[发明专利]一种玄武岩纤维无钯活化化学镀铜方法

说明书

技术领域

本发明属于玄武岩纤维的功能涂覆领域，更具体地说，涉及一种玄武岩纤维无钯活化化学镀铜的方法。

背景技术

玄武岩纤维作为一种高性能纤维，由于具有玄武岩纤维具有良好的力学性能如较高抗拉强度和弹性模量,同时还有优良的物理化性能,如良好的粘合性、耐热性、不燃性及抗腐蚀性等，且玄武岩纤维制备无污染，降解后为土壤母质优异特性，被广泛应用于航空航天、建筑、化工、医学、电子、农业等军工和民用领域。由于玄武岩纤维不导电、对电磁波无防护能力，使其应用受到一定限制。若能在其表面上镀一层金属, 改善其表面性能, 将拓宽其在电子领域应用，可作为导电材料和电磁屏蔽材料。目前国内外有关纺织面料表面金属化处理的方法有真空沉积法、磁控溅射法、电镀及化学镀法等。其中化学镀工艺由于其所需设备简单、成本低、且所获得的镀层与基体结合力好，适用于大规模生产等优点而广泛应用于非金属材料表面金属化处理。织物镀覆金属主要有镍、铜、银及其复合镀层。铜由于具有良好的导电性、导热性、延展性，且价格便宜等优点而成为研究热点。

化学镀的必要条件是待镀基材表面具有催化活性，由于纺织纤维本身是惰性材料，镀前需要进行活化预处理，使其表面吸附上一层可引发化学镀的催化剂，通常采用贵金属钯作为活化剂，该方法虽可获得金属镀层，但所需原料成本高。本发明目的是采用无钯活化化学镀铜获得导电玄武岩纤维。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供化学镀铜工艺条件使铜镀覆到玄武岩纤维表面的方法，该方法工艺简单，成本低，能够在玄武岩纤维表面形成均匀的导电功能镀层，同时保持玄武岩纤维的舒适性。

本发明的技术方案：首先对玄武岩纤维表面进行前处理，利用有机溶剂除去玄武岩纤维表面的杂质，再采用氢氧化钠对玄武岩纤维进行刻蚀，然后采用硫酸铜-硼氢化钠溶液进行活化，最后对玄武岩纤维进行化学镀铜，其特点在于在玄武岩纤维上，通过化学镀方法在玄武岩纤维上形成铜镀层。

本发明提供一种玄武岩纤维无钯活化化学镀铜方法，其原料包括硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠、亚铁氰化钾、乙醛酸、氢氧化钠、乙醇、丙酮和玄武岩纤维织物。

所述活化剂为硫酸铜-硼氢化钠、氯化铜-硼氢化钠、硫酸镍-硼氢化钠、氯化铜-硼氢化钠、硝酸银、氯化钯中的至少一种。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种玄武岩纤维无钯活化化学镀铜方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将玄武岩纤维依次用无水乙醇、丙酮和去离子水清洗，然后在70℃-90℃温度下干燥1-3h，以除去多余的水分。

S2: 将所述玄武岩纤维用5-30g/l 的硫酸铜溶液室温活化处理3-60min，取出将其放入2-30g/l硼氢化钠溶液中室温处理1-60min后，取出备用,在室温-90℃干燥0.5-3h。

S3: 对活化后的玄武岩纤维进行化学镀铜，将金属铜镀到玄武岩纤维表面，用去离子水清洗，在50-90℃下烘干。

优选的，步骤S1中所述有机溶剂为丙酮和乙醇，其体积比为1～3：1，超声处理30-180min。

所述S1后可对玄武岩纤维进行10-80g/l 氢氧化钠刻蚀前处理，刻蚀温度：室温-80℃，刻蚀时间：30-180min，用去离子水清洗。

优选的，步骤S3中，根据本发明所述的导电玄武岩纤维的制备方法中，化学镀工艺条件为：11-23g/l硫酸铜，10-40g/l乙二胺四乙酸二钠，6-21g/l乙醛酸，0-3.0ml亚铁氰化钾（0.1-0.5 g/l），pH为10.5-12.5，温度为55-80℃。在上述参数条件下，化学镀时间为：10-60min。

实施本发明的无钯活化化学镀铜法制备导电玄武岩纤维的方法，具有以下有益效果：本发明采用化学镀技术，具有生产效率高、成本低、工艺简便、涂层结合力好、重复性好、易于批量生产的特点，而且获得的化学镀铜玄武岩纤维具有导电功能。

附图说明:

图1为本发明实施例1制备的玄武岩纤维织物化学镀铜SEM图（放大3000倍）

图2为本发明实施例1制备的玄武岩纤维织物化学镀铜SEM图（放大30000倍）

图3为本发明实施例1制备的玄武岩纤维织物化学镀铜XRD图

图4为本发明的玄武岩纤维织物的接触角

图5为本发明实施例2制备的经NaOH刻蚀后的玄武岩纤维织物接触角

图6为本发明实施例2制备经NaOH刻蚀后的玄武岩纤维织物化学镀铜SEM图（放大3000倍）