專利名稱：一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錦綸纖維制造領(lǐng)域，尤其涉及一種錦錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法。
背景技術(shù)：
絕大多數(shù)的高分子材料是絕緣材料，由高分子材料制成的化學(xué)纖維，如滌綸、丙綸、錦綸等同樣具有絕緣性，其電阻值在1013ω以上。這些纖維在使用過(guò)程中靜電不斷積累，而電荷無(wú)法釋放，最終帶有很高的電勢(shì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，對(duì)石化行業(yè)、化工行業(yè)等特殊場(chǎng)合安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重后果，同時(shí)靜電也會(huì)產(chǎn)生場(chǎng)效應(yīng)，在高精儀器制造、使用，電子工業(yè)中都是要嚴(yán)格消除的；在民用領(lǐng)域靜電會(huì)使穿脫衣服時(shí)產(chǎn)生電擊，褲子會(huì)產(chǎn)生吸腿現(xiàn)象。由此可知，消除化學(xué)纖維上的靜電已是當(dāng)代社會(huì)無(wú)論是工業(yè)領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域的普遍要求。導(dǎo)電纖維通常是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(20°C，65%相對(duì)濕度)，比電阻在IO8 Ω /cm以下的纖維。這種纖維對(duì)產(chǎn)生的靜電荷會(huì)很快逸散掉，從而避免高電勢(shì)。導(dǎo)電纖維的生產(chǎn)方法有金屬纖維混紡、涂層法和高分子纖維復(fù)合紡絲方法，作為導(dǎo)電性能良好、耐久性好及和常規(guī)纖維相容性好的導(dǎo)電纖維現(xiàn)在多采用高分子纖維復(fù)合紡絲技術(shù)生產(chǎn)。其導(dǎo)電材料為碳黑(專利號(hào)為:200410025182.4)，金屬氧化物(侯慶華，技術(shù)創(chuàng)新，2005 (11):10_15)，或碳納米管(專利號(hào)為:200410033773.6)。以這種復(fù)合紡絲技術(shù)生產(chǎn)的導(dǎo)電纖維只有一部分會(huì)有導(dǎo)電物質(zhì)，這樣使纖維在具有導(dǎo)電特性的同時(shí)又兼有普通合成纖維優(yōu)等的加工性能，成為具有可行性的功能性纖維。以碳黑為導(dǎo)電材料采用復(fù)合紡絲技術(shù)生產(chǎn)的導(dǎo)電纖維是黑色的，應(yīng)用上受到局限；以金屬氧化物為導(dǎo)電材料采用復(fù)合紡絲技術(shù)生產(chǎn)的淺色導(dǎo)電纖維，由于在導(dǎo)電母粒中要加入70%以上的導(dǎo)電材料，纖維的性能大多影響纖維，斷裂強(qiáng)度都在2.0厘牛/分特以下，電阻一般也在IO8 Ω.cm以上；以碳納米管為導(dǎo)電材料生產(chǎn)的導(dǎo)電纖維，當(dāng)含量超過(guò)1%時(shí)，紡絲困難。晶須是以單晶形式生長(zhǎng)而成的小直徑(0.1-1Oym)纖維材料，經(jīng)過(guò)修飾具有導(dǎo)電性能后，由于其在高分子聚合物中易于形成導(dǎo)電通路，可以提高整體的導(dǎo)電性能，從而可以減少導(dǎo)電金屬氧化物的用量。晶須因?yàn)槠涑叽缥⑿?，表面積大，也易引起團(tuán)聚，六偏磷酸鈉由于具有大量的阻離子，和晶須發(fā)生的六皮晶須吸附后，就可增大晶須之間的靜電斥力。紡織品在織造和印染過(guò)程中大量采用堿處理，而滌綸導(dǎo)電纖維不耐堿處理，因此在紡織品后處理過(guò)程中滌綸導(dǎo)電纖維表面易多傷，降低了導(dǎo)電性能。導(dǎo)電母粒由于含有大量的導(dǎo)電材料，其流動(dòng)性相對(duì)于普通錦綸切片要下降很多，為了在復(fù)合紡絲時(shí)兩種融體有相對(duì)一致的融體表觀粘度，在制造導(dǎo)電母粒時(shí)使用了低熔點(diǎn)的錦綸切片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，該制備工藝簡(jiǎn)單，制備成本低廉，生產(chǎn)的錦綸導(dǎo)電纖維在具有導(dǎo)電特性的同時(shí)，又具有優(yōu)異的加工性能及高的可紡性倉(cāng)泛。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:包括如下步驟:
1)按質(zhì)量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為0.2-1 μ m，長(zhǎng)度為5_15 μ mm的四針狀氧化鋅晶須，3-5份表征直徑為0.2-0.6 μ m，長(zhǎng)度為5_12 μ m的導(dǎo)電鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在420-450°C真空爐中焙燒2.5-3.5h ;冷卻后加入到180-240份溫度40_65°C含4%六偏磷酸鈉和0.5%硬脂酸鈣的去離子水中超聲波分散50-70分鐘，過(guò)濾，濾餅真空烘干，得到包覆的晶須混合物；
2)取0.5-1份多壁碳納米管加入80-120份硝酸溶液，在20°C下超聲分散50-70分鐘，超聲波頻率20KHz，接著加熱至80-120°C，氧化60分鐘，冷卻后過(guò)濾并洗滌，真空干燥，球磨機(jī)研磨；
3)將上述晶須混合物，氧化處理過(guò)的多壁碳納米管，5-9份摻銻氧化錫導(dǎo)電粉，偶聯(lián)劑0.3-0.6份，聚乙烯蠟2-2.5份，抗氧化劑0.1-0.3份，熔點(diǎn)為180°C錦綸切片粉末70-90份，在75-90°C及250-400轉(zhuǎn)/分條件下，密閉攪拌40分鐘，混合料通過(guò)螺桿擠出機(jī)，經(jīng)水冷、切粒后得到錦綸導(dǎo)電母粒；
4)采用復(fù)合紡絲設(shè)備，將上述錦綸導(dǎo)電母粒和聚酰胺6以25:75的比例同時(shí)分別通過(guò)各自螺桿擠出機(jī)、計(jì)量泵，進(jìn)入箱體，最后從復(fù)合噴絲板噴出，經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻、牽伸、定型、卷繞得到錦綸導(dǎo)電纖維。 本發(fā)明所述的硝酸溶液濃度為50%-70%。本發(fā)明所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯。本發(fā)明所述的抗氧化劑為1010和DLTP以1:1配制。本發(fā)明在復(fù)合紡絲時(shí)，為了進(jìn)一步降低纖維的色澤，在聚酰胺6中加入5-15%的消光母粒。本發(fā)明所制備的錦綸導(dǎo)電纖維為淺灰色，高阻計(jì)測(cè)定的電阻為106_7Q/cm，纖維斷裂強(qiáng)度彡2.5c厘牛/分特。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，制備成本低廉，生產(chǎn)的錦綸導(dǎo)電纖維在具有導(dǎo)電特性的同時(shí)，又具有優(yōu)異的加工性能及可紡性能好。
具體實(shí)施方式
一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:包括如下步驟:1)按質(zhì)量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為0.2-1 μ m,長(zhǎng)度為5_15 μ mm的四針狀氧化鋅晶須，3_5份表征直徑為0.2-0.6 μ m，長(zhǎng)度為5-12 μ m的導(dǎo)電鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在420_450°C真空爐中焙燒2.5-3.5h ;冷卻后加入到180-240份溫度40_65°C含4%六偏磷酸鈉和0.5%硬脂酸鈣的去離子水中超聲波分散50-70分鐘，過(guò)濾，濾餅真空烘干，得到包覆的晶須混合物；2)取0.5-1份多壁碳納米管加入80-120份硝酸溶液，在20°C下超聲分散50-70分鐘，超聲波頻率20KHz，接著加熱至80-120°C，氧化60分鐘，冷卻后過(guò)濾并洗滌，真空干燥，球磨機(jī)研磨；3)將上述晶須混合物，氧化處理過(guò)的多壁碳納米管，5-9份摻銻氧化錫導(dǎo)電粉，偶聯(lián)劑0.3-0.6份，聚乙烯蠟2-2.5份，抗氧化劑0.1-0.3份，熔點(diǎn)為180°C錦綸切片粉末70-90份，在75-90°C及250-400轉(zhuǎn)/分條件下，密閉攪拌40分鐘，混合料通過(guò)螺桿擠出機(jī)，經(jīng)水冷、切粒后得到錦綸導(dǎo)電母粒；4)采用復(fù)合紡絲設(shè)備，將上述錦綸導(dǎo)電母粒和聚酰胺6以25:75的比例同時(shí)分別通過(guò)各自螺桿擠出機(jī)、計(jì)量泵，進(jìn)入箱體，最后從復(fù)合噴絲板噴出，經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻、牽伸、定型、卷繞得到錦綸導(dǎo)電纖維。所述的硝酸溶液濃度為50%-70%。所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯。所述的抗氧化劑為1010和DLTP以1:1配制。在復(fù)合紡絲時(shí)，為了進(jìn)一步降低纖維的色澤，在聚酰胺6中加入5-15%的消光母粒。所制備的錦綸導(dǎo)電纖維為淺灰色，高阻計(jì)測(cè)定的電阻為106_7Q/cm，纖維斷裂強(qiáng)度彡2.5c厘牛/分特。具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明在低熔點(diǎn)錦綸切片中加入摻銻氧化錫、碳納米管，金屬氧化物晶須等導(dǎo)電材料，制成導(dǎo)電性能良好的淺色導(dǎo)電母粒，通過(guò)復(fù)合紡絲技術(shù)使纖維的一部分會(huì)有導(dǎo)電物質(zhì)，這樣使纖維在具有導(dǎo)電性能的同時(shí)，又兼有普通合成纖維優(yōu)異的加工性能，在紡絲時(shí)還加入一定量的消光母粒，使紡絲的纖維成為具有良好導(dǎo)電性，可染、加工性能良好纖維材料，因此在工業(yè)、民用等領(lǐng)域都有很大的用途。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明: 實(shí)施例1: 制備步驟如下: I)按質(zhì)量份數(shù)取10份表征參數(shù)直徑為0.2-lmm，長(zhǎng)度為5_15mm的回針狀氧化鋅晶須，4份表征直徑為0.2-0.6mm,長(zhǎng)度為5_12_的導(dǎo)電鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在450°C真空爐中焙燒4h ;盜冷卻后加入到300份溫度55°C含4%門(mén)偏磷酸鈉和0.5%硬脂酸鈣的去離子水中超聲波分散60分鐘，過(guò)濾，濾餅真空箱烘干，得到包覆的晶須混合物。
2)取0.8份多壁碳納米管加入50份硝酸溶液，在20°C下超聲分散60min，超聲波頻率20KHz，接著加熱至90°C，氧化30分鐘。冷卻后過(guò)濾并洗滌，真空干燥，球磨機(jī)研磨。
3)將上述晶須混合物，氧化處理過(guò)的多壁碳納米管，7份摻銻氧化錫導(dǎo)電粉，偶聯(lián)劑鈦酸酯0.5份，聚乙烯蠟2份，抗氧化劑0.2份，低熔點(diǎn)為180°C錦綸切片粉末80份，在80°C條件下混合機(jī)250-400轉(zhuǎn)/分，密閉攪拌40分鐘，混合料通過(guò)螺桿擠出機(jī)，經(jīng)水冷、切粒后得到錦綸導(dǎo)電母粒。
4)采用復(fù)合 紡絲設(shè)備，紡絲組件用三葉形復(fù)合噴絲板，導(dǎo)電母粒和聚酰胺6以25:75的比例，其中聚酰胺6中用注射器加入10%的錦綸消光母粒，分別通過(guò)各自的螺桿擠出機(jī)、計(jì)量泵，進(jìn)入箱體，最后從復(fù)合噴絲板噴出，經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻、牽伸、定型、卷繞得到錦綸導(dǎo)電纖維。本實(shí)施例制備的錦綸纖維為優(yōu)等產(chǎn)品具體性能指標(biāo)為: 纖維規(guī)格20D/4f色澤淺灰色 纖維截面形狀三葉 電阻(高阻計(jì)器)Ω/cm106_7Ω 斷裂強(qiáng)度2.7厘牛/分特 斷裂伸長(zhǎng)45%。
權(quán)利要求
1.一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)按質(zhì)量份數(shù)取8-12份表征參數(shù)直徑為0.2-1 μ m，長(zhǎng)度為5_15 μ mm的四針狀氧化鋅晶須，3-5份表征直徑為0.2-0.6 μ m，長(zhǎng)度為5_12 μ m的導(dǎo)電鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在420-450°C真空爐中焙燒2.5-3.5h ;冷卻后加入到180-240份溫度40_65°C含4%六偏磷酸鈉和0.5%硬脂酸鈣的去離子水中超聲波分散50-70分鐘，過(guò)濾，濾餅真空烘干，得到包覆的晶須混合物； 2)取0.5-1份多壁碳納米管加入80-120份硝酸溶液，在20°C下超聲分散50-70分鐘，超聲波頻率20KHz，接著加熱至80-120°C，氧化60分鐘，冷卻后過(guò)濾并洗滌，真空干燥，球磨機(jī)研磨； 3)將上述晶須混合物，氧化處理過(guò)的多壁碳納米管，5-9份摻銻氧化錫導(dǎo)電粉，偶聯(lián)劑0.3-0.6份，聚乙烯蠟2-2.5份，抗氧化劑0.1-0.3份，熔點(diǎn)為180°C錦綸切片粉末70-90份，在75-90°C及250-400轉(zhuǎn)/分條件下，密閉攪拌40分鐘，混合料通過(guò)螺桿擠出機(jī)，經(jīng)水冷、切粒后得到錦綸導(dǎo)電母粒； 4)采用復(fù)合紡絲設(shè)備，將上述錦綸導(dǎo)電母粒和聚酰胺6以25:75的比例同時(shí)分別通過(guò)各自螺桿擠出機(jī)、計(jì)量泵，進(jìn)入箱體，最后從復(fù)合噴絲板噴出，經(jīng)側(cè)吹風(fēng)冷卻、牽伸、定型、卷繞得到錦綸導(dǎo)電纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:所述的硝酸溶液濃度為 50%-70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:所述的抗氧化劑為1010和DLTP以1:1配制 。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:在復(fù)合紡絲時(shí)，為了進(jìn)一步降低纖維的色澤，在聚酰胺6中加入5-15%的消光母粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，其特征在于:所制備的錦綸導(dǎo)電纖維為淺灰色，高阻計(jì)測(cè)定的電阻為106_7Q/cm，纖維斷裂強(qiáng)度彡2.5c厘牛/分特。
全文摘要
一種錦綸導(dǎo)電纖維的制造方法，包括如下步驟1)四針狀氧化鋅晶須、導(dǎo)電鈦酸鉀晶須混合均勻后，焙燒，冷卻后加入到去離子水中超聲波分散，過(guò)濾，烘干，得到包覆的晶須混合物；2)取多壁碳納米管加入硝酸溶液，超聲分散，加熱氧化，冷卻后過(guò)濾，干燥研磨；3)將晶須混合物，多壁碳納米管，摻銻氧化錫導(dǎo)電粉，偶聯(lián)劑，聚乙烯，抗氧化劑，錦綸切片粉末，密閉攪拌，混合料通過(guò)螺桿擠出機(jī)，切粒后得到錦綸導(dǎo)電母粒；4)將錦綸導(dǎo)電母粒和聚酰胺6同時(shí)分別通過(guò)各自螺桿擠出機(jī)，最后從復(fù)合噴絲板噴出，經(jīng)冷卻、卷繞得到錦綸導(dǎo)電纖維。本發(fā)明生產(chǎn)的錦綸導(dǎo)電纖維在具有導(dǎo)電特性的同時(shí)，又具有優(yōu)異的加工性能及可紡性能好。
文檔編號(hào)D01F1/09GK103173886SQ20131011925
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者周煥民 申請(qǐng)人:周煥民