一種磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性材料是一種具有磁學(xué)性能和磁效應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)能量和信息的轉(zhuǎn)換、傳遞、存儲等功能的特殊材料。把磁性材料應(yīng)用于紡織品，通過改變?nèi)梭w的磁場環(huán)境而獲得醫(yī)療、保健作用是磁性材料應(yīng)用的一種重要形式，而采用磁性纖維是磁性紡織品加工中的一種重要方法。目前，制備磁性纖維的方法有兩種，即直接紡絲法和基體纖維的化學(xué)物理改性法。磁性纖維的研宄起始于20世紀(jì)80年代，它包括鐵、鎳、鈷纖維及其復(fù)合纖維，其中以鐵纖維的研宄最為充分、應(yīng)用最為成功。近年來，有關(guān)磁性復(fù)合纖維的研宄也正在進(jìn)行。磁性纖維吸收劑之所以受到人們的青睞，主要在于它的磁各向異性和多重?fù)p耗機(jī)理。根據(jù)混合媒質(zhì)的等效電磁參數(shù)理論，吸波材料的有效介電常數(shù)和有效磁導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)。
[0003]溫度保險(xiǎn)絲的核心是易熔材料，傳統(tǒng)的易熔材料是以Sn、Pb、B1、Cd等金屬組成的三元或四元合金，通過調(diào)整金屬的組成，獲得不同熔點(diǎn)的合金絲。隨著科學(xué)發(fā)展和社會的進(jìn)步，對電子產(chǎn)品的環(huán)保性能已經(jīng)提出了明確的要求和指標(biāo)，有綠色認(rèn)證標(biāo)志的電子產(chǎn)品已越來越多地成為市場和用戶青睞的對象(材料開發(fā)與應(yīng)用，2007，22 (1),25-27.)?在電子市場，沒有通過環(huán)保認(rèn)證的電子元器件，正在逐漸被淘汰。上述溫度保險(xiǎn)絲中所使用的易熔合金均含有易揮發(fā)的Pb、Cd等有害金屬元素，雖然各項(xiàng)使用指標(biāo)均符合規(guī)范，但往往由于環(huán)保認(rèn)證不合格，而不會被用戶采用。
[0004]大豆蛋白纖維屬于再生植物蛋白纖維類，是以榨過油的大豆豆柏為原料，利用生物工程技術(shù)，提取出豆柏中的球蛋白，通過添加功能性助劑，與腈基、羥基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定濃度的蛋白質(zhì)紡絲液，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成。其有著羊絨般的柔軟手感，蠶絲般的柔和光澤，棉的保暖性和良好的親膚性等優(yōu)良性能，還有明顯的抑菌功能。但大豆纖維是不具磁性，使得其在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用受到很大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將大豆纖維表面磁化，具體工藝包括大豆纖維洗凈、表面改性、表面活化以及化學(xué)鍍鎳等。
[0006]本發(fā)明提出的磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法，具體步驟如下:
(1)清潔大豆纖維:將大豆纖維漂洗、烘干；
(2)表面改性:將清潔后的大豆纖維置于改性溶液中30~50分鐘，取出、烘干；
(3)表面活化:將改性后的大豆纖維置于鈀納米溶膠溶液中3~5小時(shí)，取出、洗凈；
(4)化學(xué)鍍鎳:將表面活化的大豆纖維浸泡在鎳化學(xué)鍍液中，于5~15°C化學(xué)鍍30?50分鐘，取出洗凈，烘干，制得磁性纖維保險(xiǎn)絲。
[0007]本發(fā)明中，改性溶液的溶質(zhì)為3-巰基丙基三甲氧基硅烷，溶劑為乙醇，改性溶液的質(zhì)量濃度為3%~5%。
[0008]本發(fā)明中，鈀納米溶膠溶液配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)為氯化鈀的濃度為3~5 g/L，酒石酸鈉鉀的濃度為15~25 g/L，鹽酸的濃度為3~5 g/L，硼氫化鉀的濃度為 3~5 g/L。
[0009]本發(fā)明中，鎳化學(xué)鍍液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)為硫酸鎳的濃度為15~25 g/L，焦磷酸鈉的濃度15~25 g/L，氨水的濃度為5~15 g/L，多聚磷酸的濃度為
3-5 g/L，二甲氨基硼烷的濃度為3~5 g/L?
[0010]本發(fā)明制備的磁性纖維保險(xiǎn)絲具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)是一種新型可恢復(fù)保險(xiǎn)絲；(2)大豆纖維屬可再生資源，綠色環(huán)保；(3)金屬用量少，是一種資源節(jié)約型材料；(4)拓展了磁性溫度保險(xiǎn)絲的種類。本發(fā)明制備的磁性纖維保險(xiǎn)絲可用于過電流保護(hù)器、磁控開關(guān)、可穿戴電子廣品等尚新技術(shù)廣品，市場如景廣闊。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:(I)開發(fā)了一種新型磁性大豆纖維，拓展了大豆纖維的功能；(2)將大豆纖維表面巰基化，使得其與鈀催化粒子之間發(fā)生自組裝反應(yīng)，極大了增強(qiáng)了催化粒子的吸附性和均一性；(3)開發(fā)了一種常溫制備導(dǎo)電大豆纖維的工藝，規(guī)避了大豆纖維在高溫條件下的不穩(wěn)定的缺點(diǎn)；(4)規(guī)避了常規(guī)化學(xué)鍍需要對大豆纖維進(jìn)行酸、堿腐蝕的工序，綠色環(huán)保。
【附圖說明】
[0012]圖1為磁性纖維保險(xiǎn)絲的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
[0014]實(shí)施例1
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為3%的3-巰基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，浸泡30分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0015]將3g氯化鈕，15g酒石酸鈉鉀，3g鹽酸，3g硼氫化鉀溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得鈀納米溶膠溶液。
[0016]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置3小時(shí)，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0017]將15g硫酸镲，15g焦磷酸鈉，5g氨水，3g多聚磷酸，3g 二甲氨基硼燒溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍鎳溶液。
[0018]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于5°C化學(xué)鍍30分鐘，取出，用水洗凈，烘干，得磁性纖維保險(xiǎn)絲，鎳含量為12%，保險(xiǎn)絲的電阻為1.72 Ω /cm,斷裂強(qiáng)度4.6 CN/detx，飽和磁化強(qiáng)度為3.54 emu/g。
[0019]實(shí)施例2
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為5%的3-巰基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，浸泡50分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0020]將5g氯化鈕，25g酒石酸鈉鉀，5g鹽酸，5g硼氫化鉀溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得鈀納米溶膠溶液。
[0021]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置5小時(shí)，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0022]將25g硫酸鎳，25g焦磷酸鈉，15g氨水，5g多聚磷酸，5g 二甲氨基硼烷溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍鎳溶液。
[0023]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于15°C化學(xué)鍍50分鐘，取出，用水洗凈，烘干，得磁性纖維保險(xiǎn)絲，鎳含量為24%，保險(xiǎn)絲的電阻為1.56 Ω /cm,斷裂強(qiáng)度4.9 CN/detx，飽和磁化強(qiáng)度為6.78 emu/g。
[0024]實(shí)施例3
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為4%的3-巰基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，浸泡40分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0025]將4g氯化鈀，20g酒石酸鈉鉀，4g鹽酸，4g硼氫化鉀溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得鈀納米溶膠溶液。
[0026]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置4小時(shí)，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0027]將20g硫酸鎳，20g焦磷酸鈉，1g氨水，4g多聚磷酸，4g 二甲氨基硼烷溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍鎳溶液。
[0028]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于10°C化學(xué)鍍40分鐘，取出，用水洗凈，烘干，得磁性纖維保險(xiǎn)絲，鎳含量為19%，保險(xiǎn)絲的電阻為1.69 Ω /cm,斷裂強(qiáng)度4.5 CN/detx，飽和磁化強(qiáng)度為4.33 emu/g。
[0029]實(shí)施例4
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為3.5%的3-巰基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，浸泡35分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0030]將3.5g氯化鈕，22g酒石酸鈉鉀，4g鹽酸，3g硼氫化鉀溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得鈀納米溶膠溶液。
[0031]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置3.5小時(shí)，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0032]將20g硫酸鎳，15g焦磷酸鈉，8g氨水，4g多聚磷酸，3g 二甲氨基硼烷溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍鎳溶液。
[0033]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于15°C化學(xué)鍍30分鐘，取出，用水洗凈，烘干，得磁性纖維保險(xiǎn)絲，鎳含量為17%，保險(xiǎn)絲的電阻為1.71 Ω /cm,斷裂強(qiáng)度4.6 CN/detx，飽和磁化強(qiáng)度為3.89 emu/g。
[0034]實(shí)施例5
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為4.5%的3-巰基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，浸泡45分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0035]將4.5g氯化鈀，20.5g酒石酸鈉鉀，3.5g鹽酸，4.5g硼氫化鉀溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得鈀納米溶膠溶液。
[0036]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置4.5小時(shí)，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0037]將21.5g硫酸镲，23.5g焦磷酸鈉，10.5g氨水，3.5g多聚磷酸，4.5g 二甲氨基硼燒溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學(xué)鍍鎳溶液。
[0038]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于15°C化學(xué)鍍45分鐘，取出，用水洗凈，烘干，得磁性纖維保險(xiǎn)絲，鎳含量為21%，保險(xiǎn)絲的電阻為1.59 Ω /cm,斷裂強(qiáng)度4.8 CN/detx，飽和磁化強(qiáng)度為5.91 emu/g。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法，其特征在于具體步驟如下: (1)清潔大豆纖維:將大豆纖維漂洗、烘干； (2)表面改性:將清潔后的大豆纖維置于改性溶液中30~50分鐘，取出、烘干； (3)表面活化:將改性后的大豆纖維置于鈀納米溶膠溶液中3~5小時(shí)，取出、洗凈； (4)化學(xué)鍍鎳:將表面活化的大豆纖維浸泡在鎳化學(xué)鍍液中，于5~15°C化學(xué)鍍30?50分鐘，取出洗凈，烘干，制得磁性纖維保險(xiǎn)絲。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法，其特征在于所述的改性溶液的溶質(zhì)為3-巰基丙基三甲氧基硅烷，溶劑為乙醇，改性溶液的質(zhì)量濃度為3%~5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法，其特征在于所述的鈀納米溶膠溶液配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質(zhì)濃度分別為:氯化鈀濃度為3~5 g/L;酒石酸鈉鉀濃度為15~25 g/L ;鹽酸濃度為3~5 g/L ;硼氫化鉀濃度為3~5 g/L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法，其特征在于所述的鎳化學(xué)鍍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:硫酸鎳濃度為15~25 g/L ;焦磷酸鈉濃度為15~25 g/L ;氨水濃度為5~15 g/L ;多聚磷酸濃度為3~5 g/L ; 二甲氨基硼烷濃度為3?5 g/Lο
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子材料領(lǐng)域，涉及一種磁性纖維保險(xiǎn)絲的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將大豆纖維表面磁化，具體工藝包括大豆纖維洗凈、表面改性、表面活化以及化學(xué)鍍鎳等。本發(fā)明制備的磁性纖維保險(xiǎn)絲具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）是一種新型可恢復(fù)保險(xiǎn)絲；（2）大豆纖維屬可再生資源，綠色環(huán)保；（3）金屬用量少，是一種資源節(jié)約型材料；（4）拓展了磁性溫度保險(xiǎn)絲的種類。本發(fā)明制備的磁性纖維保險(xiǎn)絲可用于過電流保護(hù)器、磁控開關(guān)、可穿戴電子產(chǎn)品等高新技術(shù)產(chǎn)品，市場前景廣闊。
【IPC分類】D06M13/513, D06M101/04, D06M11/83
【公開號】CN104928915
【申請?zhí)枴緾N201510380775
【發(fā)明人】趙航, 呂銀祥
【申請人】復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月30日