CN101158058A - 导电纤维 - Google Patents

Abstract

一种导电纤维，其特征在于：该纤维由导电功能母粒和纤维级树脂切片构成，导电功能母粒在该纤维中的重量百分比含量为20～30％。其制造方法包括：(1)制备导电功能母粒：在烘干后的导电粉体中加入偶联剂、载体树脂、分散剂，搅拌，最后经双螺杆熔融挤出、冷却、切粒；(2)纺丝：在上述导电功能母粒中加入纤维级PP树脂切片，采用熔融挤压纺丝法纺丝。本发明的有益之处在于：①在未改变丙纶纤维的物理化学特性的前提下，从根本上有效地解决了丙纶纤维的永久性导电性，达到了抗静电的效果，而且不损害丙纶纤维的其他优良特性；②纤维的拉伸性、强度和染色牢度不受影响，适合制作各种服装、服饰；③工艺成熟，制造成本低，适于工业化应用、推广。

Description

导电纤维

技术领域

本发明涉及一种纺织领域的功能纤维及其制造方法，特别是涉及一种导电纤维及其制造方法。

背景技术

化学纤维的通病是吸湿性差、绝缘性好、静电现象严重。化学纤维服装在使用时静电会不断积累，对人体健康非常不利，而且在特殊场所(如加油站)还容易造成危险。因此，如何使化学纤维具有导电性，是当前化学纤维领域研究的重要课题。目前国内外使化纤具有抗静电功能或具有导电功能的方法大致有三类：一是对化学纤维表面进行处理使其具有导电性，如表面涂覆或电镀一层导电物质或是通过煮染浸泡将导电物质浸渍在纤维中，其缺点是牢度差，不耐洗涤；二是对化纤分子进行改性的使其具有抗静电性或导电性，其缺点是当环境干燥时会失去抗静电性或导电性。三是采用融熔纺丝法在化学纤维中加入导线粒子，这种方法目前被认为是发展导电纤维，达到抗静电目的的最佳方法，但对导电粒子的选择要求较高。目前，第三种方法常用的是在化学纤维中加入导电炭黑，可以达到良好的导电效果，但也有其不利或不完善的地方，主要表现在：一是使纤维发黑，不利于染色，对制作服装影响很大；二是会因放置时间过长或在纺丝时温度过高而失去导电性；三是对化学纤维的物理化学特性影响较大，表现在降低了纤维的拉伸性、强度和染色牢度。综上所述，采用融熔纺丝法在化学纤维中加入导线粒子的方法以成为研制导电纤维的主要发展方向，但具体采用什么样的导电粒子才能保证纤维的永久导电性，同时不损害纤维的物理化学特性，不影响纤维在服装上的应用，目前仍旧是一个难题。

发明内容

本发明为了克服现有技术和产品的不足之处，解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种导电纤维及其制造方法。

本发明的技术方案是这样实现的。

一种导电纤维，该纤维由导电功能母粒和纤维级树脂切片构成，导电功能母粒在该纤维中的重量百分比含量为20～30％。

所述导电功能母粒包含下列组分，均为重量百分比：

导电粉体：      10～40％；

偶联剂：    5～10％；

分散剂：    10～20％；

载体树脂：  30～75％。

所述导电粉体为氧化锡和氧化锑按任意的重量百分比的混合物，其粒径要求达到亚微米级，最大不超过2微米；

所述偶联剂为硅烷、铝酸酯、钛酸酯、铝钛复合偶联剂中的任一种；

所述分散剂为PE高分子蜡、PP分子蜡、EVA中的任一种；

所述载体树脂为PP树脂。

该导电纤维的制造方法，包括下列步骤：

(1)制备导电功能母粒：将氧化锡和氧化锑按任意的重量百分比混合制备成导电粉体，再将该导电粉体进行烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为8～12小时，使导电粉体材料中水分的含量在40～50PPm；按上述比例在烘干后的导电粉体中加入偶联剂、载体树脂、分散剂，搅拌，最后经双螺杆熔融挤出、冷却、切粒，制成导电功能母粒。

(2)纺丝：将上述导电功能母粒进行干燥，使其含水量小于30PPm，然后加入纤维级PP树脂切片，通过计量装置，控制导电功能母粒在纤维中的含量为20～30％，最后通过熔融挤压纺丝，制成导电纤维。

本发明的原理在于：利用偶联剂对导电粉体材料表面进行处理，因偶联剂分子结构同时含有亲无机基团和亲有机基团两类性质不同的化学基团，其两类基团分别通过化学反应或物理化学作用，一端与粉体材料表面结合，另一端与高分子树脂缠结或反应，使粉体材料与高分子树脂能够稳定、牢固地结合，以利于纺丝过程的进行。同时利用分散剂的作用，使处于聚结状态的粉体材料颗粒易于被分散成单个粒子并能够依靠偶联剂的作用均匀稳定地分布在载体树脂中。

本发明的有益之处在于：①在未改变丙纶纤维的物理化学特性的前提下，从根本上有效地解决了丙纶纤维的永久性导电性，达到了抗静电的效果，而且不损害丙纶纤维的其他优良特性；②纤维的拉伸性、强度和染色牢度不受影响，适合制作各种服装、服饰；③工艺成熟，制造成本低，适于工业化应用、推广。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步描述。

实施例1：

制备导电功能母粒：将氧化锡和氧化锑按50∶50的重量百分比混合制备成导电粉体，再将该导电粉体进行烘干，烘干温度为115～120℃，烘干时间为10小时，使导电粉体材料中水分的含量约为50PPm；按重量百分比，取烘干后的导电粉体材料25％，加入偶联剂5％，搅拌，然后加入载体树脂PP75％，搅拌，再加入分散剂10％，经双螺杆熔融挤出、冷却、切粒，制成导电功能母粒。

纺丝：将上述导电功能母粒进行干燥，其干燥后的含水量约30PPm，加入纤维级PP树脂切片，通过计量装置，控制导电功能母粒在纤维中的含量为30％，通过熔融挤压纺丝，制成导电纤维。

实施例2：

制备导电功能母粒：将氧化锡和氧化锑按70∶30的重量百分比混合制备成导电粉体，再将该导电粉体进行烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为12小时，使导电粉体材料中水分的含量约为40PPm；按重量百分比，取烘干后的导电粉体材料30％，加入偶联剂5％，搅拌，然后加入载体树脂PP55％，搅拌，再加入分散剂10％，经双螺杆熔融挤出、冷却、切粒，制成导电功能母粒。

纺丝：将上述导电功能母粒进行干燥，其干燥后的含水量约30PPm，加入纤维级PP树脂切片，通过计量装置，控制导电功能母粒在纤维中的含量为20％，通过熔融挤压纺丝，制成导电纤维。

下表为两个实施例所纺制的丙纶导电纤维的各项指标：

	实施例1	实施例2
			所用树脂	PP	PP
可纺性	好	好
			纤维中氧化锡粉体含量(％)	7.5	6
纤维的线密度(dtex)	100	110
			纤维的断裂强度(CN/dtex)	2.7	2.8
纤维的断裂伸长率(％)	46	45
			纤维的比电阻(Ω·cm)	1.9×104	1.6×104

通过实施例1、实施例2证实，所述导电粉体材料在纤维中的含量为4～10％时，有良好的可纺性，以及优良的导电性能。

Claims (4)

1.一种导电纤维，其特征在于：该纤维由导电功能母粒和纤维级树脂切片构成，导电功能母粒在该纤维中的重量百分比含量为20～30％。

2.根据权利要求1所述的导电纤维，其特征在于：所述导电功能母粒包含下列组分，均为重量百分比：

导电粉体：    10～40％；

偶联剂：      5～10％；

分散剂：      10～20％；

载体树脂：    30～75％。

3.根据权利要求1或2所述的导电纤维，其特征在于：

所述导电粉体为氧化锡和氧化锑按任意的重量百分比的混合物，其粉体的粒径最大不超过2微米；

所述偶联剂为硅烷、铝酸酯、钛酸酯、铝钛复合偶联剂中的任一种；

所述分散剂为PE高分子蜡、PP分子蜡、EVA中的任一种；

所述载体树脂为PP树脂。

4.一种导电纤维的制造方法，其特征在于：

该制造方法包括下列步骤：

(1)制备导电功能母粒：将氧化锡和氧化锑按任意的重量百分比混合制备成导电粉体，再将该导电粉体进行烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为8～12小时，使导电粉体材料中水分的含量在40～50PPm；按上述比例在烘干后的导电粉体中加入偶联剂、载体树脂、分散剂，搅拌，最后经双螺杆熔融挤出、冷却、切粒，制成导电功能母粒；

(2)纺丝：将上述导电功能母粒进行干燥，使其含水量小于30PPm，然后加入纤维级PP树脂切片，通过计量装置，控制导电功能母粒在纤维中的含量为20～30％，最后通过熔融挤压纺丝，制成导电纤维。