專利名稱：一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法
一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鍍銀織物的制備領(lǐng)域，特別涉及一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的進(jìn)步，單一的金屬或結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料已不能滿足人們對(duì)電磁輻射防護(hù)日益提高的要求，開發(fā)具備更寬頻率范圍和更高屏蔽效能的電磁屏蔽性能以及其它附加性能(如抗菌、抗靜電、防紫外等)的多功能整理劑成為人們競(jìng)相關(guān)注的焦點(diǎn)。
在紡織品領(lǐng)域中，將金屬與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子結(jié)合應(yīng)用于織物中，一方面可以使織物的靜電性大大提高，另一方面可以大大改善金屬化的織物手感和舒適度。目前報(bào)道， Emmanuel Gasana等人對(duì)聚芳酰胺進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)在聚芳酰胺表面直接鍍銅得不到理想的效果，所以采取了先化學(xué)沉積聚吡咯，再進(jìn)行化學(xué)鍍銅的方式，獲得有良好的導(dǎo)電性 (Emmanuel Gasana, Philippe ffestbroek, Jean Hakuzimana, et al, Electroconductive textile structures through electroless deposition of polypyrrole and copper at polyaramide surfaces[J]. Surface and Coatings Technology,2006,201 (6) 3547-3551. ) 0 Nowoo Park等人對(duì)滌綸織物的金屬化進(jìn)行了研究，滌綸在處理中共有四個(gè)步驟清洗和堿減量-PANI涂層-鈀活化-鍍銅(Park N,Kim W,Kim J. Copper Metallization of Poly (ethylene terephthalate)Fabrics via Intermediate Polyaniline Layers[J]. Fibers and Polymers, 2009,10 (3) :310-314.)，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，以聚苯胺為中間過(guò)渡層的方法使織物獲得了更低的電阻，提高了屏蔽效能。目前，國(guó)外對(duì)于應(yīng)用化學(xué)鍍方法在結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子層沉積金屬的研究正處于起步階段，以織物為基質(zhì)的研究已有少數(shù)報(bào)道。國(guó)內(nèi)雖已有將金屬與導(dǎo)電高分子結(jié)合應(yīng)用于紡織領(lǐng)域的相關(guān)報(bào)道，但應(yīng)用方式仍采用簡(jiǎn)單的表面涂層，即金屬粉末與結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料中混合后再涂敷于織物表面(王俊，朱國(guó)輝， 毛衛(wèi)民.聚苯胺性狀及其含量對(duì)鎳粉/聚苯胺涂層屏蔽性能的影響[J].功能材料，2008， 39(5) :737-739.)。國(guó)內(nèi)以結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子作為非導(dǎo)電基質(zhì)的中間過(guò)渡層，在其表面沉積金屬已在電子行業(yè)有所應(yīng)用(張鵬，何大容，趙發(fā)云.塑料(ABQ表面直接電鍍工藝研究 [J].材料保護(hù)，2001,34(6) :30-33.)，但在同為非導(dǎo)電基質(zhì)的紡織品表面的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，該方法簡(jiǎn)單，安全環(huán)保，成本低，對(duì)設(shè)備要求性能低；所得到的鍍銀織物具有優(yōu)異的導(dǎo)電和電磁屏蔽性能，應(yīng)用前景廣闊。
本發(fā)明的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，包括
(1)將織物浸入10 40g/L的洗滌劑水溶液中，在30°C 60°C下浸漬10 40分鐘后取出漂洗干凈，以清除織物表面污垢、雜質(zhì)和油劑；
(2)將步驟(1)所得的織物放入粗化液中粗化，在70°C 100°C下震蕩30 80分鐘后取出，冷卻至室溫，用冰醋酸調(diào)節(jié)PH值為6. 5-7. 5，然后漂洗干凈，烘干，得粗化后的織物；
(3)將上述粗化后的織物放入含氮高分子單體的質(zhì)子酸溶液中，在70°C 100°C 下，震蕩吸附50 120分鐘后取出，晾干；
(4)將步驟( 得到的織物浸漬于由過(guò)硫酸銨和質(zhì)子酸組成的氧化液中5 15S， 然后于0. 5 2. 5Kg/cm2的壓力下浸軋，并在0°C的環(huán)境下繼續(xù)反應(yīng)，得到覆有含氮高分子的織物；
(5)將上述覆有含氮高分子的織物放入含有氯化亞錫(SnCl2)和鹽酸(HCl)的水溶液中，在20 50°C下，震蕩5 30分鐘后取出漂洗干凈；
(6)調(diào)節(jié)鍍銀反應(yīng)液的pH值為10 11，步驟(5)得到的織物浸入到所述鍍銀反應(yīng)液中，30 35°C下超聲反應(yīng)20 60分鐘后取出漂洗干凈，即得。
步驟(1)中所述的織物為滌綸布、錦綸布、滌錦布中的一種。
步驟O)中所述的粗化液為10 40g/L的氫氧化鈉。
步驟O)中所述的調(diào)節(jié)pH值為用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% 12%的醋酸調(diào)節(jié)。
步驟(3)中所述的含氮高分子為聚苯胺或聚吡咯。
步驟C3)和中所述的質(zhì)子酸為鹽酸、硝酸、十二烷基苯磺酸中的一種。
步驟C3)中所述的含氮高分子單體的質(zhì)子酸溶液中含氮高分子單體濃度為0. 5 1. 5mol/L，含氮高分子單體的質(zhì)子酸溶液中質(zhì)子酸的濃度為0. 5 1. 5mol/L。
步驟⑷中所述的氧化液中過(guò)硫酸銨濃度為0. 2 0. 8mol/L,氧化液中質(zhì)子酸的濃度為0. 2 0. 8mol/L。
步驟(5)中所述的含有氯化亞錫(SnCl2)和鹽酸(HCl)的水溶液中，氯化亞錫的濃度為5 30g/L，鹽酸的濃度為20ml/L 120ml/L。
步驟(6)中所述的銀反應(yīng)液中AgNO3的濃度為8 15g/L，氨水的濃度為50 130ml/L，NaOH的濃度為5 12g/L，葡萄糖或蔗糖的濃度為2 4g/L。
本發(fā)明的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，概括如下
第一步洗滌及除油，清除織物表面污垢、雜質(zhì)和油劑；
第二步粗化，增大織物表面的粗糙程度和表面潤(rùn)濕性；
第三步吸附，在織物表面吸附含氮導(dǎo)電高分子的單體；
第四步原位聚合，含氮導(dǎo)電高分子單體原位聚合為含氮高分子覆于織物表面；
第五步敏化，在織物表面上吸附一層容易被還原的物質(zhì)；
第六步超聲波輔助化學(xué)鍍銀；
機(jī)理本發(fā)明通過(guò)對(duì)基體織物(滌綸、錦綸、滌錦)先進(jìn)行清洗除油處理，除去織物在加工過(guò)程中的油劑和表面污垢；除油后，再對(duì)織物表面進(jìn)行粗糙化處理，以提高含氮高分子與基材的緊密附著牢度；接著對(duì)粗化后的織物進(jìn)行吸附含氮高分子單體，并進(jìn)行原位氧化聚合；敏化的作用是在覆有含氮高分子的織物表面上吸附一層容易被還原的物質(zhì)；然后采用化學(xué)鍍法在織物表面鍍覆銀，得到高性能的經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀的織物。
本發(fā)明方法通過(guò)對(duì)織物進(jìn)行表面粗化和刻蝕，增加織物表面的粗糙程度和表面積，提高織物與含氮高分子的結(jié)合力，再通過(guò)原位氧化聚合的方法在織物表面覆有含氮高分子薄層，經(jīng)由含氮高分子薄層化學(xué)鍍銀，提高鍍層與基底織物的結(jié)合力及其他性能。
本發(fā)明制備的高性能鍍銀織物，導(dǎo)電性能良好，電磁屏蔽性能優(yōu)異，高強(qiáng)度且具有織物的柔軟性能；該織物耐鹽水腐蝕、耐洗和耐摩擦性能優(yōu)良，鍍層與織物的結(jié)合性能好； 織物的表面方阻為8 28m Ω /sq,在0. IMHz 18GHz的范圍內(nèi)，電磁波屏蔽效能大于60dB， 即電磁波防輻射率大于99. 9% ；可廣泛用于電磁波防輻射服及軍事、國(guó)防等特殊部門的電磁屏蔽。
有益效果
(1)本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，避免傳統(tǒng)活化劑氯化鈀的使用，減少了污染，安全環(huán)保，成本低，對(duì)設(shè)備要求性能低；
(2)本發(fā)明所得到的鍍銀織物具有優(yōu)異的導(dǎo)電和電磁屏蔽性能，性質(zhì)穩(wěn)定，滿足開發(fā)高檔電磁屏蔽紡織品的需要，應(yīng)用前景廣闊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例采用錦綸布
(1)除油，將織物放入20g/L洗滌劑水溶液中浸泡，溫度為45°C，20分鐘后取出，用自來(lái)水漂洗干凈。
(2)粗化，將織物浸入15g/L NaOH溶液中，90 °C，50分鐘后取出，冷卻至室溫，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的醋酸中和，調(diào)節(jié)pH值為6. 5-7. 5，用自來(lái)水漂洗干凈。
(3)吸附，將粗化后的織物放入0. 5mol/L含氮高分子單體-苯胺和0. 5mol/L鹽酸組成的水溶液中，溫度為90°C，震蕩吸附70分鐘，取出后自然晾干。
(4)原位聚合，將吸附后的織物浸入0. 2mol/L過(guò)硫酸銨和0. 2mol/L鹽酸的水溶液中5S，在壓力為1. 5Kg/cm2的軋車上浸軋，并在0°C的環(huán)境下繼續(xù)反應(yīng)，得到覆有含氮高分子的織物。
(5)敏化，將覆有聚苯胺的錦綸織物放入10g/L氯化亞錫和40ml/L鹽酸組成的水溶液中進(jìn)行敏化處理，溫度為30°C，10分鐘后取出漂洗2 3次。
(6)化學(xué)鍍銀，在超聲波的作用下，將敏化后的織物放入鍍銀浴中施鍍?；瘜W(xué)鍍銀液的組成為硝酸銀:13g/L ；氨水:100ml/L ；NaOH :9g/L ；葡萄糖2. 7g/L ；溫度30°C，時(shí)間 50分鐘。
測(cè)試表明，織物的表面方阻為8 Ι^ιιΩ /sq，電磁屏蔽效能達(dá)60dB以上，織物的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能優(yōu)良，且保留了織物原有的特性，手感柔軟，且耐摩擦和耐洗性能優(yōu)良。
實(shí)施例2
本實(shí)施例采用滌錦布
(1)除油，將織物放入25g/L洗滌劑水溶液中浸泡，溫度為50°C，15分鐘后取出，用自來(lái)水漂洗干凈。
(2)粗化，將織物浸入20g/L NaOH溶液中，95 °C，60分鐘后取出，冷卻至室溫，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的醋酸中和，調(diào)節(jié)pH值為6. 5-7. 5，用自來(lái)水漂洗干凈。
(3)吸附，將粗化后的織物放入1. Omol/L含氮高分子單體-苯胺和1. Omol/L十二烷基苯磺酸組成的水溶液中，溫度為95°C，震蕩吸附60分鐘，取出后自然晾干。
(4)原位聚合，將吸附后的織物浸入0. 5mol/L過(guò)硫酸銨和0. 5mol/L十二烷基苯磺酸的水溶液中8S，在壓力為1. OKg/cm2的軋車上浸軋，并在0°C的環(huán)境下繼續(xù)反應(yīng)，得到覆有含氮高分子的織物。
(5)敏化，將覆有聚苯胺的滌錦綸織物放入15g/L氯化亞錫和60ml/L鹽酸組成的水溶液中進(jìn)行敏化處理，溫度為35°C，10分鐘后取出漂洗2 3次。
(6)化學(xué)鍍銀，在超聲波的作用下，將敏化后的織物放入鍍銀浴中施鍍。化學(xué)鍍銀液的組成為硝酸銀:12g/L ；氨水:80ml/L ；NaOH :8g/L ；葡萄糖2. 6g/L ；溫度30°C，時(shí)間 40分鐘。
測(cè)試表明，織物的表面方阻為9 ΗπιΩ /Sq，電磁屏蔽效能達(dá)60dB以上，織物的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能優(yōu)良，且保留了織物原有的特性，手感柔軟，且耐摩擦和耐洗性能優(yōu)良ο
實(shí)施例3
本實(shí)施例采用滌綸布
(1)除油，將織物放入30g/L洗滌劑水溶液中浸泡，溫度為50°C，20分鐘后取出，用自來(lái)水漂洗干凈。
(2)粗化，將織物浸入30g/LNa0H溶液中，85 °C，70分鐘后取出，冷卻至室溫，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的醋酸中，調(diào)節(jié)pH值為6. 5-7. 5，用自來(lái)水漂洗干凈。
(3)吸附，將粗化后的織物放入0. 7mol/L含氮高分子單體-吡咯和0. 7mol/L十二烷基苯磺酸組成的水溶液中，溫度為85°C，震蕩吸附65分鐘，取出后自然晾干。
(4)原位聚合，將吸附后的織物浸入0. 35mol/L過(guò)硫酸銨和0. 35mol/L十二烷基苯磺酸的水溶液中10S，在壓力為1.5Kg/cm2的軋車上浸軋，并在0°C的環(huán)境下繼續(xù)反應(yīng)，得到覆有含氮高分子的織物。
(5)敏化，將覆有聚吡咯的滌綸織物放入12g/L氯化亞錫和48ml/L鹽酸組成的水溶液中進(jìn)行敏化處理，溫度為25°C，15分鐘后取出漂洗2 3次。
(6)化學(xué)鍍銀，在超聲波的作用下，將敏化后的織物放入鍍銀浴中施鍍?；瘜W(xué)鍍銀液的組成為硝酸銀:10g/L ；氨水:70ml/L ；NaOH :7g/L ；葡萄糖2. 4g/L ；溫度30°C，時(shí)間 35分鐘。
測(cè)試表明，織物的表面方阻為14 20m Ω /Sq，電磁屏蔽效能達(dá)60dB以上，織物的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能優(yōu)良，且保留了織物原有的特性，手感柔軟，且耐摩擦和耐洗性能優(yōu)良ο
實(shí)施例4
本實(shí)施例采用滌綸布
(1)除油，將織物放入15g/L洗滌劑水溶液中浸泡，溫度為40°C，30分鐘后取出，用自來(lái)水漂洗干凈。6
(2)粗化，將織物浸入15g/L NaOH溶液中，80 °C，70分鐘后取出，冷卻至室溫，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的醋酸中和，調(diào)節(jié)pH值為6. 5-7. 5，用自來(lái)水漂洗干凈。
(3)吸附，將粗化后的織物放入1. Omol/L含氮高分子單體-苯胺和1. Omol/L鹽酸組成的水溶液中，溫度為95°C，震蕩吸附60分鐘，取出后自然晾干。
(4)原位聚合，將吸附后的織物浸入0. 5mol/L過(guò)硫酸銨和0. 5mol/L鹽酸的水溶液中10S，在壓力為2. OKg/cm2的軋車上浸軋，并在0°C的環(huán)境下繼續(xù)反應(yīng)，得到覆有含氮高分子的織物。
(5)敏化，將覆有聚苯胺的滌綸織物放入15g/L氯化亞錫和60ml/L鹽酸組成的水溶液中進(jìn)行敏化處理，溫度為30°C，15分鐘后取出漂洗2 3次。
(6)化學(xué)鍍銀，將敏化后的織物放入鍍銀浴中施鍍?；瘜W(xué)鍍銀液的組成為硝酸銀:8g/L ；氨水:60ml/L ；NaOH :6g/L ；葡萄糖2. 2g/L ’溫度 30°C，時(shí)間 30 分鐘。
測(cè)試表明，織物的表面方阻為22 28m Ω /sq,電磁屏蔽效能達(dá)60dB以上，織物的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能優(yōu)良，且保留了織物原有的特性，手感柔軟，且耐摩擦和耐洗性能優(yōu)良ο
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，包括(1)將織物浸入10 40g/L的洗滌劑水溶液中，在30°C 60°C下浸漬10 40分鐘后取出漂洗干凈；(2)將步驟(1)所得的織物放入粗化液中粗化，在70°C 100°C下震蕩30 80分鐘后取出，冷卻至室溫，用冰醋酸調(diào)節(jié)PH值為6. 5-7. 5，然后漂洗干凈，烘干，得粗化后的織物；(3)將上述粗化后的織物放入含氮高分子單體的質(zhì)子酸溶液中，在70°C 100°C下，震蕩吸附50 120分鐘后取出，晾干；(4)將步驟C3)得到的織物浸漬于由過(guò)硫酸銨和質(zhì)子酸組成的氧化液中5 15S，然后于0. 5 2. 5Kg/cm2的壓力下浸軋，并在0°C的環(huán)境下繼續(xù)反應(yīng)，得到覆有含氮高分子的織物；(5)將上述覆有含氮高分子的織物放入含有氯化亞錫和鹽酸的水溶液中，在20 50°C 下，震蕩5 30分鐘后取出漂洗干凈；(6)調(diào)節(jié)鍍銀反應(yīng)液的pH值為10 11，將步驟(5)得到的織物浸入到所述鍍銀反應(yīng)液中，30 35°C下超聲反應(yīng)20 60分鐘后取出漂洗干凈，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的織物為滌綸布、錦綸布、滌錦布中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟O)中所述的粗化液為10 40g/L的氫氧化鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的調(diào)節(jié)pH值為用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3% 12%的醋酸調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的含氮高分子單體為苯胺或吡咯，含氮高分子為聚苯胺或聚吡咯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟C3)和中所述的質(zhì)子酸為鹽酸、硝酸、十二烷基苯磺酸中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的含氮高分子單體的質(zhì)子酸溶液中含氮高分子單體濃度為0. 5 1. 5mol/L，含氮高分子單體的質(zhì)子酸溶液中質(zhì)子酸的濃度為0. 5 1. 5mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟中所述的氧化液中過(guò)硫酸銨濃度0. 2 0. 8mol/L，氧化液中質(zhì)子酸的濃度為 0.2 0. 8mol/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟(5)中所述的含有氯化亞錫和鹽酸的水溶液中，氯化亞錫的濃度為5 30g/L，鹽酸的濃度為20ml/L 120ml/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，其特征在于步驟(6)中所述的銀反應(yīng)液中AgNO3的濃度為8 15g/L，氨水的濃度為50 130ml/ L，NaOH的濃度為5 12g/L，葡萄糖或蔗糖的濃度為2 4g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種經(jīng)由含氮導(dǎo)電高分子鍍銀織物的制備方法，包括(1)將織物浸入洗滌劑水溶液中洗滌；(2)將步驟(1)所得的織物放入粗化液中粗化，得粗化后的織物；(3)將上述粗化后的織物放入含氮高分子單體的質(zhì)子酸溶液中，震蕩吸附取出，晾干；(4)將步驟(3)得到的織物浸漬于氧化液中，然后浸軋，得到覆有含氮高分子的織物；(5)將上述覆有含氮高分子的織物放入含有氯化亞錫和鹽酸的水溶液中，震蕩后取出漂洗干凈；(6)將步驟(5)得到的織物浸入到所述鍍銀反應(yīng)液中，超聲反應(yīng)后取出漂洗干凈，即得。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，安全環(huán)保，成本低；本發(fā)明所得到的鍍銀織物具有優(yōu)異的導(dǎo)電和電磁屏蔽性能，性質(zhì)穩(wěn)定，應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)D06M101/32GK102505493SQ201110369550
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者孟云, 蔡再生, 趙亞萍 申請(qǐng)人:東華大學(xué)