CN101532190A

CN101532190A - 一种导电纤维的制造方法

Info

Publication number: CN101532190A
Application number: CN200910029800A
Authority: CN
Inventors: 陶再荣; 潘艳艳
Original assignee: Wuxi Aolin Textile Co Ltd
Current assignee: Wuxi Aolin Textile Co Ltd
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2029-04-09
Also published as: CN101532190B

Abstract

本发明涉及一种新型的导电纤维的制造方法。该制造方法包括：1.以含导电粉体的高聚物为岛相，与上述岛相不相容的高聚物为海相共混制得海岛型导电高聚物；2.以上述海岛型导电高聚物为一种组分，与海岛型导电高聚物中海相相容的线性高聚物为另一组分进行双组分复合纺丝，海岛型导电高聚物所占比例为15～30％(重量比)，制得复合导电纤维；3.复合纤维中导电粉体含量1.5％～12％(重量比)；4.双组分复合导电纤维的复合形态中海岛型导电高聚物可作为皮层组分，芯层组分等。

Description

一种导电纤维的制造方法

技术领域

本发明涉及一种导电纤维的制造方法，特别是用于防静电服装面料的复合导电纤维的制造方法。

背景技术

众所周知，用高分子聚合物所制得的合成纤维如涤纶、锦纶、丙纶、腈纶等等为绝缘体，在其纺织加工及所制服装的使用过程中会产生并积聚大量的静电，致使纺织加工难度增加；服装所带的静电会给石化炼油厂、加油站、油库、弹药库等场合的安全生产带来很大威胁；会使微电子行业的集成电路大量损坏；会给人们的正常活动带来不便。而解决合成纤维服装易产生静电的一种有效手段是在含合成纤维的服装面料中加入少量的导电纤维。

以往的有机导电纤维的制法有：以导电粉体分散于一种可纺性好的高聚物中，制成导电纤维，由于在高聚物中添加了较多的导电分体，所得纤维强力低，伸长率低，后加工性能很差，几乎不能实用；以含导电粉体的高聚物为一种组分，常规聚合物为另一种组分进行复合纺丝，制得复合型导电纤维。这种纤维由于导电粉体含量高，其高聚物的流变性很差，使得复合纺丝难度加大，喷丝头换头周期很短，纤维的强力偏低，制成率偏低，制造成本明显增高；以导电涂料涂于常规纤维表面，形成导电纤维，尽管该类导电纤维强度较高，但表面涂层耐磨性差，耐药剂性差，易脱落影响使用和性能。

发明内容

本发明目的是提供一种新型的导电纤维的制造方法，在纺丝过程中喷丝头换头周期较长，所制的纤维导电性能良好，耐磨性良好，纤维强度较高，后加工性能优良。

为了达到本发明的目的，本发明采用如下技术方案：1、以含导电粉体的高聚物为岛相，与上述岛相不相容的高聚物为海相共混制得海岛型导电高聚物；2、以海岛型导电高聚物为一种组分，与海岛型导电高聚物中海相相容的线性高聚物为另一组分，进行双组分复合纺丝，制得复合导电纤维；3、复合纤维中导电粉体含量1.5％～12％(重量比)，4、导电纤维的双组分复合形态中海岛型导电高聚物可作为皮层组分，芯层组分，夹心组分等。

本发明的方法包括如下过程：本首先把含有导电粉体的高聚物(以下简称A高聚物)和与之不相容的高聚物(以下简称B高聚物)分别通过干燥，再按A高聚物：B高聚物＝1：3～2：3(重量比)的比例，在占A高聚物的重量百分比为0.5～1％的硅烷偶联剂作用下，在220～250℃，10～15min下，通过双螺杆挤出机共混制得海岛型导电高聚物。为了使A高聚物在B高聚物中以微纤状形态分布，控制好共混的温度和时间至关重要，然后把海岛型导电高聚物和与海岛型导电高聚物中海相相容的线性高聚物(以下简称C高聚物)分别在120℃下进行真空干燥，使其所含水分在50～80ppm以下，再分别投入双组分复合纺丝机的两台螺杆挤出机进行复合纺丝，再经过热牵伸，制得复合形导电纤维。通过变换喷丝组件的复合方式，就可得到不同复合形态的导电纤维。

本发明所指的含导电粉体的高聚物(A)可以是含导电粉体30％～60％(重量)的分子量为100000～180000的烯烃类聚合物，如线形聚乙烯和聚丙烯。导电粉体可以为市购的导电碳黑，导电钛白，纳米碳管等导电粉体，特别是导电碳黑。

本发明所指的与岛相不相容的高聚物(B)可以是聚酯类聚合物：如PET、PTT、PBT、COPET；聚酰胺类聚合物：如PA-6、PA-66。

本发明所指的与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物(C)可以是聚酯类聚合物：如PET、PTT、PBT、COPET；聚酰胺类聚合物：如PA-6、PA-66。

本发明的优点是：以含导电粉体的高聚物为岛相，成微纤状分散于与岛相不相容的高聚物中制得海岛型导电高聚物，然后海岛型导电高聚物和与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物进行双组分复合纺丝，制得复合导电纤维。该纤维不仅导电性能良好，耐磨性良好，而且纤维。

附图说明

图1为复合导电纤维的截面示意。

图2是导电组分为芯层的皮芯形导电纤维复合形态示意图。

图3是导电组分为皮层的皮芯形导电纤维复合形态示意图。

图4为夹心形导电纤维复合形态示意图。

图5为并列形导电纤维复合形态示意图。

图6为三叶形导电纤维复合形态示意图。

图1中的1为导电岛相组分，2为海相组分，3为与海相相容的组分。所述导电组分包括导电岛相组分1与海相组分2。

具体实施方式

下面对本发明进一步详细描述：

所述导电纤维的制造方法，包括以下步骤：

1、以含导电粉体的高聚物为岛相，与所述岛相不相容的高聚物为海相共混制得海岛型导电高聚物；

2、以上述海岛型导电高聚物为一种组分，与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物为另一组分，然后进行双组分复合纺丝，制得复合导电纤维；

3、复合纤维中导电粉体含量1.5％～12％(重量比)；

4、复合导电纤维的复合形态中海岛型导电高聚物可作为皮层组分，芯层组分或夹心组分等。

所述的含导电粉体的高聚物(A)可以是含导电粉体30％～60％(重量)的分子量为100000～180000的烯烃类聚合物，如线形聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。所述的导电粉体可以为市购的导电碳黑、导电钛白，纳米碳管等导电粉体，特别是导电碳黑。所述的与岛相不相容的高聚物(B)可以是聚酯类聚合物：如PET、PTT、PBT、COPET；聚酰胺类聚合物：如PA-6、PA-66。所述与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物(C)可以是聚酯类聚合物；如PET、PTT、PBT、COPET；聚酰胺类聚合物：如PA-6、PA-66。

本发明的方法为：首先把含有导电粉体的高聚物(以下简称A高聚物)和与岛相不相容的高聚物(以下简称B高聚物)分别通过干燥，再按A高聚物：B高聚物＝1：3～2：3(重量比)的比例，在所述物料中加入占岛聚合物0.5％(重量百分比)硅烷偶联剂，在220～250℃下，通过双螺杆挤出机共混制得海岛型导电高聚物。为了使A高聚物在B高聚物中以微纤状形态分布，控制好共混的温度和时间至关重要，其次把海岛型导电高聚物和与海岛型导电高聚物中海相相容的线性高聚物(以下简称C高聚物)分别在100～120℃下进行真空干燥，使其所含水分在50～80ppm以下，然后分别投入双组分复合纺丝机的两台螺杆挤出机进行复合纺丝，再经过热牵伸，制得复合形导电纤维。通过变换喷丝组件的复合方式，就可得到不同复合形态的导电纤维。

本发明的方法主要利用了海岛两相高聚物不相容的原理，使A高聚物以微纤状分布于B高聚物中，从而使海岛型导电高聚物的熔体流变性能提高，并在达到导通性能的前提下，使导电粉体的用量相对减少，提高了喷丝头的换头周期，提高了纤维的强力；利用了与海岛型导电高聚物中与海相聚合物相容的线性聚合物，使得双组分复合纺丝所制得的纤维两组分间在后拉伸及后加工中不会产生剥离，而影响纤维的导电性能。

下面通过一下实施例来更好地理解本发明。

实施例1

含导电碳黑30％的聚丙烯与干燥的聚酰胺-6按2：3的重量比，在0.5％硅烷偶联剂的作用下共混，制成海岛型导电高聚物。然后海岛型导电高聚物与聚酰胺-6分别干燥，通过双组分复合纺丝机纺丝制得海岛型导电高聚物为皮层组分，聚酰胺-6为芯层组分的皮芯型复合导电纤维。皮组分与芯组分的比例为1：1，制得22dtex/3f的导电纤维的断裂强力为3.5CN/dtex，断裂伸长率为25.8％，电阻为3.5×10^-6Ω/cm。

实施例2

含导电碳黑30％的聚乙烯与干燥的聚酰胺-6按2：3的重量比，在0.5％硅烷偶联剂的作用下共混，制成海岛型导电高聚物。然后，海岛型导电高聚物与聚酰胺-6分别干燥，通过双组分复合纺丝机纺丝制得海岛型导电高聚物为皮层组分，聚酰胺-6为芯层组分的皮芯型复合导电纤维。皮组分与芯组分的比例为1.5：1，制得22dtex/3f的导电纤维的断裂强力为3.1CN/dtex，断裂伸长率为28.0％，电阻为5.2×10^-6Ω/cm。

实施例3

含导电碳黑30％的聚丙烯与干燥的聚酯按1：3的重量比，在0.5％硅烷偶联剂的作用下共混，制成海岛型导电高聚物。然后海岛型导电高聚物与分别干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯，通过双组分复合纺丝机纺丝制得海岛型导电高聚物为三叶型的复合导电纤维。海岛型导电高聚物组分与聚对苯二甲酸乙二醇酯组分的比例为1：4，制得22dtex/3f的导电纤维的断裂强力为3.5CN/dtex，断裂伸长率为32.0％，电阻为4.2×10^-7Ω/cm。

实施例4

含导电碳黑30％的聚丙烯与干燥的聚酰胺-6按2：3的重量比，在0.5％硅烷偶联剂的作用下共混，制成海岛型导电高聚物。然后海岛型导电高聚物与聚酰胺-6分别干燥通过双组分复合纺丝机纺丝制得海岛型导电高聚物为芯层组分，聚酰胺-6为皮层组分的皮芯型复合导电纤维。皮组分与芯组分的比例为3：1，制得22dtex/3f的导电纤维的断裂强力为4.0CN/dtex，断裂伸长率为32.0％，电阻为8.6×10^-7Ω/cm。

实施例5

含导电碳黑30％的聚丙烯与干燥的PBT按2：3的重量比，在0.5％硅烷偶联剂的作用下共混，制成海岛型导电高聚物。然后海岛型导电高聚物与PBT分别干燥通过双组分复合纺丝机纺丝制得海岛型导电高聚物为芯层组分，PBT为皮层组分的皮芯型复合导电纤维。皮组分与芯组分的比例为3：1，制得22dtex/3f的导电纤维的断裂强力为3.3CN/dtex，断裂伸长率为36.0％，电阻为5.6×10^-7Ω/cm。

实施例6

含导电碳黑30％的聚丙烯与干燥的PBT按2：3的重量比，在0.5％硅烷偶联剂的作用下共混，制成海岛型导电高聚物。然后海岛型导电高聚物与PET分别干燥通过双组分复合纺丝机纺丝制得海岛型导电高聚物，与PET呈夹心型的复合导电纤维。海岛型导电高聚物组分与PET组分的比例为3：1，制得22dtex/3f的导电纤维的断裂强力为3.5CN/dtex，断裂伸长率为30.0％，电阻为3.4×10^-7Ω/cm。

Claims

1、一种复合导电纤维，其特征是：所述制造方法以含导电粉体的高聚物为岛相，与所述岛相不相容的高聚物为海相共混制得的海岛型导电高聚物为一种组分，与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物为另一组分进行双组分复合纺丝，制得复合导电纤维，断裂强度较高，可纺性较好。

2、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述含导电粉体的高聚物为聚烯烃类高聚物；所述聚烯烃类高聚物包括PE、PP或PS。

3、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述含导电粉体的高聚物中，导电粉体的含量为30％～60％，单位为重量百分比。

4、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述与海岛型导电高聚物中的与海相相容的线性高聚物包括聚酯类聚合物与聚酰胺类聚合物。

5、如权利要求4所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述聚酯类聚合物包括PET、PBT、PTT或COPET；所述与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物(C)可以是聚酯类聚合物：如PET、PBT、PTT或COPET；所述聚酰胺类聚合物包括PA-6、PA-66。

6、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述与岛相不相容的高聚物包括聚酯类聚合物与聚酰胺类聚合物；所述聚酯类聚合物包括PET、PTT、PBT或COPET；所述聚酰胺类聚合物包括PA-6、PA-66。

7、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述的海岛型导电高聚物是含导电粉体的高聚物和与所述岛相不相容的高聚物的共混体。

8、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述复合导电纤维中，海岛型导电高聚物所占比例为15％～30％，单位为重量百分比。

9、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：所述的海岛型导电高聚物和与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物的复合形态为皮芯形复合、夹心形复合、并列形或三叶形复合。

10、如权利要求1所述导电纤维的制造方法，其特征是：首先把含有导电粉体的高聚物和与岛相不相容的高聚物分别干燥，再按含有导电粉体的高聚物：与岛相不相容的高聚物＝1：3～2：3的重量比，在占含有导电粉体的高聚物的重量百分比为0.5～1％的硅烷偶联剂作用下，在220～250℃、经10～15min，通过双螺杆挤出机共混制得海岛型导电高聚物；其次把海岛型导电高聚物和与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物分别在100～120℃下进行真空干燥，使海岛型导电高聚物和与海岛型导电高聚物中的海相相容的线性高聚物所含的水分在50～80ppm以下，然后分别投入双组分复合纺丝机的两台螺杆挤出机进行复合纺丝，再经过热牵伸，制得复合形导电纤维。