濃度為 2g/1的KOH溶液中中和10min。3、 清洗巰基化接枝改性后，用去離子水充分洗滌3道，得到可以表面銀金屬化的 備用織物。
權利要求
1.一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維表面接枝方法，其特征在于該方法的步驟如下1)預處理以除去聚酰胺纖維表面的油劑、漿料及污漬；2)接枝處理經過預處理的聚酰胺纖維進行表面巰基化接枝處理，巰基化接枝處理方案如下id="icf0001" file="S2008100603573C00011.gif" wi="83" he="92" top= "85" left = "55" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>
3. 根據權利要求1所述的一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維 表面接枝方法，其特征在于所述的巰基化接枝處理條件為l.一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維表面接枝方法，其特征在 于該方法的步驟如下1) 預處理以除去聚酰胺纖維表面的油劑、漿料及污漬；2) 接枝處理經過預處理的聚酰胺纖維進行表面巰基化接枝處理，巰基化接 枝處理方案如下+<formula>formula see original document page 2</formula>1) 50%甲酸溶脹處理纖維2-6小時，浴比為1:10;2) 多聚甲醛的甲醇溶液濃度為10-30%，反應溫度60"C，反應時間 50-120min，浴比為1:1.5-1:3;3) 硫脲為10-30g/l，鹽酸濃度為36%的濃鹽酸10-30ml/l，反應溫度30°C， 反應時間30-60min，浴比為1:10;4) KOH濃度為0.5-2g/l，浴比為1:10;5) 清洗，巰基化接枝后的纖維經過去離子水洗滌。
4. 根據權利要求1所述的一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維 表面接枝方法，其特征在于所述的聚酰胺纖維為錦綸6或錦綸66纖維，其纖 維細度在0.1-10dtex之間。
5. 根據權利要求1所述的一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維 表面接枝方法，其特征在于所述的聚酰胺纖維以短纖維、長絲、紗線、針織 物、機織物或非織造布的形式出現。
全文摘要
本發明公開了一種提高與金屬沉積層之間結合力的聚酰胺纖維表面接枝方法。聚酰胺纖維經過表面油污及漿料充分去除后，在纖維表面接枝可以絡合金屬的巰基基團。通過本發明可以將巰基基團引入到脂肪族聚酰胺纖維、紗線和織物的表面，通過巰基與金屬之間的強化學作用，得到纖維基體和金屬沉積層之間牢固的結合力，與表面刻蝕、粗化和偶聯劑偶聯作用相比，可以大大提高纖維基體和金屬層之間的結合力，從而改善金屬化纖維和織物的耐磨性、耐揉搓性、耐彎折性和耐洗滌性。
文檔編號D06M13/00GK101255654SQ20081006035
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月8日 優先權日2008年4月8日
發明者馮新星, 張華鵬, 郭玉海, 陳建勇 申請人:浙江理工大學