[发明专利]一种碳纤维的预处理工艺

说明书

本发明公开了一种碳纤维的预处理工艺，涉及碳纤维材料技术领域，本发明通过对活化工序进行改进以减少氯化钯的用量，降低贵金属钯的成本，减轻废液的环境污染性；同时提高碳纤维表面钯单质的负载量，在碳纤维表面形成附着力强、催化活性高的催化中心，从而有利于后续电镀工作的进行；并且可以不需化学镀而直接电镀，减少工序，降低加工成本。

技术领域：

本发明涉及碳纤维材料技术领域，具体涉及一种碳纤维的预处理工艺。

背景技术：

碳纤维具有强度大、质量轻、抗高温、耐腐蚀、电热转化率高的优良特性，又兼备纺织纤维的柔软及可加工性，碳纤维及其织物已成为国民经济和国防建设不可或缺的战略性新材料。我国碳纤维织物的消费量与日俱增，市场需求旺盛，随着下游需求日益增长，碳纤维行业产能将持续扩大。碳纤维具有优异的导电性和导热性，且介电损耗强、阻抗可调，是制备高性能电致发热织物和电磁屏蔽织物的理想原料，在民用和军事领域均拥有广泛的用途。

然而，碳纤维的电阻温度系数较低，难以实现温度的自适应调节；同时碳纤维的电磁反射率高，容易造成环境的二次电磁辐射伤害，另外磁导率低，吸收频带窄。进一步解决碳纤维的本体结构缺陷，提升电致发热和电磁屏蔽织物的整体性能，对促进我国电致发热和电磁屏蔽领域的产品升级、技术进步及行业结构调整起到关键作用。

发明人采用电镀法在碳纤维表面镀覆正温度系数(PTC)金属材料进行功能改性，但是未经脱胶处理的碳纤维织物在镀覆金属膜时，易出现“夹心”现象，难以形成金属PTC材料和碳纤维织物的有效复合，从而影响碳纤维基纺织品的综合性能。并且，碳纤维具有表面粗糙度低、不具有催化活性、无法形成均匀催化结晶中心等问题，造成其在镀覆金属颗粒过程中负载不牢固、均匀性差等缺陷。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种碳纤维的预处理工艺，通过预处理来改变碳纤维的表面微观结构和催化活性，以便通过电镀法在碳纤维表面镀覆正温度系数的金属材料，并且提高金属镀层与碳纤维之间的结合力，保证金属镀层的均匀性。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种碳纤维的预处理工艺，包括以下步骤：

(1)除胶：使用丙酮浸泡碳纤维织物以去除表面浆料，取出后用去离子水清洗，干燥，高温煅烧，得到表面形貌光滑的碳纤维织物；

(2)粗化：将除胶后的碳纤维织物浸入到浓硫酸中进行粗化处理，取出后用去离子水清洗，干燥；

(3)敏化：将粗化处理后的碳纤维织物浸入到包含氯化亚锡和盐酸的敏化液中进行敏化处理，取出后用去离子水清洗，干燥；

(4)活化：将敏化处理后的碳纤维织物浸入到包含氯化钯、N-羟甲基甘氨酸钠和盐酸的活化液中进行活化处理，取出后用去离子水清洗，干燥，以备电镀处理。

所述除胶处理的时间为24-48h。

所述高温煅烧的温度为400-500℃，时间为10-30min。通过高温煅烧来除去残留在碳纤维表面的有机物，优化除胶效果。

所述浓硫酸的浓度为1-2mol/L。

所述粗化处理的时间为1-2h。

所述敏化液中氯化亚锡的浓度为5-20g/L，盐酸的浓度为20-40g/L。

所述敏化处理的时间为10-30min。

所述活化液中氯化钯的浓度为0.2-1g/L，N-羟甲基甘氨酸钠的浓度为1-5g/L，盐酸的浓度为10-30g/L。

所述活化处理的时间为10-30min。