CN103088462A

CN103088462A - 一种具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法

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Publication number: CN103088462A
Application number: CN2013100366070A
Authority: CN
Inventors: 王贵宾; 栾加双; 张淑玲; 姜振华; 牟建新; 岳喜贵; 关绍巍; 吴伟春; 任殿福; 吴忠文
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Sino High China Co ltd
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: CN103088462B

Abstract

本发明的一种具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法属于高分子材料的技术领域。制备中专用粒料主要由纺丝级聚醚醚酮树脂、热稳定剂、功能粉体材料和有机高分子添加剂组成，功能粉体材料是碳纳米管、石墨烯或金属粉。在纺丝挤出机内经熔融、过滤、单孔喷丝形成聚醚醚酮单丝；再经上油装置(9)、集束装置(10)和牵伸盘(12、13、14)得到聚醚醚酮初纺单丝；最后导入热拉伸和热定型装置，得到具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。本发明专用粒料的制备工艺成熟、路线完整,专用料中加入功能粉体材料，使制得的PEEK单纤维丝具有导电性和电磁屏蔽功能；拉伸方式增加二级后热拉伸，保证单丝的强度、韧性、均匀性。

Description

一种具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮纤维及其熔融纺丝、热拉伸热定型的方法。

背景技术

聚醚醚酮树脂具有耐热等级高、耐辐射、冲击强度高、耐磨性和耐疲劳性好、阻燃、电性能优异等特点。自商品化以来，已经在航空航天、汽车、电子电气、化工、机械和医疗等领域获得了较广泛的应用。应用于上述领域的聚醚醚酮制品一般是通过注射成型的方法制造的结构型制品，但有些应用领域需要聚醚醚酮纤维或单丝制品，如造纸工业使用的传送带、航空飞机和汽车的燃料过滤器滤网、复合材料、高性能绳索和琴弦、编织网以及医疗器械等。本发明的目的就是为了制备满足不同用户需要的聚醚醚酮特种纤维。

与本发明相关的背景技术是聚醚醚酮树脂的合成方法，见发明名称为“聚醚醚砜和聚醚醚酮三元共聚物的制备方法”、专利号ZL200610016723.6的发明专利，其公开了制备聚醚醚砜、制备聚醚醚酮树脂以及它们的共聚物的方法。发明名称为“纺丝级聚醚醚酮树脂专用料及其制备方法”、专利号ZL200810050213.X的发明专利，则利用前述的专利合成的聚醚醚酮树脂，添加加工助剂或改性剂，通过熔融挤出造粒的方法制造纺丝级聚醚醚酮树脂专用料。

专利申请CN101718006A介绍了一种聚醚醚酮树脂的合成方法和熔纺制备聚醚醚酮纤维的方法，其合成的聚醚醚酮树脂的分子量及其分布可控性还存在一定问题，难以制得纺丝级聚醚醚酮树脂。其纤维制备方法亦只是制备单纯聚醚醚酮纤维，在某些领域，如电磁屏蔽、抗静电等等领域应用受到一定的限制。

与本发明相近的现有技术是发明名称为“一种改性聚醚醚酮纤维的制备方法”的专利，专利号ZL200810051361.3（申请公布号CN101387017A）。制备过程分为改性聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备、改性聚醚醚酮纤维的制备两个步骤。制得的改性聚醚醚酮纤维是改性PEEK复丝，不具有特殊功能，如导电及电磁屏蔽功能；提及的PEEK单丝，指的也是制备复丝过程中从多孔喷丝板喷出的单丝条，经集束后形成复丝，即是制备PEEK复丝的一个中间步骤（因为制造复丝使用的是多孔喷丝板，如18孔）；挤出机采用的八区加热，效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是利用纺丝级聚醚醚酮树脂功能专用料，通过熔融纺丝方法制备具有一定电磁屏蔽功能的聚醚醚酮特种纤维单丝，从而提供一种功能聚醚醚酮单纤维的熔融纺丝、热拉伸热定型的制备方法。即，与背景技术相比，本发明的目的是利用纺丝级聚醚醚酮树脂均匀掺杂具有导电功能粉体，制备出功能纺丝专用料，并通过熔融纺丝方法制备了性能优异的功能聚醚醚酮单纤维丝。

本发明所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，包括如下步骤：

(1)功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备：

首先将已经纯化(5～6次乙醇抽提，8～10次去离子水抽提后充分干燥)的熔融指数为12～50g/10min（测试温度为400℃，载荷为5kg，测试样品装入料筒预热5min）的纺丝级聚醚醚酮树脂（纯度要求较高，分子量分布较窄）在130～150℃下干燥处理2～8小时，然后添加0.1％～3.0％(wt％)热稳定剂、1％～10％(wt％)的功能粉体材料和0～5％(wt％)的有机高分子材料（纺丝级聚醚醚酮树脂、热稳定剂、功能粉体材料、有机高分子材料的重量百分数之和为100%），先采用高速搅拌混合机预混，加入双螺杆纺丝挤出机的中熔融挤出，熔融温度范围为340～380℃，挤出的料条经传送带输送、空气冷却，牵入滚刀切粒机，进而得到直径为2～4mm、长度为4～6mm的圆柱状颗粒，即功能聚醚醚酮纺丝专用粒料。功能粉体材料可选择镍粉、铜粉、钴粉、铝粉、炭黑、镀镍石墨、碳纳米管、石墨烯、镀镍碳纤维粉、四氧化三铁、铬铁氧体、钡铁氧体或镍铁硼。

(2)具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备

A、将步骤(1)得到的功能聚醚醚酮纺丝专用粒料在130～150℃下干燥处理2～8小时；

B、将干燥处理后的功能聚醚醚酮纺丝专用粒料在纺丝挤出机料筒内熔融后进入熔体计量泵，再经过滤系统的过滤网、单孔喷丝板后形成具有导电和电磁屏蔽功能聚醚醚酮单丝，然后进行延时冷却；所述的纺丝挤出机采用四区加热，后一加热区比前一加热区的温度高10～20℃；

C、冷却的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单丝牵入上油装置，经集束装置得到功能聚醚醚酮初纺单丝，纺丝卷绕速度为150～800m/min；

D、功能聚醚醚酮初纺单丝导入热拉伸与热定型装置，热位伸的温度为190～260℃，拉伸比为2～4∶1；热定型温度为250～320℃，拉伸松驰定型比为0.8～0.98∶1；

E、将经热拉伸与热定型的功能性聚醚醚酮单丝缠绕在纤维卷绕装置上，从而得到功能性聚醚醚酮纤维单丝。

用于制备纤维的纺丝挤出机配有齿轮计量泵，以确保在定压条件下可以准确计量装入喷丝板的熔胶量，计量泵为一进一出的齿轮计量泵，操作温度可达到500℃，工作转速为3～180rpm，公称输出量为0.6cc/r。用该方法制备的功能聚醚醚酮纤维具有电磁屏蔽性能、断裂强度高、断裂伸长率较高和耐高温等特点。

综合上述，可以将本发明的聚醚醚酮单纤维丝的制备方法归纳如下：

一种具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，有功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备和聚醚醚酮单纤维丝的制备两个步骤；

所述的功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备，是将按重量百分数82%～98.9%纺丝级聚醚醚酮树脂在130～150℃下干燥处理2～8小时，然后添加按重量百分数0.1％～3.0％的热稳定剂、1％～10％的功能粉体材料、1～5％的有机高分子添加剂和0～2.0%的有机硅润滑剂；预混后在温度为340～380℃熔融挤出料条，空气冷却切粒，得到直径为2～4mm、长度为4～6mm的圆柱状颗粒的功能聚醚醚酮纺丝专用粒料；所述的功能粉体材料，是镍粉、铜粉、钴粉、铝粉、炭黑、镀镍石墨、碳纳米管、石墨烯、镀镍碳纤维粉、四氧化三铁、铬铁氧体、钡铁氧体或镍铁硼；

所述的聚醚醚酮单纤维丝的制备，是将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料干燥处理后，在纺丝挤出机内熔融、进入熔体计量泵、经过滤系统的过滤网、再经单孔喷丝板形成聚醚醚酮单丝；冷却后的聚醚醚酮单丝牵入上油装置，经集束装置和牵伸盘得到聚醚醚酮初纺单丝，初纺单丝的卷绕速度为150～800m/min；初纺单丝顺序导入热拉伸和热定型装置，得到具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝，其中热拉伸的温度为190～260℃，拉伸比为2～4∶1，热定型温度为250～310℃，松驰定型比为0.8～0.98∶1；最后在纤维卷绕装置上进行具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝缠绕。

所述的纺丝级聚醚醚酮树脂，是经5～6次乙醇抽提和8～10次去离子水抽提后充分干燥的，在测试温度为400℃、载荷为5kg、测试样品装入料筒预热5min测得熔融指数为12～50g/10min的聚醚醚酮树脂。经提纯后的纺丝级聚醚醚酮树脂的纯度较高，分子量分布较窄，为具有良好可纺性的纺丝级聚醚醚酮。

所述的功能聚醚醚酮纺丝专用粒料进行干燥处理，可以在130～150℃下处理2～8小时。

在聚醚醚酮单纤维丝的制备中，纺丝挤出机的机头前面设置有计量泵，在计量泵的下面、单孔喷丝板的前面设置有过滤网，计量泵箱体的温度比纺丝挤出机最后加热区温度高10～20℃，聚醚醚酮树脂熔体在计量泵的作用下经过滤网和单孔喷丝板定量挤出。即，在纺丝挤出机的机头前面设置计量泵5、过滤网6、单孔喷丝板7；过滤网6设置在计量泵5和单孔喷丝板7之间，计量泵5箱体的温度比纺丝挤出机最后加热区温度高10～20℃，纺丝专用料熔体在计量泵5的作用下经过滤网6和单孔喷丝板7定量挤出。

在聚醚醚酮单纤维丝的制备中，得到的初纺单丝最好在温度为20～30℃，湿度为70～80％的空调房间内静放平衡8～12h，以消除卷绕丝内部分子间存在的内应力以及卷绕筒子的表层和内层之间的差别，再进行热拉伸定型。

在聚醚醚酮单纤维丝的制备中，所述的上油装置，为双面油轮上油，上油剂为耐高温、耐腐蚀型二甲基硅油或其配合物；这里的配合物为现有技术，是指以上油剂二甲基硅油为主成分，添加其他助剂和水稀释配制而成。

在聚醚醚酮单纤维丝的制备中，热拉伸与热定型装置简图见图2，并在实施例1中详细说明。

在功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备中，使用热稳定剂的目的是在制造聚醚醚酮纤维时不会损毁PEEK的各种物理特性和保证纺丝专用料的可纺性，同时可以提高聚醚醚酮树脂的结晶速度和纤维的外观质量。为了达到以上目的，在本发明中所使用的热稳定剂为耐高温化合物，具体为N,N′-二烷基对苯二胺、N,N′-二芳基对苯二胺、N,N’-二烷基芳基对苯二胺、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4′联苯基）双亚磷酸酯、2,5-二特丁基对苯二酚、二（2,4-二异丙苯基苯基）季戊四醇亚磷酸盐、N,N′-二仲丁基-对苯二胺、N,N′-二-β萘基-对苯二胺、异冰片基甲苯酚、N-异丙基N′-苯基-对苯二胺、N-烷基-N′-苯基-对苯二胺、N-环己基-N′-苯基-对苯二胺、苯代-β-萘胺、4,4′-二甲氧基二苯胺、2-巯基苯并咪唑、4-羟基-3,5-二特丁苯基丙酸十八烷酯、2-正辛基硫-4,6-双-(4′-羟基-3′,5′-二特丁基苯氧基)-1,3,5-三嗪、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮和2-羟基-4甲氧基二苯甲酮中的一种或多种化合物。

作为热稳定剂的材料优选N,N′-二烷基对苯二胺、N,N′-二芳基对苯二胺、N,N’-二烷基芳基对苯二胺、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4′联苯基）双亚磷酸酯、2,5-二特丁基对苯二酚、二（2,4-二异丙苯基苯基）季戊四醇亚磷酸酯、N,N′-二仲丁基-对苯二胺、N,N′-二-β萘基-对苯二胺、异冰片基甲苯酚、N-异丙基N′-苯基-对苯二胺、N-烷基-N′-苯基-对苯二胺、N-环己基-N′-苯基-对苯二胺。以二（2,4-二异丙苯基苯基）季戊四醇亚磷酸酯、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4′联苯基）双亚磷酸酯。以二（2,4-二异丙苯基苯基）季戊四醇亚磷酸酯、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4′联苯基）双亚磷酸酯为最好，可以使用作为商品的亚磷酸酯类抗氧剂或双亚磷酸酯类抗氧剂作热稳定剂。最好的热稳定剂的添加不仅有背景技术（如CN101864162A）的提高高温熔融状态的聚醚醚酮树脂的抗氧化性、提高聚醚醚酮的热稳定性的优点，而且能影响聚醚醚酮树脂基体表观黏度，有助于提高聚醚醚酮纺丝可纺性。

在功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备中，加入有机高分子添加剂的目的提高纤维成品的韧性、强度或模量，还有助于提高聚醚醚酮的可纺性。所加入的有机高分子材料可以是聚酰胺类树脂(聚酰胺—66、聚酰胺—6、聚酰胺—46、聚酰胺—1010、聚酰胺—11、聚酰胺—12等)、聚芳醚酮液晶、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、联苯聚醚醚砜、聚苯硫醚、PET、聚醚醚酮酮、聚醚酮、聚醚酮醚酮酮、联苯基聚醚醚酮或联苯基聚醚醚酮酮中的一种或多种聚合物。有机高分子添加剂优选聚醚酮、聚醚醚酮酮、联苯基聚醚醚酮、联苯基聚醚醚酮酮、聚芳醚酮液晶、聚醚酰亚胺。

在功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备中，添加功能粉体的目的是使纤维具有一定的电磁屏蔽或导电功能。添加的功能粉体优选金属粉、碳纳米管或石墨烯；最好是碳纳米管。添加的功能性粉体的粒径最好在1×10^-6～1×10^-9米之间。

本发明中，功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备工艺成熟、路线完整,纺丝专用料中加入功能粉体材料，使制得的PEEK单纤维丝具有导电性和电磁屏蔽的功能。功能聚醚醚酮单纤维丝的制备中，采用单孔喷丝板能够得到适当的丝径，满足做电磁屏蔽时编织需求，以达到更好的电磁屏蔽效果；加热采用四区加热，比背景技术采用的八区加热效率更高，设备简化；丝条冷却方式采用空气环冷，不同于背景技术的氮冷，技术成熟，成本降低；拉伸方式增加二级后热拉伸，保证单丝的强度、韧性、均匀性等性能。

附图说明

图1：聚醚醚酮熔融纺丝设备及工艺流程简图。

图2：聚醚醚酮纤维热拉伸与热定型设备及工艺流程简图。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不限制本发明的范围。

实施例中电磁屏蔽效能测试，在微波频率30MHz到1500MHz范围内利用现有技术的同轴法测试；在微波频率8GHz到40GHz范围内利用矢量网络分析仪进行测试。

实施例1结合附图进一步说明本发明采用的装置的结构和工艺流程

采用如图1和图2所示的设备和工艺流程制备聚醚醚酮(PEEK)单纤维丝。

在图1、图2中，1代表挤出机驱动电机，2代表料斗，3代表电加热器，4代表高温挤出单螺杆，5代表计量泵，6代表计量泵5下面的过滤网，7代表单孔喷丝板，8代表热甬道，9代表上油装置，10代表集束装置，11代表导向辊，12、13、14分别代表第一牵伸盘、第二牵伸盘、第三牵伸盘，15代表初纺单丝卷绕装置，16代表聚醚醚酮单丝，17代表松紧夹持器，18、20、21、23、24分别代表第四牵伸盘、第五牵伸盘、第六牵伸盘、第七牵伸盘、第八牵伸盘，19代表加热器箱体，22代表定型箱，25代表单纤维丝卷绕装置。

其中，挤出机驱动电机1、料斗2、电加热器3、高温挤出单螺杆4、计量泵5，过滤网6、单孔喷丝板7、热甬道8构成纺丝挤出机。

如图1所示，具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮纺丝专用料经料斗2添加到高温单螺杆纺丝挤出机4内，在电加热器3及螺杆的剪切作用下熔融；驱动螺杆将高温单螺杆挤出机4内熔融的功能聚醚醚酮专用料挤入到计量泵5内，计量泵5使聚醚醚酮熔体定量地经过滤网6、单孔喷丝板7后形成聚醚醚酮单丝，聚醚醚酮单丝进入热甬道8，在热甬道8内进行延时冷却；聚醚醚酮单丝经上油装置9后导入集束装置10后，经导向辊11，再经过第一牵伸盘12、第二牵伸盘13、第三牵伸盘14在初纺单丝卷绕装置15的作用下，将得到的初纺单丝缠绕在纤维丝卷绕芯管上，然后在温度为20～30℃，湿度为70～80％左右的空调房间内静放平衡8～12h。

如图2所示，将放在初纺单丝架上的聚醚醚酮单丝16进行热拉伸定型和松驰定型，第四牵伸盘18、第五牵伸盘20、第六牵伸盘21、第七牵伸盘23、第八牵伸盘24具有不同的转速和温度，用来调控原丝的输出速度、拉伸速度和纤维松驰定型速度，实现不同拉伸比和松驰定型比，进行热拉伸及松驰定型，然后聚醚醚酮单丝16在纤维卷绕装置25的作用下缠绕在纤维卷绕芯管上。

在聚醚醚酮单纤维丝的制备中，所述的热拉伸和热定型装置，是设置5个温度可控的牵伸盘，各牵伸盘直径一般为D=100mm，边缘线速度为50～700m/min连续可调；可以按照不同纺丝卷绕速度、相应的拉伸比确定各牵伸盘转速；第四牵伸盘18和第五牵伸盘20第六牵伸盘21及加热器箱体19组成纤维二级拉伸装置，温度控制在190～260℃，后面牵伸盘的转速大于前面牵伸盘的转速，拉伸比2～4∶1；第七牵伸盘23和第八牵伸盘24及定型箱22组成纤维松驰定型装置，温度控制在250～310℃，后面牵伸盘的转速小于前面牵伸盘的转速，松驰定型比0.8～0.98∶1。

所使用的单螺杆的纺丝挤出机的螺杆4直径为20mm，长径比25∶1，压缩比3∶1；加热系统为四区电加热，挤出机箱体温度可达500℃。计量泵为一进一出的齿轮计量泵，公称输出量为0.6cc/r。喷丝板为单孔，孔径0.8～1.4mm，单孔喷丝板7距热甬道8距离为0.5mm。过滤网6为80～1000目的多层不锈钢网，热甬道8的材料为耐热、耐磨、耐腐蚀的不锈钢，加热方式采用电加热套加热。卷绕装置可以选用JRT10A-4BD920/16型卷绕机，最大卷绕速度为1000m/min。牵伸盘规格为直径D=100mm，速度为50～700m/min，连续可调。

在本发明中，若非特指，所有的设备和辅助材料等均可从市场购得或是纺丝行业常用，部分设备经改造在高温下使用。

实施例2

先按下述配方，经预混、熔融、挤条、冷却、切粒过程，制备功能聚醚醚酮纺丝专用粒料；配方中，PEEK树脂的熔融指数为22g/10min。

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径为1.2mm。螺杆纺丝挤出机4的挤出温度为：一区为300℃，二区为370℃，三区为390℃，四区为400℃，计量泵5温度为410℃，热甬道8温度为260℃，缠绕速度(纺丝速度)为160m/min，拉伸比为2.0：1，温度为190℃，松驰定型温度为290℃，松驰定型比为0.94∶1，制得纤维的细度为10.8tex，强度为50cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到30dB，能屏蔽掉96.84%的微波。

实施例3

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径改为1.0mm，螺杆纺丝挤出机4的挤出温度改为：一区为300℃，二区为390℃，三区为400℃，四区为405℃，计量泵5温度改为415℃，热甬道8温度改为285℃，纺丝速度为160m/min，拉伸比为2.3：1，拉伸温度为220℃，松驰定型温度为300℃，松驰定型比为0.95∶1，制得纤维的细度为9.8tex，强度为49cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到32dB，能屏蔽掉97.39%的微波。

实施例4

先按下述配方，经预混、熔融、挤条、冷却、切粒过程，制备功能聚醚醚酮纺丝专用粒料；配方中，PEEK树脂的熔融指数为42g/10min。

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径改为0.8mm，螺杆纺丝挤出机4的挤出温度改为：一区为300℃，二区为370℃，三区为385℃，四区为385℃，计量泵5温度改为400℃，热甬道8温度改为265℃，纺丝速度为160m/min，拉伸比为2.5∶1，拉伸温度为230℃，松驰定型温度为280℃，松驰定型比为0.95∶1，制得纤维的细度为9.5tex，强度为50cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到27dB，能屏蔽掉95.36%的微波。

实施例5

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径改为1.2mm，螺杆纺丝挤出机4的挤出温度改为：一区为300℃，二区为380℃，三区为390℃，四区为400℃，计量泵5温度为410℃，热甬道8温度改为270℃，纺丝速度为160m/min，拉伸比为2.4∶1，拉伸温度为240℃，松驰定型温度为290℃，松驰定型比为0.96∶1，制得纤维的细度为9.4tex，强度为49cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到30dB，能屏蔽掉96.84%的微波。

实施例6

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径改为1.2mm，螺杆挤出机4的挤出温度改为：一区为300℃，二区为380℃，三区为390℃，四区为390℃，计量泵5温度改为410℃，热甬道8温度改为285℃，纺丝速度为160m/min，拉伸比为2.2∶1，拉伸温度为230℃，松驰定型温度为285℃，松驰定型比为0.95∶1，制得纤维的细度为10.1tex，强度为45cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到32dB，能屏蔽掉97.39%的微波。

实施例7

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径改为1.0mm，螺杆挤出机4的挤出温度改为：一区为300℃，二区为385℃，三区为395℃，四区为395℃，计量泵5温度为410℃，热甬道8温度改为280℃，纺丝速度改为180m/min，拉伸比为2.5∶1，拉伸温度为230℃，松驰定型温度为290℃，松驰定型比为0.95∶1，制得纤维的细度为9.5tex，强度为49cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到32dB，能屏蔽掉97.39%的微波。

实施例8

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径改为1.2mm，螺杆挤出机4的挤出温度改为：一区为300℃，二区为375℃，三区为390℃，四区为390℃，计量泵5温度改为400℃，热甬道8温度改为265℃，纺丝速度改为160m/min，拉伸比为2.2∶1，拉伸温度为230℃，松驰定型温度为285℃，松驰定型比为0.95∶1，制得纤维的细度为9.8tex，强度为48cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到30dB，能屏蔽掉96.84%的微波。

实施例9

再将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料加入纺丝挤出机的料斗2。在下述条件下制得具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝。单孔喷丝板7的孔径为1.0mm。螺杆挤出机4的挤出温度为：一区为300℃，二区为370℃，三区为390℃，四区为390℃，计量泵5温度为400℃，热甬道8温度为260℃，缠绕速度(纺丝速度)为160m/min，拉伸比为3.0∶1，拉伸温度为260℃，松驰定型温度为305℃，松驰定型比为0.94∶1，制得纤维的细度为8.8tex，强度为45cN/tex。纤维的电磁屏蔽效能达到27dB，能屏蔽掉95.36%的微波。

Claims

1.一种具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，有功能聚醚醚酮纺丝专用粒料的制备和聚醚醚酮单纤维丝的制备两个步骤；

所述的聚醚醚酮单纤维丝的制备，是将功能聚醚醚酮纺丝专用粒料干燥处理后，在纺丝挤出机内熔融、进入熔体计量泵(5)、经过滤系统的过滤网(6)、再经单孔喷丝板(7)形成聚醚醚酮单丝；冷却后的聚醚醚酮单丝牵入上油装置(9)，经集束装置(10)和牵伸盘(12、13、14)得到聚醚醚酮初纺单丝，初纺单丝的卷绕速度为150～800m/min；初纺单丝顺序导入热拉伸和热定型装置，得到具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝，其中热拉伸的温度为190～260℃，拉伸比为2～4∶1，热定型温度为250～310℃，松驰定型比为0.8～0.98∶1；最后在纤维卷绕装置(25)上进行具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝缠绕。

2.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，所述的纺丝级聚醚醚酮树脂，是经5～6次乙醇抽提和8～10次去离子水抽提后充分干燥的，在测试温度为400℃、载荷为5kg、测试样品装入料筒预热5min测得熔融指数为12～50g/10min的聚醚醚酮树脂。

3.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，所述的功能聚醚醚酮纺丝专用粒料进行干燥处理，是在130～150℃下处理2～8小时。

4.根据权利要求1、2或3所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，在纺丝挤出机的机头前面设置计量泵(5)、过滤网(6)、单孔喷丝板(7)；过滤网(6)设置在计量泵(5)和单孔喷丝板(7)之间，计量泵(5)箱体的温度比纺丝挤出机最后加热区温度高10～20℃，纺丝专用料熔体在计量泵(5)的作用下经过滤网(6)和单孔喷丝板(7)定量挤出。

5.根据权利要求1、2或3所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，所述的热拉伸和热定型装置，是设置5个温度可控的牵伸盘，各牵伸盘边缘线速度为50～700m/min连续可调；其中的第四牵伸盘(18)、第五牵伸盘(20)和第六牵伸盘(21)及加热器箱体(19)组成纤维拉伸装置，后面牵伸盘的转速大于前面牵伸盘的转速；其中的第七牵伸盘(23)和第八牵伸盘(24)及定型箱(22)组成纤维松驰定型装置，后面牵伸盘的转速小于前面牵伸盘的转速。

6.根据权利要求1、2或3所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，在聚醚醚酮单纤维丝的制备中，得到的初纺单丝在温度为20～30℃，湿度为70～80％的空调房间内静放平衡8～12h，再进行热拉伸定型。

7.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，所述的功能粉体材料，是碳纳米管。

8.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，所述的有机高分子添加剂，是聚醚酮、聚醚醚酮酮、联苯基聚醚醚酮、联苯基聚醚醚酮酮、聚芳醚酮液晶或聚醚酰亚胺。

9.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，所述的热稳定剂，是亚磷酸酯类抗氧剂或双亚磷酸酯类抗氧剂。

10.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽功能聚醚醚酮单纤维丝的制备方法，其特征是，所述的有机高分子添加剂，是聚醚酮、聚醚醚酮酮、联苯基聚醚醚酮、联苯基聚醚醚酮酮、聚芳醚酮液晶或聚醚酰亚胺。