[发明专利]一种镀银玻璃纤维的制备方法及其导电橡胶

说明书

技术领域

本发明涉及导电橡胶及制备导电橡胶所用的镀银玻璃纤维，具体为一种镀银玻璃纤维的制备方法及其利用该镀银玻璃纤维制备的导电橡胶。

背景技术

近年来，导电橡胶已广泛应用于电磁屏蔽材料、抗静电材料、正温度系数材料以及接触控制开关中的压敏材料等方面，其应用领域已遍布汽车、飞机、电器、计算机、国防、军事、航天、建筑、医疗、食品等与人们生活息息相关的产业，对国民经济增长起着十分重要的作用。其中，就电磁屏蔽材料用导电橡胶而言，由于综合了高导电性以及橡胶本身所特有的结构特点，其在电磁屏蔽领域中发挥着不可替代的作用。

导电填料是导电橡胶的功能体，对导电橡胶的导电性能起主导作用。总体来讲，该功能体主要分为碳系导电填料和金属系导电填料两类。对于碳系而言，传统的碳黑和石墨已无法赋予橡胶足够高的导电性能来实现电磁屏蔽，即便是用导电性能很好的乙炔碳黑或导电碳黑制备的导电橡胶也无法满足高屏蔽性能的需要，特别是由于石墨有自润滑作用，会造成混炼胶易碎和分层，不但影响材料的工艺和力学性能，其产品的导电性能也很不稳定。除碳系填料外，导电橡胶材料应用最多的导电填料为银粉、镀银铜粉、镀银镍粉等，该类填料存在密度大、成本高等主要问题。此外，还有以镀银玻璃微珠做导电填料的，但其力学性能不理想。

玻璃纤维以其较大的长径比在作为橡胶增强材料方面具有比较显著的优势，其在橡胶基体中相互搭接，相对于玻璃微珠、铜粉、镍粉等更易形成导电网络，且其力学性能也相对较好。

现有的金属导电填料密度大、成本高，无法满足现代电子工业的发展，但是目前还没有一种好的将非金属和金属材料结合的化学性质稳定的导电填料，尤其还没有一种有效利用玻璃纤维与金属导电填料的优点，将二者良好结合作为导电填料的技术。

发明内容

本发明为了解决现有的金属导电填料密度大、成本高，无法满足现代电子工业的发展的问题，而提供了一种镀银玻璃纤维的制备方法及其利用该镀银玻璃纤维制备的导电橡胶。

本发明将定量玻璃纤维分别置于热碱液、粗化液、敏化液、活化液中进行镀前处理，之后放入镀银液中获得导电性能优异的镀银玻璃纤维，然后将得到的镀银玻璃纤维添加到硅橡胶基体中，通过传统的橡胶制备方法，获得具有优异导电性能的橡胶产品。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种镀银玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）首先将2～10 g玻璃纤维放到100mL的质量浓度为1～5%的氢氧化钠溶液热碱液中，温度为75℃，转速350 r·min^-1，匀速搅拌30 min后清洗除油、烘干；

（2）将经步骤（1）处理后的玻璃纤维加入到100mL的质量浓度为2～5%的重铬酸钾、5～10%的浓硫酸的粗化液中，温度为30 ℃，转速300 r·min^-1，匀速搅拌15 min后洗涤；

（3）将经步骤（2）处理的玻璃纤维加入到100mL的质量浓度为1～5%的SnCl₂，0.1～0.4%的浓盐酸的敏化液中，温度为30 ℃，转速300 r·min^-1，匀速搅拌15 min后洗涤；

（4）将经步骤（3）处理的玻璃纤维加入到100mL的质量浓度为0.01～0.05%的PdCl₂活化液中，温度为30 ℃，转速300 r·min^-1，匀速搅拌15 min后洗涤； 

（5）将1～4 g AgNO₃加入到100 mL蒸馏水中，再加入5～12 mL的质量浓度为28%的氨水，得到透明的银氨溶液，将经步骤（4）处理过的玻璃纤维加入到银氨溶液中，搅拌后逐滴加入1～6 mL质量浓度为37%的甲醛，持续搅拌20 min，过滤后用蒸馏水洗涤，过滤，80℃真空干燥，即得镀银玻璃纤维。

将依据上述方法制得的镀银玻璃纤维进行SEM和导电性能测试，玻璃纤维表面有均匀而致密的银附着层，所得镀银玻璃纤维的体积电阻率为1.35～3.16×10^-4 Ω·cm。