專利名稱：一種植物導電纖維及其制備方法
技術領域：
一種植物導電纖維及其制備方法，產品適用于導電材料、電磁防護涂料中導電填料。
目前國內外已對電磁防護材料進行過研究，多采用純Ag、Cu、Ni金屬粉末作為導電填料。但是使用純金屬粉存在兩個問題一是必須高含量的使用金屬粉才能獲得高的導電性；二是將其用作導電漿料或電磁屏蔽材料時難以解決金屬顆粒沉降的問題，為此，國內外已有人開發了在玻璃球粉，片形Al粉表面上包Ag、Cu、Ni的技術，但由于被包顆粒受其形狀所限，宏觀導電性不十分理想，只能通過提高含量的辦法解決，用作涂料中的導電填料時其防沉降性也不理想。
本發明中的植物導電纖維的制備方法，包括有化學鍍的方法，特征在于，是采用植物纖維為原料，對其先進行前處理，而后采用化學鍍覆金屬層，具體方法如下1、所述的前處理方法包括以下步驟(1)敏化將植物纖維在室溫下放入敏化液中，按照化學鍍前處理的常規方法進行敏化處理，水洗至中性，抽濾待用；(2)活化將敏化后的纖維在室溫下放入活化液中，按照化學鍍前處理的常規方法進行活化處理，水洗至中性，抽濾待用；(3)還原將經過活化的纖維在室溫下放入還原液中按照化學鍍前處理的常規方法進行還原處理，抽濾待用；本發明中前處理過程對纖維的包覆結果起到至關重要的作用，直接影響包覆層的質量。所以根據通常技術判斷上述的前處理過程，可采用所述的全部步驟，也可選擇其中一部分處理步驟，比如僅選擇步驟(1)和(2)。
2、所述的包覆的金屬層的方法可選擇或包Cu，或包Ni，或包Ag的單層包覆方法，也可選擇內包Cu外包Ni，或內包Cu外包Ag的多層包覆方法，具體方法如下(1)單層包覆方法分別為①包Cu經過前處理后的植物纖維加入化學鍍銅溶液中，不停攪拌，溫度范圍20～50℃，進行時間范圍為40～60分鐘的表面鍍銅反應，真空抽濾，水洗至中性，干燥；②包Ni將經過前處理的植物纖維加入化學鍍鎳溶液中，不停攪拌，溫度范圍30～70℃，進行時間范圍為40～60分鐘的表面鍍鎳反應；真空抽濾，水洗至中性，干燥；③包Ag將經過前處理的植物纖維加入化學鍍銀溶液中，不停攪拌，溫度范圍0～20℃，進行時間范圍為30～40分鐘的表面鍍銀反應，真空抽濾，水洗至中性，干燥；(2)多層包覆①或包Cu外包Ni表面化學鍍銅后的植物纖維加入化學鍍鎳溶液中，不停攪拌，溫度范圍30～70℃，進行時間范圍為40～60分鐘的表面鍍鎳反應，真空抽濾，水洗至中性，干燥；或包Cu外包Ag表面化學鍍銅后的植物纖維加入化學鍍銀液中，不停攪拌，溫度范圍0～20℃，反應時間范圍為30～40分鐘，真空抽濾，水洗至中性，干燥。
本發明由于利用了植物纖維在形狀方面的特點，使這種植物導電纖維具有良好的電搭接性能，在導電填料領域可得到廣泛使用。本發明的技術效果結合附圖和實施例給出。
例1取浸泡后經過真空抽濾的植物纖維2g，在室溫下將其放入適量敏中進行敏化，不斷攪拌，反應5分鐘，真空抽濾，水洗至中性；在室溫下將植物纖維置于適量活化液中活化，不斷攪拌，反應5分鐘，真空抽濾，水洗至中性；繼續將完成上述前處理過程的植物纖維，放入2升化學鍍銅液中進行表面銅金屬化，鍍銅液PH＝11～13，連續攪拌，可在溫度為25～50℃，反應40～60分鐘的范圍內進行，80℃以下干燥。經過上述反應后，金屬層可以完全將纖維包覆。
例2取浸泡后經過真空抽濾的植物纖維2g，在室溫下將其放入適量敏化液中進行敏化，不斷攪拌，反應10分鐘，真空抽濾，水洗至中性；在室溫下將植物纖維置于適量活化液中活化，不斷攪拌，反應10分鐘，真空抽濾，水洗至中性；在室溫下將植物纖維置于適量還原液中還原，不斷攪拌，反應10分鐘，真空抽濾，水洗至中性；繼續將完成上述前處理過程的植物纖維，放入2升化學鍍鎳液中進行表面鎳金屬化，反應溫度過程30～70℃，攪拌，反應40～60分鐘后，真空抽濾，水洗至中性，80℃下干燥。經過上述反應后，金屬層可以完全將纖維包覆。
例3取浸泡后經過真空抽濾的植物纖維2g，在室溫下將其放入適量敏化液中進行敏化，不斷攪拌，反應5分鐘，真空抽濾，水洗至中性；在室溫下將植物纖維置于適量活化液中活化，不斷攪拌，反應5分鐘，真空抽濾，水洗至中性；放入1升堿性鍍銀液中，不斷攪拌，溫度范圍0～20℃，反應30～40分鐘，真空抽濾，水洗至中性，80℃干燥。經過上述反應后，金屬層可以完全將纖維包覆。
例4取浸泡后經過真空抽濾的植物纖維2g，在室溫下將其放入適量敏化液中進行敏化，不斷攪拌，反應10分鐘，真空抽濾，水洗至中性；在室溫下將植物纖維置于適量活化液中活化，不斷攪拌，反應10分鐘，真空抽濾，水洗至中性；在室溫下將植物纖維置于適量還原液中還原，不斷攪拌，反應10分鐘，真空抽濾，水洗至中性；繼續將完成上述前處理過程的植物纖維，放入2升化學鍍銅液中進行表面銅金屬化，鍍銅液PH＝11～13，連續攪拌，溫度范圍25～50℃，反應40～60分鐘，真空抽濾，去離子水洗至中性；再將植物纖維放入2升化學鍍鎳液中進行表面鎳金屬化，反應溫度30～70℃，攪拌，反應40｀60分鐘后，真空抽濾，水洗至中性，80℃干燥。經過上述反應后金屬層可以完全包覆纖維，從橫截面的掃描電鏡照片中可以清晰的看出兩個包覆層。
例5取浸泡后經過真空抽濾的植物纖維2g，在室溫下將其放入適量敏化液2升中進行敏化，不斷攪拌，反應5分鐘，真空抽濾，水洗至中性；在室溫下將植物纖維放入適量活化液中活化，不斷攪拌，反應5分鐘，真空抽濾，水洗至中性；繼續將完成上述前處理過程的植物纖維，放入化學鍍銅液中進行表面銅金屬化，鍍銅液PH＝11～13，連續攪拌，溫度范圍25～50℃，反應40～60分鐘，真空抽濾，去離子水洗至中性；再將植物纖維放入1升堿性鍍銀液中，不斷攪拌，溫度范圍0～20℃，反應30～40分鐘，真空抽濾，水洗至中性，80℃干燥。經過上述反應后金屬層可以完全包覆纖維，從橫截面的掃描電鏡照片中可以清晰的看出兩個包覆層。
上述實施例1、5是制備電磁屏蔽涂料，涂刷于玻璃布增強的環氧樹脂板上，測試涂層在100KHz～1.5GHz頻段范圍內涂層的電磁屏蔽效能，采用法蘭同軸測試裝置，按照標準SJ 20524-1995進行測試。測試的結果為實施例(1)的電磁屏蔽效能為-40dB，實施例(5)的屏蔽效能為-60dB，由此可見本發明就有良好的電磁屏蔽效能。
實施效果為由

圖1中可以看到金屬對植物纖維的表面包覆完整；由圖2中可以看到鎳金屬完整地包覆著植物纖維；由圖3中可以看到金屬銀層完整地包覆植物纖維表面；由圖4中可以看到金屬層附著于纖維表面，包覆完整；由圖5中可以看到金屬層附著于纖維表面，包覆完整；由圖6可見植物纖維表面包覆金屬后的優良整體效果。
權利要求
1.一種植物導電纖維，其特征在于，它包括有植物纖維，及植物纖維上包覆的金屬層。
2.根據權利要求1所述的植物導電纖維，其特征在于，所指植物纖維是由制漿工藝獲得的纖維，該纖維包括木纖維和草纖維。
3.根據權利要求1所述的植物導電纖維，其特征在于，植物纖維上包覆的金屬層可以是Cu金屬層、或Ni金屬層，或Ag金屬層，或內為Cu外為Ni或Ag金屬層。
4.一種植物導電纖維的制備方法，包括有化學鍍的方法，本發明的特征在于，采用植物纖維為原料，對其先進行前處理，而后采用化學鍍覆金屬層，具體方法如下
5.根據權利要求4所述的植物導電纖維制備方法，其特征在于，所述的前處理方法包括以下步驟(1)敏化將植物纖維在室溫下放入敏化液中，按照化學鍍前處理的常規方法進行敏化處理，水洗至中性，抽濾待用；(2)活化將敏化后的纖維在室溫下放入活化液中，按照化學鍍前處理的常規方法進行活化處理，水洗至中性，抽濾待用；(3)還原將經過活化的纖維在室溫下放入還原液中按照化學鍍前處理的常規方法進行還原處理，抽濾待用；本發明中上述的前處理過程可根據通常技術判斷，采用所述的全部步驟，也可選擇其中一部分處理步驟，比如僅選擇步驟(1)和(2)。
6.根據權利要求4所述的植物導電纖維制備方法，其特征在于，植物纖維經過前處理后，進行表面金屬化處理，包覆的金屬層的方法可選擇或包Cu，或包Ni，或包Ag的單層包覆方法，也可選擇內包Cu外包Ni，或內包Cu外包Ag的多層包覆方法，具體方法如下(1)單層包覆方法分別為①包Cu經過前處理后的植物纖維加入化學鍍銅溶液中，不停攪拌，溫度范圍20～50℃，進行時間范圍為40～60分鐘的表面鍍銅反應，真空抽濾，水洗至中性，干燥；②包Ni將經過前處理的植物纖維加入化學鍍鎳溶液中，不停攪拌，溫度范圍30～70℃，進行時間范圍為40～60分鐘的表面鍍鎳反應；真空抽濾，水洗至中性，干燥；③包Ag將經過前處理的植物纖維加入化學鍍銀溶液中，不停攪拌，溫度范圍0～20℃，進行時間范圍為30～40分鐘的表面鍍銀反應，真空抽濾，水洗至中性，干燥；(2)多層包覆①或包Cu外包Ni表面化學鍍銅后的植物纖維加入化學鍍鎳溶液中，不停攪拌，溫度范圍30～70℃，進行時間范圍為40～60分鐘的表面鍍鎳反應，真空抽濾，水洗至中性，干燥；②或包Cu外包Ag表面化學鍍銅后的植物纖維加入化學鍍銀液中，不停攪拌，溫度范圍0～20℃，反應時間范圍為30～40分鐘，真空抽濾，水洗至中性，干燥。
全文摘要
一種植物導電纖維及其制備方法，產品適用于導電材料、電磁防護涂料中導電填料。特征在于，是用化學鍍的方法在植物纖維上包覆金屬層制備而成；本發明中所指植物纖維是由制漿工藝獲得的，該纖維包括木纖維和草纖維；所述的制備方法是采用植物纖維為原料，對其先進行前處理，而后采用化學鍍覆金屬層；所述的前處理方法包括敏化、活化、還原步驟，但前處理過程可根據通常技術判斷，采用的全部步驟，也可選擇其中一部分處理步驟；所述的包覆的金屬層的方法，可選擇或包Cu，或包Ni，或包Ag的單層包覆方法，也可選擇內包Cu外包Ni，或內包Cu外包Ag的多層包覆方法。本發明的方法成功地將金屬對植物纖維的表面進行完整包覆，可在導電填料領域得到廣泛使用。
文檔編號D06M11/83GK1424455SQ0215971
公開日2003年6月18日 申請日期2002年12月30日 優先權日2002年12月30日
發明者王群, 張豐, 毛倩瑾, 周美玲, 傅蜂, 葉克林 申請人:北京工業大學