[发明专利]一种金属修饰的碳纤维及其制备方法

说明书

本发明公开一种金属修饰的碳纤维及其制备方法，方法包括步骤：包括步骤：超声清洗碳纤维1~10分钟；等离子清洗碳纤维1~10分钟；用含双键的硅烷分子溶液浸泡碳纤维10~60分钟；在碳纤维表面进行自由基聚合，长出聚合物刷；在钯液中浸泡10~60分钟；在金属镀液中进行无电沉积。本发明是利用等离子体清洗碳纤维束，以增加它的表面粗糙度，并在其表面接上羟基增加它的亲水性，然后硅烷化，在此基础上长出聚合物刷，以此增加碳纤维束与金属的接触面积，金属在聚合物刷上进行无电沉积，从而获得高导电性高机械强度的碳纤维。

技术领域

本发明涉及化学镀金属技术领域，尤其涉及一种金属修饰的碳纤维及其制备方法。

背景技术

可穿戴式电子设备，需求极大的电子新兴领域之一，尤其是在娱乐、军事、体育、太阳能电池和实时健康监测设备等方面。

随着日益庞大的应用需要，高性能柔性导电连接器、触体和电极，可穿戴式电子产品严重依赖于金属涂层纺织品，不仅仅可以提供理想的穿着舒适性，也可以保证功能和应用，如电导率、静电放电、电磁屏蔽和无线电频率干扰保护。

碳纤维具有优良的机械强度，市场对其的需求越来越大，但它的导电性能不如金属，所以要改良它的导电性能。目前，通过在碳纤维表面沉积一层导电金属，以提高其导电性的技术有电镀、原子层沉积、金属无电沉积技术。但是碳纤维与金属的结合力差，镀层金属容易脱落。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金属修饰的碳纤维及其制备方法，旨在解决现有碳纤维与金属的结合力差，镀层金属容易脱落的问题。

本发明的技术方案如下：

一种金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，包括步骤：

A、表面清洗：超声清洗碳纤维1~10分钟；

B、亲水化：等离子清洗碳纤维1~10分钟；

C、硅烷化：用含双键的硅烷分子溶液浸泡碳纤维10~60分钟；

D、自由基聚合：在碳纤维表面进行自由基聚合，长出聚合物刷；

E、离子交换：在钯液中浸泡10~60分钟；

F、金属无电沉积：在金属镀液中进行无电沉积。

所述的金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，步骤C中，所述含双键的硅烷分子溶液可以为但不限于乙烯基三甲氧基硅烷溶液。

所述的金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，所述乙烯基三甲氧基硅烷溶液的质量分数为1%~5%。

所述的金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，步骤D具体包括：碳纤维在甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液中浸泡30~180分钟（包括但不限于这个时间），碳纤维表面进行自由基聚合，长出聚合物刷。

所述的金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液的质量分数为15%~25%。

所述的金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，步骤E中，所述钯液为含二价钯离子的溶液。

所述的金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，所述含二价钯离子的溶液为(NH₄)₂PdCl₄溶液。

所述的金属修饰的碳纤维的制备方法，其中，采用质量浓度1g/L的(NH₄)₂PdCl₄水溶液作为所述(NH₄)₂PdCl₄溶液。