铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法
【专利摘要】本发明属于可穿戴电子技术领域，涉及一种铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法。该电子导线的制备方法的包括氯纶纤维清洗、表面改性，催化活化及化学镀铥钨铜合金。本发明制备方法的优点是：经180天模拟人体体液腐蚀测试，金属离子溢出率小于1ppm，即该材料具有极高的生物环境可靠性；电子导线的电导率高于铜，达到8×107 S/m以上。铥钨铜合金/氯纶电子导线可用于智能服装，应用前景明朗，市场潜力巨大。
【专利说明】
铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于可穿戴电子技术领域，涉及一种铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法。
【背景技术】
[0002]织物柔性传感器是智能柔性传感器的一种，属于高级智能纺织品，它是在智能纺织品不断发展的基础创新发展而来。各种自修复材料、感知材料和驱动材料的研制、改性，为织物柔性传感器提供了更为广阔的发展前景。就目前的情况来看，织物柔性传感器在电子电工、休闲运动器材、服装、医疗保健、数字化多媒体娱乐等各个领域已有一定应用。织物柔性传感器主要用于织物柔性键盘以及软开关方面。将压敏传感器与个人通讯系统相结合，在织物或是服装中植入极小的传感器和芯片，为织物中优良的传导材料提供其所需要的电路连接，其应用领域主要包括个人信息终端、残障设备、科学探索器材等。
[0003]氯纶的突出优点是难燃、保暖、耐晒、耐磨、耐蚀和耐蛀，弹性也很好，可以制造各种针织品、工作服、毛毯、滤布、绳绒、帐篷等，特别是由于它保暖性好，易生产和保持静电，故用它做成的针织内衣对风湿性关节炎有一定疗效。但由于染色性差，热收缩大，限制了它的应用。改善的办法是与其他纤维品种共聚(如维氯纶)或与其他纤维(如粘胶纤维)进行乳液混合纺丝。氯纶有短纤维、长丝和鬃丝等。氯纶短纤维可以制成棉絮、毛线及针织内衣裤等，这些织物对患有风湿性关节炎的人有一定的护理作用。此外，氯纶可以加工成具有各种特殊用途的阻燃纺织品，如沙发布、安全性帐篷等。氯纶还可用作工业滤布、工作服、绝缘布等。
[0004]用于可穿戴智能服装的电子导线，由于与身体长时间接触，安全问题一直存在风险，特别是含金属电子导电的应用，在人体汗液环境中，电子导线金属离子的溢出，对人体不利。本发明是在氯纶表面被覆一层铥钨铜合金层，核心工艺是在锰铝复合催化活化下，在化学镀溶液中，稀土元素铥进入钨铜合金的晶格中，形成更加致密稳定的合金层，经180天模拟人体体液腐蚀测试，铥钨铜合金/氯纶电子导线的金属离子溢出率小于百万分之一(Ippm)，说明该材料具有极高的生物环境可靠性;铥钨铜合金/氯纶电子导线的电导率高于铜，达到8X107S/m以上，是目前所有导电氯纶复合材料中最好的。综上所述，本发明提出的铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法具有突出的实质性特点和显著的进步，即具备创造性。
【发明内容】
[0005]本发明属于可穿戴电子领域，涉及一种铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法。该制备方法的步骤如下:
[0006]I)将氯给纤维依次用重量百分比浓度为10 %的草酸水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干；
[0007]2)将洗净的氯纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60 0C干燥3小时，冷却至室温，得改性氯纶纤维;其中改性剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:3_巯基丙基三乙氧基硅烷浓度3?6g/L，氰基丙烯酸乙酯浓度9?12g/L，过氧化碳酸二环己酯浓度I?3g/L，丙酮浓度100?200g/L。
[0008]3)将改性氯纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化氯纶纤维;其中活化剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:硫酸铝浓度20?30g/L，硝酸锰浓度20?30g/L，酒石酸钠浓度20?30g/L。
[0009]4)将活化氯纶纤维置于铥钨铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铥钨铜合金/氯纶电子导线。其中铥钨铜化学镀溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为:硝酸铥浓度20?30g/L;硫酸铜浓度20?30g/L;钨酸钠浓度40?60g/L;碳酸钠浓度30?60g/L;酒石酸钠浓度60?90g/L; 二甲氨基硼烷浓度3?6g/L;醋酸钱浓度6?9g/L。
[0010]5)铥钨铜合金/氯纶电子导线测试表征。将铥钨铜合金/氯纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铥、钨、铜离子的溢出率；以四探针测试仪测试电子导线的电导率。其中模拟人体体液各成分含量: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]铥钨铜合金/氯纶电子导线可用于智能服装，应用前景明朗，市场潜力巨大。
【具体实施方式】
[0012]下面通过实施例进一步描述本发明
[0013]实施例1
[0014]将氯纶纤维依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5%的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0015]将3.9g 3-巯基丙基三乙氧基硅烷，9.9g氰基丙烯酸乙酯，2.9g过氧化碳酸二环己酯溶于169g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0016]将洗净的氯纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于600C干燥3小时，冷却至室温，得改性氯纶纤维。
[0017]将29.8g硫酸铝，21.8g硝酸锰，25.8g酒石酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0018]将改性氯纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化氯纶纤维。
[0019]将24.8g硝酸铥，23.8g硫酸铜，49.8g钨酸钠，57.8g碳酸钠，75.Ig酒石酸钠，4.8g二甲氨基硼烷，8.9g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铥钨铜化学镀溶液。
[0020]将活化氯纶纤维置于铥钨铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铥钨铜合金/氯纶电子导线。
[0021]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,0.2g MgSO4.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0022]将铥钨铜合金/氯纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铥、钨、铜离子的溢出率分别为0.22ppm、0.26ppm、0.28ppm;以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.1 X 107S/m。
[0023]实施例2
[0024]将氯纶纤维依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5%的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0025]将4.4g 3-巯基丙基三乙氧基硅烷，10.6g氰基丙烯酸乙酯，2.Sg过氧化碳酸二环己酯溶于152g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0026]将洗净的氯纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性氯纶纤维。
[0027]将22.5g硫酸铝，21.7g硝酸锰，21.9g酒石酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0028]将改性氯纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化氯纶纤维。
[0029]将22.8g硝酸铥，24.9g硫酸铜，56.4g钨酸钠，58.2g碳酸钠，82.6g酒石酸钠，4.4g二甲氨基硼烷，6.6g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铥钨铜化学镀溶液。
[0030]将活化氯纶纤维置于铥钨铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铥钨铜合金/氯纶电子导线。
[0031]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,0.2g MgSO4.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0032]将铥钨铜合金/氯纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铥、钨、铜离子的溢出率分别为0.33ppm、0.llppm、0.21ppm;以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.6X 107S/m。
[0033]实施例3
[0034]将氯给纤维依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0035]将6g3-巯基丙基三乙氧基硅烷，12g氰基丙烯酸乙酯，3g过氧化碳酸二环己酯溶于200g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0036]将洗净的氯纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性氯纶纤维。
[0037]将30g硫酸铝，30g硝酸猛，30g酒石酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0038]将改性氯纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化氯纶纤维。
[0039 ] 将30g硝酸镑，30g硫酸铜，60g妈酸钠，60g碳酸钠，90g酒石酸钠，6g 二甲氨基硼烧，9g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铥钨铜化学镀溶液。
[0040]将活化氯纶纤维置于铥钨铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铥钨铜合金/氯纶电子导线。
[0041]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2g MgSO4.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0042]将铥钨铜合金/氯纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铥、钨、铜离子的溢出率分别为
0.22ppm、0.31ppm、0.14ppm;以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.7X10TS/m。
[0043]实施例4
[0044]将氯纶纤维依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0045]将3.3g 3-巯基丙基三乙氧基硅烷，10.6g氰基丙烯酸乙酯，2.9g过氧化碳酸二环己酯溶于161g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0046]将洗净的氯纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性氯纶纤维。
[0047]将22.4g硫酸铝，21.8g硝酸锰，21.2g酒石酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0048]将改性氯纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化氯纶纤维。
[0049]将21.1g硝酸铥，22.3g硫酸铜，41.5g钨酸钠，51.7g碳酸钠，71.9g酒石酸钠，5.2g二甲氨基硼烷，7.4g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铥钨铜化学镀溶液。
[0050]将活化氯纶纤维置于铥钨铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铥钨铜合金/氯纶电子导线。
[0051]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2g MgSO4.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0052]将铥钨铜合金/氯纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铥、钨、铜离子的溢出率分别为
0.16ppm、0.38ppm、0.18ppm；以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.1 X 107S/mo。
[0053]实施例5
[0054]将氯给纤维依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5 %的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干。
[0055]将3g3-巯基丙基三乙氧基硅烷，9g氰基丙烯酸乙酯，Ig过氧化碳酸二环己酯溶于10g丙酮中，添加去离子水，配成体积为IL的改性剂溶液。
[0056]将洗净的氯纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性氯纶纤维。
[0057]将20g硫酸铝，20g硝酸猛，20g酒石酸钠溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的活化剂溶液。
[0058]将改性氯纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，洗净，得活化氯纶纤维。
[0059]将20g硝酸镑，20g硫酸铜，40g妈酸钠，30g碳酸钠，60g酒石酸钠，3g 二甲氨基硼烧，6g醋酸铵溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的铥钨铜化学镀溶液。
[0060]将活化氯纶纤维置于铥钨铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铥钨铜合金/氯纶电子导线。
[0061]将8gNaCl，0.4g KCl，0.35g NaHCO3,0.14g CaCl2,0.06g Na2HPO4,0.06g KH2PO4,
0.2g MgSO4.7H20，Ig葡萄糖溶于500mL去离子水中，再稀释成体积为IL的模拟人体体液。
[0062]将铥钨铜合金/氯纶电子导线置于模拟人体体液中，于37°C放置180天，取出，以能量弥散X射线探测器(EDX)测试电子导线的元素含量，计算铥、钨、铜离子的溢出率分别为
0.32ppm、0.1lppm、0.26ppm;以四探针测试仪测试电子导线的电导率为8.3 X 107S/m。
【主权项】
1.一种铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法，其特征在于: 1)将氯纶纤维依次用重量百分比浓度为10%的草酸水溶液、5%的双氧水溶液、去离子水洗净、烘干； 2)将洗净的氯纶纤维置于改性剂溶液中30分钟，取出，置于烘箱中于60°C干燥3小时，冷却至室温，得改性氯纶纤维； 3)将改性氯纶纤维置于活化剂溶液中30分钟，取出，用去离子水洗净，烘干，再置于重量百分比浓度为3%的硼氢化钠水溶液中10分钟，取出，用去离子水洗净，得活化氯纶纤维； 4)将活化氯纶纤维置于铥钨铜化学镀溶液中，于25°C化学镀3小时，取出洗净，烘干，得铥钨铜合金/氯纶电子导线。2.如权利要求1所述的铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法，其特征在于所述的改性剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为: 3-巯基丙基三乙氧基硅烷浓度3?6 g/L; 氰基丙烯酸乙酯浓度9?12 g/L; 过氧化碳酸二环己酯浓度I?3 g/L; 丙酮浓度100?200 g/Lo3.如权利要求1所述的铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法，其特征在于所述的活化剂溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为: 硫酸铝浓度20?30g/L; 硝酸锰浓度20?30g/L; 酒石酸钠浓度20?30g/L。4.如权利要求1所述的铥钨铜合金/氯纶电子导线的制备方法，其特征在于所述的铥钨铜化学镀溶液的配方是溶剂为去离子水，溶液中各种溶质浓度分别为: 硝酸铥浓度20?30g/L; 硫酸铜浓度20?30g/L; 钨酸钠浓度40?60g/L; 碳酸钠浓度30?60g/L; 酒石酸钠浓度60?90g/L; 二甲氨基硼烷浓度3?6g/L; 醋酸铵浓度6?9g/L。
【文档编号】D06M13/232GK105957647SQ201610474425
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】蓝碧健
【申请人】太仓碧奇新材料研发有限公司