鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于可穿戴電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法。該電子導(dǎo)線的制備方法的包括丙綸纖維清洗、表面改性，催化活化及化學(xué)鍍鉺鉬銅合金。本發(fā)明制備方法的優(yōu)點是：經(jīng)180天模擬人體體液腐蝕測試，金屬離子溢出率小于1ppm，即該材料具有極高的生物環(huán)境可靠性；電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率高于銅，達(dá)到8×107 S/m以上。鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線可用于智能服裝，應(yīng)用前景明朗，市場潛力巨大。
【專利說明】
鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于可穿戴電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能服裝不僅具備感知外部環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)的變化的能力，而且可以通過反饋機(jī)制，實時地對這種變化作出反應(yīng)。人們對于智能服裝的研究可追溯到上世紀(jì)70年代末，但是當(dāng)時的電子技術(shù)還很落后，因此智能服裝發(fā)展十分緩慢，當(dāng)時研發(fā)的智能服裝，主要應(yīng)用在軍事軍工和航天航空等特殊領(lǐng)域，它們體積大，功能單一，這嚴(yán)重限制了智能服裝的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)今的智能服裝，已可將信息技術(shù)、材料科學(xué)、生物技術(shù)與傳統(tǒng)的紡織服裝工藝進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而賦予了紡織服裝領(lǐng)域全新的活力。實現(xiàn)服裝智能化的主要途徑有以下幾種:a)將具有感知以及反應(yīng)功能的智能纖維和普通纖維交織或者將智能纖維編入到普通織物中，然后用這種包含有智能纖維的面料制成智能服裝;b)對一些普通纖維進(jìn)行改性，使其具有智能纖維的功能，再以此種面料制成服裝;c)將一些特殊物質(zhì)采用染整加工的方法融合到織物上，從而使普通織物具有智能功能，再制成智能服裝。d)將普通服裝與外加元件相結(jié)合，制成智能服裝。這些外加元件有:普通元件和高技術(shù)傳感器、報警器、檢測器等。
[0003]聚丙烯纖維(丙綸)的密度為0.90-0.92g/cm3，在所有化學(xué)纖維中是最輕的，比錦綸輕20%，比丙綸輕30%，比粘膠纖維輕40%，因此很適合做冬季服裝的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。丙綸強度高(干態(tài)、濕態(tài)下相同)，是制造漁網(wǎng)、纜繩的理想材料;耐磨性和回彈性好，強度與丙綸和錦綸相似，回彈率可與錦綸、羊毛相媲美，比滌倫、粘膠纖維大得多；丙綸的尺寸穩(wěn)定性差，易起球和變形，抗微生聚丙烯纖維的熔點低(165?173°C)，對光和熱的穩(wěn)定性差，所以，丙綸的耐熱性、耐老化性差，不耐熨燙。但可以通過在紡絲時加入防老化劑來提高其抗老化性能。物，不蛀;耐化學(xué)藥品性優(yōu)于一般纖維。聚丙烯纖維的吸濕性和染色性在化學(xué)纖維中是最差的，幾乎不吸濕，其回潮率小于0.03%。細(xì)旦丙綸具有較強的芯吸作用，水汽可以通過纖維中的毛細(xì)管來排除。制成服裝后，服裝的舒適性較好，尤其是超細(xì)丙綸纖維，由于表面積增大，能更快地傳遞汗水，使皮膚保持舒適感。由于纖維不吸濕且縮水率小，丙綸織物具有易洗快干的特點。
[0004]用于可穿戴智能服裝的電子導(dǎo)線，由于與身體長時間接觸，安全問題一直存在風(fēng)險，特別是含金屬電子導(dǎo)電的應(yīng)用，在人體汗液環(huán)境中，電子導(dǎo)線金屬離子的溢出，對人體不利。本發(fā)明是在丙綸表面被覆一層鉺鉬銅合金層，核心工藝是在鎳錳復(fù)合催化活化下，在化學(xué)鍍?nèi)芤褐?，稀土元素鉺進(jìn)入鉬銅合金的晶格中，形成更加致密穩(wěn)定的合金層，經(jīng)180天模擬人體體液腐蝕測試，鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的金屬離子溢出率小于百萬分之一(Ippm)，說明該材料具有極高的生物環(huán)境可靠性;鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率高于銅，達(dá)到8X107S/m以上，是目前所有導(dǎo)電丙綸復(fù)合材料中最好的。綜上所述，本發(fā)明提出的鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步，即具備創(chuàng)造性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明屬于可穿戴電子領(lǐng)域，涉及一種鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法。該制備方法的步驟如下:
[0006]I)將丙給纖維依次用重量百分比濃度為10 %的水合肼水溶液、5 %的雙氧水溶液、去離子水洗凈、烘干；
[0007]2)將洗凈的丙綸纖維置于改性劑溶液中30分鐘，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小時，冷卻至室溫，得改性丙綸纖維;其中改性劑溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:3_氨基丙基三乙氧基硅烷濃度3?6g/L，氰基丙烯酸乙酯濃度9?12g/L，過氧化碳酸二環(huán)己酯濃度I?3g/L，丙酮濃度100?200g/L。
[0008]3)將改性丙綸纖維置于活化劑溶液中30分鐘，取出，用去離子水洗凈，烘干，再置于重量百分比濃度為3%的硼氫化鈉水溶液中10分鐘，取出，洗凈，得活化丙綸纖維;其中活化劑溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:硫酸鎳濃度20?30g/L，硝酸錳濃度20?30g/L，乳酸鈉濃度20?30g/L。
[0009]4)將活化丙綸纖維置于鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤褐校?5°C化學(xué)鍍3小時，取出洗凈，烘干，得鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線。其中鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤旱呐浞绞侨軇槿ルx子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:硝酸鉺濃度20?30g/L;硫酸銅濃度20?30g/L;硝酸鉬濃度40?60g/L;碳酸鈉濃度30?60g/L;乳酸鈉濃度60?90g/L; 二甲氨基硼烷濃度3?6g/L;醋酸銨濃度6?9g/L。
[0010]5)鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線測試表征。將鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線置于模擬人體體液中，于37°C放置180天，取出，以能量彌散X射線探測器(EDX)測試電子導(dǎo)線的元素含量，計算鉺、鉬、銅離子的溢出率；以四探針測試儀測試電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率。其中模擬人體體液各成分含量:NaCl 8g/L，KCl 0.4g/L,NaHCO3 0.35g/L，CaCl2 0.14g/L,Na2HPO4 0.06g/LjKH2PO4 0.06g/L,MgSO4.7H20 0.28/1，葡萄糖18/1。
[0011]鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線可用于智能服裝，應(yīng)用前景明朗，市場潛力巨大。
【具體實施方式】
[0012]下面通過實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明
[0013]實施例1
[0014]將丙給纖維依次用重量百分比濃度為10%的水合肼水溶液、5 %的雙氧水溶液、去離子水洗凈、烘干。
[0015]將3.1g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，9.1g氰基丙烯酸乙酯，2.6g過氧化碳酸二環(huán)己酯溶于168g丙酮中，添加去離子水，配成體積為IL的改性劑溶液。
[0016]將洗凈的丙綸纖維置于改性劑溶液中30分鐘，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小時，冷卻至室溫，得改性丙綸纖維。
[0017]將29.1g硫酸鎳，21.2g硝酸錳，25.1g乳酸鈉溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的活化劑溶液。
[0018]將改性丙綸纖維置于活化劑溶液中30分鐘，取出，用去離子水洗凈，烘干，再置于重量百分比濃度為3%的硼氫化鈉水溶液中10分鐘，取出，洗凈，得活化丙綸纖維。
[0019]將24.3g硝酸鉺，23.7g硫酸銅，49.2g硝酸鉬，57.6g碳酸鈉，75.3g乳酸鈉，4.Ig二甲氨基硼烷，9g醋酸銨溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤骸?br>[0020]將活化丙綸纖維置于鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤褐校?5°C化學(xué)鍍3小時，取出洗凈，烘干，得鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線。
[0021]將8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的模擬人體體液。
[0022]將鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線置于模擬人體體液中，于37°C放置180天，取出，以能量彌散X射線探測器(EDX)測試電子導(dǎo)線的元素含量，計算鉺、鉬、銅離子的溢出率分別為0.12ppm、0.16ppm、0.18ppm；以四探針測試儀測試電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率為8.5X 107S/m。
[0023]實施例2
[0024]將丙給纖維依次用重量百分比濃度為10%的水合肼水溶液、5 %的雙氧水溶液、去離子水洗凈、烘干。
[0025]將4.2g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，10.2g氰基丙烯酸乙酯，2.9g過氧化碳酸二環(huán)己酯溶于159g丙酮中，添加去離子水，配成體積為IL的改性劑溶液。
[0026]將洗凈的丙綸纖維置于改性劑溶液中30分鐘，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小時，冷卻至室溫，得改性丙綸纖維。
[0027]將22.1g硫酸鎳，21.3g硝酸錳，21.7g乳酸鈉溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的活化劑溶液。
[0028]將改性丙綸纖維置于活化劑溶液中30分鐘，取出，用去離子水洗凈，烘干，再置于重量百分比濃度為3%的硼氫化鈉水溶液中10分鐘，取出，洗凈，得活化丙綸纖維。
[0029]將20.8g硝酸鉺,21.9g硫酸銅,51.4g硝酸鉬，55.2g碳酸鈉，80.6g乳酸鈉，4.Ig二甲氨基硼烷，6.1g醋酸銨溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤骸?br>[0030]將活化丙綸纖維置于鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤褐校?5°C化學(xué)鍍3小時，取出洗凈，烘干，得鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線。
[0031]將8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的模擬人體體液。
[0032]將鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線置于模擬人體體液中，于37°C放置180天，取出，以能量彌散X射線探測器(EDX)測試電子導(dǎo)線的元素含量，計算鉺、鉬、銅離子的溢出率分別為0.13ppm、0.31ppm、0.31ppm;以四探針測試儀測試電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率為8.1 X 107S/m。
[0033]實施例3
[0034]將丙給纖維依次用重量百分比濃度為10%的水合肼水溶液、5 %的雙氧水溶液、去離子水洗凈、烘干。
[0035]將6g3-氨基丙基三乙氧基硅烷，12g氰基丙烯酸乙酯，3g過氧化碳酸二環(huán)己酯溶于200g丙酮中，添加去離子水，配成體積為IL的改性劑溶液。
[0036]將洗凈的丙綸纖維置于改性劑溶液中30分鐘，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小時，冷卻至室溫，得改性丙綸纖維。
[0037]將30g硫酸鎳，30g硝酸錳，30g乳酸鈉溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的活化劑溶液。
[0038]將改性丙綸纖維置于活化劑溶液中30分鐘，取出，用去離子水洗凈，烘干，再置于重量百分比濃度為3%的硼氫化鈉水溶液中10分鐘，取出，洗凈，得活化丙綸纖維。
[0039]將30g硝酸鉺，30g硫酸銅，60g硝酸鉬，60g碳酸鈉，90g乳酸鈉，6g 二甲氨基硼燒，9g醋酸銨溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤骸?br>[0040]將活化丙綸纖維置于鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤褐?，?5°C化學(xué)鍍3小時，取出洗凈，烘干，得鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線。
[0041]將8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的模擬人體體液。
[0042]將鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線置于模擬人體體液中，于37°C放置180天，取出，以能量彌散X射線探測器(EDX)測試電子導(dǎo)線的元素含量，計算鉺、鉬、銅離子的溢出率分別為
0.21ppm、0.41ppm、0.1lppm;以四探針測試儀測試電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率為8.1 X 107S/m。
[0043]實施例4
[0044]將丙給纖維依次用重量百分比濃度為10%的水合肼水溶液、5 %的雙氧水溶液、去離子水洗凈、烘干。
[0045]將3.1g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷，10.5g氰基丙烯酸乙酯，2.2g過氧化碳酸二環(huán)己酯溶于169g丙酮中，添加去離子水，配成體積為IL的改性劑溶液。
[0046]將洗凈的丙綸纖維置于改性劑溶液中30分鐘，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小時，冷卻至室溫，得改性丙綸纖維。
[0047]將22.1g硫酸鎳，21.4g硝酸錳，21.1g乳酸鈉溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的活化劑溶液。
[0048]將改性丙綸纖維置于活化劑溶液中30分鐘，取出，用去離子水洗凈，烘干，再置于重量百分比濃度為3%的硼氫化鈉水溶液中10分鐘，取出，洗凈，得活化丙綸纖維。
[0049]將21.8g硝酸鉺，22.9g硫酸銅，41.1g硝酸鉬，51.7g碳酸鈉，71.6g乳酸鈉，5.5g二甲氨基硼烷，7.2g醋酸銨溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤骸?br>[0050]將活化丙綸纖維置于鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤褐校?5°C化學(xué)鍍3小時，取出洗凈，烘干，得鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線。
[0051]將8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的模擬人體體液。
[0052]將鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線置于模擬人體體液中，于37°C放置180天，取出，以能量彌散X射線探測器(EDX)測試電子導(dǎo)線的元素含量，計算鉺、鉬、銅離子的溢出率分別為
0.12ppm、0.31ppm、0.14ppm；以四探針測試儀測試電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率為8.6X 107S/m。。
[0053]實施例5
[0054]將丙給纖維依次用重量百分比濃度為10%的水合肼水溶液、5 %的雙氧水溶液、去離子水洗凈、烘干。
[0055]將3g3-氨基丙基三乙氧基硅烷，9g氰基丙烯酸乙酯，Ig過氧化碳酸二環(huán)己酯溶于10g丙酮中，添加去離子水，配成體積為IL的改性劑溶液。
[0056]將洗凈的丙綸纖維置于改性劑溶液中30分鐘，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小時，冷卻至室溫，得改性丙綸纖維。
[0057]將20g硫酸鎳，20g硝酸錳，20g乳酸鈉溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的活化劑溶液。
[0058]將改性丙綸纖維置于活化劑溶液中30分鐘，取出，用去離子水洗凈，烘干，再置于重量百分比濃度為3%的硼氫化鈉水溶液中10分鐘，取出，洗凈，得活化丙綸纖維。
[0059]將20g硝酸鉺，20g硫酸銅，40g硝酸鉬，30g碳酸鈉，60g乳酸鈉，3g 二甲氨基硼燒，6g醋酸銨溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤骸?br>[0060]將活化丙綸纖維置于鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤褐?，?5°C化學(xué)鍍3小時，取出洗凈，烘干，得鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線。
[0061]將8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2gMgS04.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去離子水中，再稀釋成體積為IL的模擬人體體液。
[0062]將鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線置于模擬人體體液中，于37°C放置180天，取出，以能量彌散X射線探測器(EDX)測試電子導(dǎo)線的元素含量，計算鉺、鉬、銅離子的溢出率分別為0.12ppm、0.21ppm、0.27ppm;以四探針測試儀測試電子導(dǎo)線的電導(dǎo)率為8.9 X 107S/m。
【主權(quán)項】
1.一種鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法，其特征在于: 1)將丙綸纖維依次用重量百分比濃度為10%的水合肼水溶液、5%的雙氧水溶液、去離子水洗凈、烘干； 2)將洗凈的丙綸纖維置于改性劑溶液中30分鐘，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小時，冷卻至室溫，得改性丙綸纖維； 3)將改性丙綸纖維置于活化劑溶液中30分鐘，取出，用去離子水洗凈，烘干，再置于重量百分比濃度為3%的硼氫化鈉水溶液中10分鐘，取出，用去離子水洗凈，得活化丙綸纖維； 4)將活化丙綸纖維置于鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤褐?，?5°C化學(xué)鍍3小時，取出洗凈，烘干，得鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線。2.如權(quán)利要求1所述的鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的改性劑溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為: 3-氨基丙基三乙氧基硅烷濃度3?6 g/L; 氰基丙烯酸乙酯濃度9?12 g/L; 過氧化碳酸二環(huán)己酯濃度I?3 g/L; 丙酮濃度100?200 g/Lo3.如權(quán)利要求1所述的鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的活化劑溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為: 硫酸鎳濃度20?30g/L; 硝酸錳濃度20?30g/L; 乳酸鈉濃度20?30g/L。4.如權(quán)利要求1所述的鉺鉬銅合金/丙綸電子導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的鉺鉬銅化學(xué)鍍?nèi)芤旱呐浞绞侨軇槿ルx子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為: 硝酸鉺濃度20?30g/L; 硫酸銅濃度20?30g/L; 硝酸鉬濃度40?60g/L; 碳酸鈉濃度30?60g/L; 乳酸鈉濃度60?90g/L; 二甲氨基硼烷濃度3?6g/L; 醋酸銨濃度6?9g/L。
【文檔編號】D06M11/56GK106098248SQ201610479049
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】藍(lán)碧健
【申請人】太倉碧奇新材料研發(fā)有限公司