[發明專利]一種金屬修飾的碳纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201611053459.3
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106758173B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 周學昌;楊夢嫣;李垚垚;朱德勇;王嘉輝
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: D06M11/83
• 分類號: D06M11/83;D06M10/02;D06M14/36;D06M11/28;C23C18/18;C23C18/40;C23C18/32;C23C18/42;D06M101/40
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種金屬修飾的碳纖維及其制備方法，方法包括步驟：包括步驟：超聲清洗碳纖維1~10分鐘；等離子清洗碳纖維1~10分鐘；用含雙鍵的硅烷分子溶液浸泡碳纖維10~60分鐘；在碳纖維表面進行自由基聚合，長出聚合物刷；在鈀液中浸泡10~60分鐘；在金屬鍍液中進行無電沉積。本發明是利用等離子體清洗碳纖維束，以增加它的表面粗糙度，并在其表面接上羥基增加它的親水性，然后硅烷化，在此基礎上長出聚合物刷，以此增加碳纖維束與金屬的接觸面積，金屬在聚合物刷上進行無電沉積，從而獲得高導電性高機械強度的碳纖維。

技術領域

本發明涉及化學鍍金屬技術領域，尤其涉及一種金屬修飾的碳纖維及其制備方法。

背景技術

可穿戴式電子設備，需求極大的電子新興領域之一，尤其是在娛樂、軍事、體育、太陽能電池和實時健康監測設備等方面。

隨著日益龐大的應用需要，高性能柔性導電連接器、觸體和電極，可穿戴式電子產品嚴重依賴于金屬涂層紡織品，不僅僅可以提供理想的穿著舒適性，也可以保證功能和應用，如電導率、靜電放電、電磁屏蔽和無線電頻率干擾保護。

碳纖維具有優良的機械強度，市場對其的需求越來越大，但它的導電性能不如金屬，所以要改良它的導電性能。目前，通過在碳纖維表面沉積一層導電金屬，以提高其導電性的技術有電鍍、原子層沉積、金屬無電沉積技術。但是碳纖維與金屬的結合力差，鍍層金屬容易脫落。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種金屬修飾的碳纖維及其制備方法，旨在解決現有碳纖維與金屬的結合力差，鍍層金屬容易脫落的問題。

本發明的技術方案如下：

一種金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，包括步驟：

A、表面清洗：超聲清洗碳纖維1~10分鐘；

B、親水化：等離子清洗碳纖維1~10分鐘；

C、硅烷化：用含雙鍵的硅烷分子溶液浸泡碳纖維10~60分鐘；

D、自由基聚合：在碳纖維表面進行自由基聚合，長出聚合物刷；

E、離子交換：在鈀液中浸泡10~60分鐘；

F、金屬無電沉積：在金屬鍍液中進行無電沉積。

所述的金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，步驟C中，所述含雙鍵的硅烷分子溶液可以為但不限于乙烯基三甲氧基硅烷溶液。

所述的金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，所述乙烯基三甲氧基硅烷溶液的質量分數為1%~5%。

所述的金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，步驟D具體包括：碳纖維在甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨溶液中浸泡30~180分鐘（包括但不限于這個時間），碳纖維表面進行自由基聚合，長出聚合物刷。

所述的金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨溶液的質量分數為15%~25%。

所述的金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，步驟E中，所述鈀液為含二價鈀離子的溶液。

所述的金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，所述含二價鈀離子的溶液為(NH₄)₂PdCl₄溶液。

所述的金屬修飾的碳纖維的制備方法，其中，采用質量濃度1g/L的(NH₄)₂PdCl₄水溶液作為所述(NH₄)₂PdCl₄溶液。