[發明專利]一種復合導電纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201610491635.5
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN107541953B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 齊勝利;亓玉翠;田國峰;武德珍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: D06M15/59
• 分類號: D06M15/59;D06M15/333;D06M15/61;D06M11/83;D06M101/36
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉兵

本發明涉及復合導電纖維領域，公開了一種復合導電纖維及其制備方法。本發明提供的制備復合導電纖維的方法包括：(1)將有機纖維進行聚合物包覆；(2)將包覆有聚合物的有機纖維進行金屬離子吸附和還原，得到表面附著有第一金屬的有機纖維；(3)在步驟(2)得到的表面附著有第一金屬的有機纖維上沉積第二金屬；(4)在惰性氣氛下，將步驟(3)得到的有機纖維進行熱處理；步驟(3)中沉積的第二金屬為銀、銅和鎳中的至少一種。本發明制得復合導電纖維的拉伸強度、導電性和粘結性均較高。

技術領域

本發明涉及復合導電纖維領域，具體地，涉及一種復合導電纖維及其制備方法。

背景技術

表面包覆金屬銀層的有機導電纖維，因同時結合了表面銀層優異的導電性能和有機纖維質輕、柔軟和耐彎折的特點，在電力、電子、醫療和航空航天領域備受關注，可廣泛用于防靜電防塵防爆工作服、電熱服、電熱繃帶和精密電子行業中的電磁波屏蔽罩、軍用智能服裝、柔性導線、軍用微波電纜以及“隱身材料”等。與目前廣泛采用的鍍銀金屬纖維(通常為鍍銀銅線)相比，該有機導電纖維在重量、柔性以及抗變形抗疲勞性能等方面具有突出的優勢，因而在航空航天領域具有廣闊的應用空間和迫切的應用需求，可充分滿足當前科技發展對于飛行器或航天器等裝備的“輕量化”要求。例如，用其替代鍍銀銅線作為電纜的屏蔽層，可大幅度地降低電纜的重量，有效提高燃料的利用效率，從而提升運載里程。

導電芳綸纖維是以芳綸纖維為基材制備的具有導電性的包覆金屬的纖維。芳綸纖維具有質輕、高強等特點，其模量與普通金屬導體在相同的數值范圍內。此外，芳綸纖維還具有耐熱性、熱穩定性、耐化學腐蝕等特點，這些特性使得芳綸纖維成為理想的制備有機復合導電纖維的基材。此外，包覆金屬的芳綸纖維還表現出良好的柔韌性和與傳統紡織品相類似的可加工性。與傳統的金屬導線或其他種類的導電纖維相比，導電芳綸纖維具有如下幾個突出的優點：①強度更高，柔韌性更好，重量較輕；②較好的曲繞耐久性；③工作溫度范圍寬(一般為208K～473K)；④在編織物中的覆蓋度更好；⑤高頻下的屏蔽效能更佳；⑥可紡性好等。目前以其作為基纖進行表面覆銀處理的方法已有報道。

例如，有研究顯示，將除油后的芳綸纖維在DMSO-NaH溶液中進行金屬化溶脹處理，然后在氯化亞錫的鹽酸溶液中敏化和在氯化鈀的鹽酸溶液中活化，最后在鍍液中鍍銀可以得到表面覆銀的芳綸纖維。但該方法的問題在于當將芳綸纖維置于DMSO-NaH溶液中進行金屬化溶脹處理時，反應無法控制，較難得到表面粗化程度均勻的芳綸纖維，且DMSO-NaH與纖維基體之間屬于物理結合，結合力差，所以最后難以得到均勻、平滑、銀層堆積緊湊的芳綸鍍銀導電纖維，且最后得到的芳綸導電纖維的銀層的粘結性差。

另有研究顯示，可以在除油后的芳綸纖維表面附著一層聚多巴胺，利用聚多巴胺表面的活性基團與鍍銀溶液中的銀氨離子相互作用進行覆銀反應得到芳綸/銀復合導電纖維。該方法的優點在于其所制備的芳綸/銀復合導電纖維表面的銀層較為均勻、致密，能夠得到高導電、高強度的復合導電纖維，但該方法的問題在于其只進行一次銀沉積，所制備的纖維表面的銀層粘結性較差，且在制備過程中銀層沉積效率低。

因此，現在急需開發一種高強度、高導電性和高粘結性兼具的且制備效率較高的芳綸/銀復合導電纖維及其制備方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中無法制備高強度、高導電性和高粘結性兼具的復合導電纖維或者制備效率較低的缺陷，提供一種新的復合導電纖維及其制備方法。