一種大豆纖維復合保險絲的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子材料技術領域，具體涉及一種大豆纖維復合保險絲的制備方法。
【背景技術】
[0002]溫度保險絲的核心是易熔合金，傳統(tǒng)的易熔合金是以Sn、Pb、B1、Cd等金屬組成的三元或四元合金，通過調整金屬的組成，獲得不同熔點的合金絲。人們已經(jīng)掌握Pb-Sn-Bi和Pb-Sn-Cd三元相圖，根據(jù)相圖，很容易制得熔點從65°C至300 °C的易熔合金，從而生產用于不同環(huán)境和應用場合的溫度保險絲。隨著科學發(fā)展和社會的進步，對電子產品的環(huán)保性能已經(jīng)提出了明確的要求和指標，有綠色認證標志的電子產品已越來越多地成為市場和用戶青睞的對象(材料開發(fā)與應用，2007，22 (I )，25-27.)。在電子市場，沒有通過環(huán)保認證的電子元器件，正在逐漸被淘汰。上述溫度保險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，雖然各項使用指標均符合規(guī)范，但往往由于環(huán)保認證不合格，而不會被用戶采用。
[0003]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，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紡絲液，改變蛋白質空間結構，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，被譽為“新世紀的健康舒適纖維”。但大豆纖維是一種不導電纖維，使得其在電子產品中的應用受到很大的限制。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明屬于電子材料領域，涉及一種大豆纖維復合保險絲的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將大豆纖維表面金屬化，具體工藝包括大豆纖維洗凈、表面改性、表面活化以及化學鍍銅等。
[0005]本發(fā)明提出的大豆纖維復合保險絲的制備方法，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5~10分鐘，取出、烘干；
(3)表面活化:將改性后的大豆纖維置于金納米溶膠溶液中4~12小時，取出、洗凈；
(4)化學鍍銅:將表面活化的大豆纖維浸泡在銅化學鍍液中，于30~40°C化學鍍I?2小時，取出洗凈，烘干，制得銅/大豆纖維復合保險絲。
[0006]本發(fā)明中，改性溶液的溶質為3-氨基丙基三甲氧基硅烷，溶劑為丙酮，改性溶液的質量濃度為0.1%~1%。
[0007]本發(fā)明中，金納米溶膠溶液配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質為:氯金酸的濃度為1~2 g/L，檸檬酸三鈉的濃度為5~10 g/L，氯化鈉的濃度為10~20 g/L，硼氫化鈉的濃度為2~4 g/L ο
[0008]本發(fā)明中，銅化學鍍液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質為:氯化銅的濃度為5~10 g/L，酒石酸的濃度為20~30 g/L，氫氧化鉀的濃度為5~10 g/L，碳酸鉀的濃度為1~2 g/L，硫酸銅的濃度為1~2 g/L，甲醛的濃度為5~10 g/L。
[0009]本發(fā)明制備的銅/大豆纖維溫度保險絲具有以下優(yōu)點:(I)避免使用鉛、錫、鉻等有毒金屬；(2 )大豆纖維是蛋白纖維，屬可再生資源，綠色環(huán)保；(3 )金屬銅含量少，成本低，是一種資源節(jié)約型材料；(4)開拓了高熔點金屬在溫度保險絲中的應用空間。本發(fā)明制備的銅/大豆纖維溫度保險絲可用于柔性電子器件、可穿戴電子產品等高新技術產品，市場前景廣闊。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:(1)大豆纖維基溫度保險絲，是一種綠色環(huán)保可再生材料；(2)將大豆纖維表面金屬化，使大豆纖維從絕緣變?yōu)閷щ?，開拓了大豆纖維的功能；(3)改變了高熔點金屬不能用于溫度保險絲的歷史，充分利用蛋白纖維對溫度敏感的特點；
(4)合金型保險絲的金屬成分，如鉛、銻、鉍等資源接近枯竭，大豆纖維基溫度保險絲屬資源節(jié)約型和可再生型；(5)拓展了溫度保險絲的應用領域，如柔性電子器件、可穿戴電子產品等；(6)成本低、工藝簡單，對儀器設備的依賴度低。
【附圖說明】
[0011]圖1為銅/大豆纖維復合保險絲的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0012]下面通過實施例進一步描述本發(fā)明。
[0013]實施例1
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為0.1%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡5分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0014]將Ig氯金酸，5g梓檬酸三鈉，1g氯化鈉，2g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0015]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置4小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0016]將5g氯化銅，20g酒石酸，5g氫氧化鉀，Ig碳酸鉀，Ig硫酸銅，5g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學鍍銅溶液。
[0017]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于30°C化學鍍I小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復合保險絲，銅含量為16%，保險絲的電阻為4.25 Ω /cm，斷裂強度3.8CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0018]實施例2
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為1%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡10分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0019]將2g氯金酸，1g檸檬酸三鈉，20g氯化鈉，4g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0020]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置12小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0021]將1g氯化銅，30g酒石酸，1g氫氧化鉀，2g碳酸鉀，2g硫酸銅，1g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學鍍銅溶液。
[0022]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于40°C化學鍍2小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復合保險絲，銅含量為34%，保險絲的電阻為3.98 Ω /cm，斷裂強度4.1CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0023]實施例3
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為0.5%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡8分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0024]將1.5g氯金酸，8g梓檬酸三鈉，15g氯化鈉，3g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0025]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置9小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0026]將8g氯化銅，25g酒石酸，7g氫氧化鉀，1.5g碳酸鉀，1.5g硫酸銅，7g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學鍍銅溶液。
[0027]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于35°C化學鍍1.5小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復合保險絲，銅含量為23%，保險絲的電阻為4.12 Ω /cm，斷裂強度3.9 CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0028]實施例4
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為0.3%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡6分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0029]將1.8g氯金酸，6g梓檬酸三鈉，14g氯化鈉，2.5g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0030]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置6小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0031]將6g氯化銅，22g酒石酸，6g氫氧化鉀，1.4g碳酸鉀，1.8g硫酸銅，6.5g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學鍍銅溶液。
[0032]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于40°C化學鍍I小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復合保險絲，銅含量為19%，保險絲的電阻為4.14 Ω /cm，斷裂強度4.0CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
[0033]實施例5
將大豆纖維用去離子水淋洗干凈，烘干，置于濃度為1%的3-氨基丙基三甲氧基硅烷丙酮溶液中，浸泡5分鐘，取出，烘干，得表面改性的大豆纖維。
[0034]將2g氯金酸，5g檸檬酸三鈉，1g氯化鈉，3g硼氫化鈉溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得金納米溶膠溶液。
[0035]將改性后的大豆纖維置于上述溶液中，放置8小時，取出，洗凈，得表面活化的大豆纖維。
[0036]將1g氯化銅，20g酒石酸，1g氫氧化鉀，Ig碳酸鉀，Ig硫酸銅，1g甲醛溶于500mL去離子水中，溶解完畢，添加去離子水，至溶液體積為1L，得化學鍍銅溶液。
[0037]將表面活化的大豆纖維置于上述鍍液中，于30°C化學鍍2小時，取出，用水洗凈，烘干，得銅/大豆纖維復合保險絲，銅含量為24%，保險絲的電阻為4.02 Ω /cm，斷裂強度4.0 CN/detx,剝離強度能通過3M公司思高?膠帶的測試。
【主權項】
1.一種大豆纖維復合保險絲的制備方法，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5~10分鐘，取出、烘干； (3)表面活化:將改性后的大豆纖維置于金納米溶膠溶液中4~12小時，取出、洗凈； (4)化學鍍銅:將表面活化的大豆纖維浸泡在銅化學鍍液中，于30~40°C化學鍍I?2小時，取出洗凈，烘干，制得銅/大豆纖維復合保險絲。2.根據(jù)權利要求1所述的大豆纖維復合保險絲的制備方法，其特征在于所述的改性溶液的溶質為3-氨基丙基三甲氧基硅烷，溶劑為丙酮，改性溶液的質量濃度為0.1%~1%。3.根據(jù)權利要求1所述的大豆纖維復合保險絲的制備方法，其特征在于所述的金納米溶膠溶液配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質濃度分別為:氯金酸的濃度為1~2 g/L ；檸檬酸三鈉的濃度為5~10 g/L ;氯化鈉的濃度為10~20 g/L ;硼氫化鈉的濃度為2~4 g/L。4.根據(jù)權利要求1所述的大豆纖維復合保險絲的制備方法，其特征在于所述的銅化學鍍液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質濃度分別為:氯化銅的濃度為5~10 g/L ；酒石酸的濃度為20~30 g/L ;氫氧化鉀的濃度為5~10 g/L;碳酸鉀的濃度為1~2 g/L ;硫酸銅的濃度為1~2 g/L ;甲醛的濃度為5~10 g/L ο
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子材料領域，涉及一種大豆纖維復合保險絲的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將大豆纖維表面金屬化，具體工藝包括大豆纖維洗凈、表面改性、表面活化以及化學鍍銅等。本發(fā)明制備的大豆纖維復合保險絲具有以下優(yōu)點：（1）避免使用鉛、錫、鉻等有毒金屬；（2）大豆纖維是蛋白纖維，屬可再生資源，綠色環(huán)保；（3）金屬銅含量少，成本低，是一種資源節(jié)約型材料；（4）開拓了高熔點金屬在溫度保險絲中的應用空間。本發(fā)明制備的大豆纖維復合保險絲可用于柔性電子器件、可穿戴電子產品等高新技術產品，市場前景廣闊。
【IPC分類】D02G3/04
【公開號】CN105040210
【申請?zhí)枴緾N201510369178
【發(fā)明人】趙航, 呂銀祥
【申請人】復旦大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月30日