CN1034771A - 含聚丙烯腈纤维的导电织物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

含聚丙烯腈纤维的导电织物及其制备方法，在一 定的温度和压力下，经导电处理液处理后，织物中含 有一定量的硫化亚铜，其比电阻在1×10⁵～1×10^-2 欧姆·厘米，并具有持久的导电性能，处理方法新颖 而简便，其产品可用作导电作业服、防爆作业服、电磁 波屏蔽材料、抗微波织物及面状发热体等，可广泛应 用于电子、仪表、石油、化工、通讯、军事、航天、抗寒和 保健医疗等部门。

Description

本发明为一种经导电处理的织物，特别适用于电子、仪表、石油、化工、通讯、军事、航天、抗寒、医疗保健等方面，以及防止微波、电磁波屏蔽等特种用途。

在本发明作出之前，国内外导电织物的制备方法是先制成导电纤维和导电纱线，然后纺织成导电织物。其产品主要由导电纤维或金属纤维组成。导电纤维大致可分为导电纤维（如日本专利JP58-132121）、导电复合纤维（如日本专利JP59-094618、JP58-197046）和导电共轭纤维（如JP58-149327、JP57-199813）三类。这三类纤维的制造主要是在纤维中添加了电抗性低的物质，如：氧化锡、二氧化钛、氧化锌、碳化钙、氧化铟、碘化亚铜、氧化镁等导电金属化合物，但这些导电金属化合物的化学性质不够稳定，耐稀酸性能较差，通常靠涂层剂在纤维表面涂上导电金属化合物粘接而成，导电纤维的比电阻为1000欧姆·厘米左右。金属纤维，如比利时制造的比基诺克斯（Bekaert）金属纤维和线，是由直径为8微米的不锈钢丝制成，能顺利地同其它纤维进行混纺加工，比电阻为20～158欧姆·厘米。上述这几类导电织物有制备工序多、方法较繁复、成本高、生产批量小、手感不够柔软、金属本身无吸湿性、导电化合物对人体影响和使用性能较差等不足之处，加之导电织物在印染及后整理加工中，由于经过某些加工条件激烈的工序后，导电性能易受到影响，造成品种及花色有局限性。故现有的导电织物在内在质量、外观质量及实物质量的提高上受到了限制，并且不能大规模地进行连续的工业化生产。

本发明的目的是提供一种具有持久导电性能、且化学性能稳定、手感柔软、对人体无害和有优良的使用性能的导电织物;及其新颖而简便的、能直接对织物进行导电处理的制备方法，从而提高导电织物的外观、内在和实物质量，并增加导电织物的品种和花色。

本发明的含聚丙烯腈纤维的导电织物，采用了在水中与稀酸中均不溶解的硫化亚铜作为导电金属化合物，其化学性质十分稳定，且与织物中的聚丙烯腈纤维结合非常牢固。织物经导电处理液处理后，导电织物（干基）中含有占其总重量0.1～30%的硫化亚铜。

经导电处理后的导电织物，其比电阻为1×10⁵～1×10^-2欧姆·厘米。

适用于进行导电处理的材料是指聚丙烯腈含量占织物总重量1%或以上的针织物、机织物、编织物、毛纺织物、绒类织物、无纺织物等各类织物。

在占织物一部分或全部的腈纶纤维或变性腈纶纤维或丙烯腈镶嵌及接枝共聚物纤维或腈纶复合纤维等纤维中，聚丙烯腈的含量占上述之纤维重量的10%或10%以上。所述之纤维，如：

（1）腈纶纤维：是指原料是二元或三元共聚物，第一单体为丙烯腈，在共聚物中含量不低于85%，第二单体和第三单体的总含量不高于15%，第二单体一般选用含有酯基的乙烯基系单体，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等。第三单体选用某些可离子化的含酸性基团的单体，如：丙烯酸、甲叉丁二酸、丙烯磺酸、甲基丙基磺酸、乙烯苯磺酸、对甲基丙烯酰胺苯磺酸等。

（2）变性腈纶纤维：是指丙烯腈含量小于85%，而高于35%的纤维。

（3）丙烯腈镶嵌及接枝共聚物纤维。

（4）腈纶复合纤维：是指含有两种以上的复合成分，如：由丙烯腈89.9%（重量）、丙烯酸甲酯9%（重量）、丙烯磺酸钠1.1%（重量）的共聚物（高缩组分）;与丙烯腈93.5%（重量）、丙烯磺酸钠1.5%（重量）、丙烯酸甲酯5%（重量）的共聚物（低缩组分）组成的复合纤维等。

本发明的含聚丙烯腈纤维的导电织物的制备方法有如下几种：（一）织物可先进行烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花、整理各工序后，再进行导电处理;（二）任意选择一个或数个工序加工后，再进行导电处理;（三）先进行导电处理后不经过上述工序或有选择地进行上述工序。

由A液和B液组成的导电处理液中各物质的用量为：

按每处理50公斤织物计，（如织物量减少或增加，其用量可相应地减少和增加）。

A液：

a、硫酸铜、氯化铜、硫酸亚铜或氯化亚铜，上述之单一或混合化合物的用量为    0.5～60公斤;

b、稀土元素金属和稀土元素化合物的用量之和为    0.005～10公斤;

c、具有渗透及匀染作用的非离子表面活性剂    0.05～30公斤;

d、试剂纯硫酸    0.01～25公斤;

e、水或软水或蒸馏水    5～5000升。

B液：

a、硫代硫酸钠    0.5～75公斤;

b、水或软水或蒸馏水    5～500升。

A液中（b）之所述的稀土元素金属是钪、钇和镧系全部元素;稀土元素化合物是稀土氢氧化物、稀土过氧化物、稀土氧化物、稀土卤化物、稀土硝酸盐、稀土硫酸盐和稀土碳酸盐。

A液中（c）可用渗透剂JFC或平平加或其他具有渗透及匀染作用的非离子表面活性剂。

织物在进行导电处理时的压力为常压;温度为20～100℃。

在进行导电处理时，织物与导电处理液的接触形式可采用织物在常规染色中的各种方法，如：喷流循环法、液流循环法、绳状法、浸渍法、卷染法、浸轧汽蒸法等对织物进行导电处理，以制得导电织物。

所用的机械可选用现有的染整机械或经过改进的导电处理专用机械，如毛纺染整机械、针织染整机械、棉印染机械、丝绸印染机械等。

根据织物中的聚丙烯腈纤维含量的多少或导电处理液的浓度高低，同一织物可以进行一次或多次导电处理，以便获得所要求之比电阻的导电织物。

本发明的产品及制备方法与现有技术相比的特点是：

1、具有持久而稳定的导电性能，导电织物的比电阻为1×10⁵～1×10^-2欧姆·厘米，比现有专利报导的导电纤维具有更好的导电性能。经多次皂洗后，仍能保持优良的导电性。

2、化学性能稳定、耐腐蚀性好、对各种气候有较好的适应性。

3、手感柔软、强度好、使用性能优良。

4、具有良好的染色性能，能根据不同的需要染制多种色泽;以及加工性能，如：裁剪、缝纫、制作等。

本发明的导电织物，可以用作导电作业服、防爆作业服、电磁波屏蔽材料、抗微波织物及面状发热体等，可广泛应用于电子、仪表、石油、化工、通讯、军事、航天、抗寒、保健医疗等部门。

实施例1：

含聚丙烯腈纤维导电针织物的制备

（1）织物原料：

浅杏聚丙烯腈针织物：10公斤

雪青聚丙烯腈针织物：10公斤

浅色印花聚丙烯腈针织物：10公斤

白色聚丙烯腈针织物：10公斤

漂白50棉/50聚丙烯腈针织物：10公斤

含聚丙烯腈纤维针织物和含聚丙烯腈纤维混纺针织物共50公斤。在嫉绱砬埃柙谡胫瞪辖邢吹樱猿ピ谥锷系某景！⒂图痢⒔稀⑽酃傅龋Ｓ玫南吹蛹廖考睢⒎试砑昂铣上吹蛹粒吹佑萌硭詈笥谜袅笏吹右淮危笾锵吹迷染弧?

（2）导电处理液水质要求：

水质要求洁净，使用软水或蒸馏水更好。

（3）导电处理机械：

机械采用Q113～28型绳状浸染机，其材料为不锈钢，能在导电处理机械内壁搪瓷或搪玻璃更好。工作容积2800升，运行速度60米/分。

（4）导电处理方法：

导电处理液由A液和B液组成，1号化料桶容量为100升，用于制备A液。2号化料桶容量为90升，用于制备B液。化料桶的材料是不锈钢，以搪瓷、玻璃、瓷类更好。

A液配制：

在1号化料桶中，倒入经称量的试剂纯五水合硫酸铜18公斤，加入60℃蒸馏水90升，搅拌使溶解后，倒入Q113～28型绳状浸染机槽内，加入蒸馏水1800升。再依次加入由0.5公斤试剂纯硫酸和50升蒸馏水配制而成的1%（浓度）硫酸溶液50升，加入由0.4公斤混合稀土氯化物和20升蒸馏水配制而成的2%（浓度）混合稀土氯化物溶液20升，加入渗透剂JFC6公斤，搅拌均匀、组成A液。

B液配制：

在2号化料桶内，倒入经称量的五水合硫代硫酸钠21.6公斤，加蒸馏水80升，搅拌使溶解即为B液。

针织物导电处理步骤如下：

将在绳状浸染机槽内的A液，用蒸汽加热到40℃后，放入上述聚丙烯腈针织物50公斤，每栉档绳状针织物5公斤，共十条绳状针织物，打开运行电钮，使针织物以60米/分运行。同时用蒸汽加热A液，以每分钟2℃速度升温。A液温度达70℃后，均匀加入B液80升，用搅拌或循环的方法使B液在导电处理液中分布均匀。继续用蒸汽加热，当导电处理液温度升至86℃后，控制86±1℃，恒温处理5～10分钟。然后，降温、冷却、流动冷水洗后出缸。

出缸后的导电聚丙烯腈针织物，在小型针织松式平洗机上，经多格水洗，皂洗（70～80℃、纯碱2克/升、肥皂或净洗剂5克/升）、热水、冷水水洗后，以把未结合的硫化亚铜洗除，再经离心机脱水干燥后、即为硫化亚铜导电聚丙烯腈针织物。经测定织物比电阻为：5欧姆·厘米。硫化亚铜导电聚丙烯腈和棉混纺针织物的比电阻为8.1欧姆·厘米。

对硫化亚铜导电聚丙烯腈针织物，进行重复第二次导电处理后，测得得其比电阻为2.9欧姆·厘米。

实施例2含聚丙烯腈导电机织物的制备

（1）织物原料：

涤纶40/羊毛30/聚丙烯腈30混纺机织物。

聚丙烯腈混纺机织物先经各种加工后，再经洗涤使织物洁净、布面PH值达中性。导电处理采用平幅浸轧后汽蒸方法。进行二次导电处理。

（2）导电处理水质要求：

水质要求洁净，使用软水，用蒸馏水更好。

（3）导电处理机械;

本机有三部分组成，平幅浸轧机械，平幅汽蒸箱及洗涤机械。

（4）导电处理方法：

导电处理液由A液和B液组成。

A液配制：

在容量为500升的不锈钢化料桶中，化料桶内壁材料用玻璃或搪瓷更好。倒入经称量的试剂纯五水合硫酸铜20公斤，加入蒸馏水300升，搅拌使溶解后，再依次加入由0.5公斤试剂纯硫酸和50升蒸馏水配制而成的1%（浓度）硫酸溶液50升，加入由0.4公斤混合稀土氯化物和20升蒸馏水配制而成的2%（浓度）混合稀土氯化物溶液20升，加入渗透剂JFC1.5公斤，加蒸馏水至500升，使搅拌茸槌葾液。

B液配制：

在容量250升的化料桶内，倒入经称量的五水合硫代硫酸钠22公斤，加蒸馏水250升，搅拌使溶解即为B液。

聚丙烯腈混纺机织物导电处理操作步骤如下：导电处理有平幅浸轧导电处理液、汽蒸及洗涤三个工序。

导电处理浸轧液的制备是采用溶液混合器，把A液和B液以2∶1的体积比均匀混和而成，同时放入容量为100升的浸轧槽，边混和边使用导电处理液。

机织物导电处理车速每分钟40米，浸轧方式为多浸一轧，轧余率为～150%，浸轧温度为室温，汽蒸温度90℃，汽蒸时间2分钟。

洗涤工序：机织物出蒸箱后，采用80℃以下的热水洗涤和肥皂洗涤，皂洗用料为：纯碱用量每升4克、肥皂或洗涤剂用量每升5克，经数次连续洗涤后，再经平洗槽热水、冷水清洗，把在机织物中未结合的硫化亚铜和其他杂质洗除。按上述工艺与用料，再重复进行一次导电处理，经干燥后即可。测得硫化亚铜导电聚丙烯腈机织物的比电阻为9.6×10²欧姆·厘米。

Claims (7)

1、一种含聚丙烯腈纤维的导电织物，其特征在于经导电处理液处理后，织物(干基)中含有占其总重量0.1～30%(重量)的硫化亚铜。

2、按权利要求1所述的织物，其特征在于适用于导电处理的材料是指聚丙烯腈含量占织物总重量1%或以上的针织物、机织物、编织物、毛纺织物、绒类织物或无纺织物。

3、按权利要求1或2所述的织物中所含有适用于导电处理的聚丙烯腈纤维，其特征在于占织物一部分或全部的腈纶纤维或变性腈纶纤维或丙烯腈镶嵌及接枝共聚物纤维或腈纶复合纤维中聚丙烯腈含量在10%或以上。

4、含聚丙烯腈纤维的导电织物的制备方法，织物可先进行烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花、整理各工序后，再进行导电处理;或任意选择一个或数个工序加工后，再进行导电处理;或先进行导电处理后，不经过或有选择地进行上述工序，其特征在于在一定的温度和压力下，每处理50公斤织物所用的由A液和B液组成的导电处理液中各物质的用量为：

A液：

a、硫酸铜、氯化铜、硫酸亚铜和氯化亚铜，上述之单一或混合化合物的用量为0.5～60公斤;

b、稀土元素金属和稀土元素化合物的用量之和为0.005～10公斤;

c、具有渗透及匀染作用的非离子表面活性剂0.05～30公斤;

d、试剂纯硫酸0.01～25公斤;

e、水或软水或蒸馏水5～5000升。

B液：

a、硫代硫酸钠0.5～75公斤;

b、水或软水或蒸馏水5～500升。

5、按权利要求4所述的方法，其特征在于稀土元素金属是指钪、钇和镧系全部元素;稀土元素化合物是指稀土氢氧化物、稀土过氧化物、稀土氧化物、稀土卤化物、稀土硝酸盐、稀土硫酸盐和稀土碳酸盐。

6、按权利要求4所述的方法，其特征在于织物进行导电处理的压力为常压。

7、按权利要求4或6所述的方法，其特征在于织物进行导电处理的温度为20～100℃。