CN109252237A - 一种交联抗静电纤维及其制备方法 - Google Patents

一种交联抗静电纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交联抗静电纤维及其制备方法，所述的交联抗静电纤维是由下述重量份的原料组成的：硬脂酸钙2‑4、二异氰酸酯0.8‑1、改性丙烯腈溶液260‑300、过硫酸铵1‑3、乙炔炭黑10‑13、抗坏血酸10‑13。本发明在引发剂作用下聚合，在聚合过程中引入二异氰酸酯为交联剂，对聚丙烯腈进行交联改性，提高了聚丙烯腈的力学稳定性，也提高了聚丙烯腈在二甲基甲酰胺中的分散性能，从而提高了成品纤维的力学和导电稳定性。

Description

一种交联抗静电纤维及其制备方法
技术领域
本发明属于导电材料领域，具体涉及一种交联抗静电纤维及其制备方法。
背景技术
随着合成纤维生产技术的不断发展，复合聚丙烯腈纤维以及各种改性聚丙烯腈相继出现，如高收缩、抗起球、亲水、阻燃、细纤度、异型截面等品种都已有商品生产；然而，如何提高聚丙烯腈纤维的抗静电性能，也是目前研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种交联抗静电纤维及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种交联抗静电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：硬脂酸钙2-4、二异氰酸酯0.8-1、改性丙烯腈溶液260-300、过硫酸铵1-3、乙炔炭黑10-13、抗坏血酸10-13。
所述的改性丙烯腈溶液是由下述重量份的原料组成的：
丙烯腈100-150、环氧丙醇10-13、脂肪酸聚乙二醇酯1-2、二甲基甲酰胺20-30、8-羟基喹啉0.5-1。
所述的改性丙烯腈溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，与环氧丙醇混合，搅拌均匀，升高温度为50-60℃，保温搅拌10-20分钟，得环氧溶液；
(2)取脂肪酸聚乙二醇酯，加入到二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺分散液；
(3)取上述环氧溶液、酰胺分散液混合，搅拌均匀，加入丙烯腈，超声1-2小时，即得所述改性丙烯腈溶液。
所述交联抗静电纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取抗坏血酸，加入到其重量10-15倍的氯仿中，搅拌均匀，得氯仿溶液；
(2)取硬脂酸钙、乙炔炭黑混合，在90-100℃下保温搅拌20-40分钟，加入到上述氯仿溶液中，超声10-20分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性炭黑；
(3)取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
(4)取改性炭黑，加入到上述改性丙烯腈溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50-70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3-5小时，加入二异氰酸酯，继续保温搅拌1-2小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得炭黑改性聚丙烯腈；
(5)取上述炭黑改性聚丙烯腈，加入到其重量15-20倍的二甲基甲酰胺中，超声1-2小时，纺丝，即得所述交联抗静电纤维。
本发明的优点：
本发明首先采用环氧丙醇处理丙烯腈单体，然后采用抗坏血酸、氯仿混合处理乙炔炭黑，得到酰氯化的炭黑，之后将该酰氯化的炭黑分散到改性丙烯腈溶液中，在引发剂作用下聚合，在聚合过程中引入二异氰酸酯为交联剂，对聚丙烯腈进行交联改性，提高了聚丙烯腈的力学稳定性，也提高了聚丙烯腈在二甲基甲酰胺中的分散性能，从而提高了成品纤维的力学稳定性，本发明的纤维特别适合作为抗静电材料，抗静电强度高，持久性强。
具体实施方式
实施例1
一种交联抗静电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：硬脂酸钙4、二异氰酸酯1、改性丙烯腈溶液300、过硫酸铵3、乙炔炭黑13、抗坏血酸13。
所述的改性丙烯腈溶液是由下述重量份的原料组成的：
丙烯腈150、环氧丙醇13、脂肪酸聚乙二醇酯2、二甲基甲酰胺30、8-羟基喹啉1。
所述的改性丙烯腈溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，与环氧丙醇混合，搅拌均匀，升高温度为60℃，保温搅拌20分钟，得环氧溶液；
(2)取脂肪酸聚乙二醇酯，加入到二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺分散液；
(3)取上述环氧溶液、酰胺分散液混合，搅拌均匀，加入丙烯腈，超声2小时，即得所述改性丙烯腈溶液。
所述交联抗静电纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取抗坏血酸，加入到其重量15倍的氯仿中，搅拌均匀，得氯仿溶液；
(2)取硬脂酸钙、乙炔炭黑混合，在100℃下保温搅拌40分钟，加入到上述氯仿溶液中，超声20分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性炭黑；
(3)取过硫酸铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；
(4)取改性炭黑，加入到上述改性丙烯腈溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌5小时，加入二异氰酸酯，继续保温搅拌2小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得炭黑改性聚丙烯腈；
(5)取上述炭黑改性聚丙烯腈，加入到其重量20倍的二甲基甲酰胺中，超声2小时，纺丝，即得所述交联抗静电纤维。
实施例2
一种交联抗静电纤维，它是由下述重量份的原料组成的：硬脂酸钙2、二异氰酸酯0.8、改性丙烯腈溶液260、过硫酸铵1、乙炔炭黑10、抗坏血酸10。
所述的改性丙烯腈溶液是由下述重量份的原料组成的：
丙烯腈100、环氧丙醇10、脂肪酸聚乙二醇酯1、二甲基甲酰胺20、8-羟基喹啉0.5。
所述的改性丙烯腈溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，与环氧丙醇混合，搅拌均匀，升高温度为50℃，保温搅拌10分钟，得环氧溶液；
(2)取脂肪酸聚乙二醇酯，加入到二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺分散液；
(3)取上述环氧溶液、酰胺分散液混合，搅拌均匀，加入丙烯腈，超声1小时，即得所述改性丙烯腈溶液。
所述交联抗静电纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取抗坏血酸，加入到其重量10倍的氯仿中，搅拌均匀，得氯仿溶液；
(2)取硬脂酸钙、乙炔炭黑混合，在90℃下保温搅拌20分钟，加入到上述氯仿溶液中，超声10分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性炭黑；
(3)取过硫酸铵，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；
(4)取改性炭黑，加入到上述改性丙烯腈溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3小时，加入二异氰酸酯，继续保温搅拌1小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得炭黑改性聚丙烯腈；
(5)取上述炭黑改性聚丙烯腈，加入到其重量15倍的二甲基甲酰胺中，超声1小时，纺丝，即得所述交联抗静电纤维。
性能测试：
表面电阻：3.0-6.7×109Ω；
单纤维强度：2.9-3.5cn/dtex。

Claims (4)

1.一种交联抗静电纤维，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
硬脂酸钙2-4、二异氰酸酯0.8-1、改性丙烯腈溶液260-300、过硫酸铵1-3、乙炔炭黑10-13、抗坏血酸10-13。
2.根据权利要求1所述的一种交联抗静电纤维，其特征在于，所述的改性丙烯腈溶液是由下述重量份的原料组成的：
丙烯腈100-150、环氧丙醇10-13、脂肪酸聚乙二醇酯1-2、二甲基甲酰胺20-30、8-羟基喹啉0.5-1。
3.根据权利要求2所述的一种交联抗静电纤维，其特征在于，所述的改性丙烯腈溶液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，与环氧丙醇混合，搅拌均匀，升高温度为50-60℃，保温搅拌10-20分钟，得环氧溶液；
(2)取脂肪酸聚乙二醇酯，加入到二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺分散液；
(3)取上述环氧溶液、酰胺分散液混合，搅拌均匀，加入丙烯腈，超声1-2小时，即得所述改性丙烯腈溶液。
4.一种如权利要求1所述交联抗静电纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取抗坏血酸，加入到其重量10-15倍的氯仿中，搅拌均匀，得氯仿溶液；
(2)取硬脂酸钙、乙炔炭黑混合，在90-100℃下保温搅拌20-40分钟，加入到上述氯仿溶液中，超声10-20分钟，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得改性炭黑；
(3)取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
(4)取改性炭黑，加入到上述改性丙烯腈溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50-70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3-5小时，加入二异氰酸酯，继续保温搅拌1-2小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得炭黑改性聚丙烯腈；
(5)取上述炭黑改性聚丙烯腈，加入到其重量15-20倍的二甲基甲酰胺中，超声1-2小时，纺丝，即得所述交联抗静电纤维。
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