專利名稱：一種聚酰胺導電纖維的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種聚酰胺導電纖維的制造方法，所述聚酰胺導電纖維包括ATO導電粉，超導電炭黑，氧化鋅晶須(ZnO)，導電性鈦酸鉀晶須(PTW)等，屬于功能纖維制造技術領域。
背景技術：
聚酰胺纖維(我國稱錦綸)，其最突出的優點是耐磨性高于其他所有纖維，比棉花耐磨性高10倍，比羊毛高20倍，在混紡織物中稍加入一些聚酰胺纖維，可大大提高其耐磨性；當拉伸至3-6%時，彈性回復率可達100% ;能經受上萬次折撓而不斷裂。聚酰胺纖維的強度比棉花高1-2倍、比羊毛高4-5倍，是粘膠纖維的3倍。聚酰胺纖維的耐堿性特別好，吸濕性和染色性都比滌綸好。是重要的民用、產業用紡織纖維。導電纖維通常是指在標準狀態下(20°C、65%相對濕度)、比電阻在IO7 Ω *cm以下的纖維。這類纖維具有良好的導電性和耐久性，在工業、民用等領域有著很大的用途。有機導電纖維是以成纖高分子聚合物為基體，以被覆或復合方式添加導電物質的導電纖維，通過復合紡絲技術使纖維的一部分含有導電物質，這樣使纖維在具有導電特性的同時，又兼有普通合成纖維優異的加工性能，成為具有可紡性的功能性纖維。晶須是以單晶形式生長而成的直徑非常小(O.1 IOum)、原子排列高度有序、強度接近完整晶體的理論值、有一定長徑比(5 1000)的纖維材料，具有高強度、高模量、高硬度、耐高溫、耐腐蝕等特性。聚酰胺中加入少量晶須，如氧化鋅晶須等，便能既增強又增朝，還可提聞導電等其它性能。在這眾多晶須中，四針狀氧化鋅晶須(ZnO)以其獨特的立體四針狀結構賦予其突出的導電性。ZnO本身是η型半導體，加之四腳針狀的晶須三維伸展結構，將其分散在基體中時，鄰近各針狀部位相互搭接形成導電通路，使電荷得以傳導，從而賦予材料導電性。用ZnO晶須添加到具有良好絕緣性能的高分子材料中，便能獲得導電的高分子材料產品。導電性鈦酸鉀晶須(PTW)是一種新型針狀的短纖維復合物。由于它的尺寸細小，結晶完整，具有良好的導電等物理機械性能。以添加導電物質的高分子聚合物為基體制成的導電纖維，強度都較差，致使紡絲和織造都較困難，生產成本較高；另外由于聚酯(PET)導電纖維不耐減，一旦被堿處理，導電材料脫落，失去導電性。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種強度高、模量高、耐堿性好的聚酰胺導電纖維的制造方法。本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，該制造方法采用如下步驟Α)按質量份數取12-18份表征 參數直徑為O. 2_lum、長度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須，3-8份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300-400°C真空爐中焙燒4-6h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理10-20min，再用60-70°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物4-8份，與摻銻氧化錫導電粉3-5份、超導超導電炭黑6-10份、鈦酸酯偶聯劑O. 1-0. 2份、鋁酸酯偶聯劑O. 1-0. 2份、聚乙烯蠟1. 5-2. O份，在60-70°C條件下混合機250-400轉/min密閉攪拌反應45_60min，得到改性晶須導電共混物；C)將步驟B)得到的質量份數為20-35份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與80-65份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑O. 5-1. 5份、1010抗氧劑O. 2-0. 8份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為20-35%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片；D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比25-35 75-65經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。本發明優選的技術方案是步驟A)中，按質量份數取15份表征參數直徑為O. 2-lum、長度為5-15um的四針狀氧化鋅晶須，5份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒5h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理15min，再用65°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作4次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物6份，與摻銻氧化錫導電粉4份、超導超導電炭黑8份、鈦酸酯偶聯劑O. 15份、鋁酸酯偶聯劑O. 15份、聚乙烯蠟1. 7份，在65°C條件下混合機300轉/min密閉攪拌反應50min，得到改性晶須導電共混物；C)將步驟B)得到的質量份數為30份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與70份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑I份、1010抗氧劑O. 5份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為30%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片；D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比30 70經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。本發明所述的聚酰胺導電纖維包括聚酰胺導電長絲、短纖維、P0Y、FDY、DTY、BCF聚酰胺導電纖維。本發明采用在聚酰胺中添加包括ATO導電粉，超導電炭黑，氧化鋅晶須，鈦酸鉀晶須等既增強又導電的材料，通過復合紡絲技術使纖維的一部分含有導電物質，這樣使纖維在具有導電特性的同時，又兼有強度高、模量高、耐堿性好的導電纖維；這類纖維具有良好的導電性和耐久性，特別是在低濕度下仍具有良好的耐久的自生性導電性，因此在工業、民用等領域有著很大的用途。
具體實施方式
下面將結合具體實施例對本發明作詳細的介紹本發明所述的聚酰胺導電纖維的制造方法，它采用如下步驟A)按質量份數取12-18份表征參數直徑為O. 2_lum、長度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須，3-8份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300-400°C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理10-20min，再用60-70°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3-5次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物4-8份，與摻銻氧化錫導電粉3_5份、超導超導電炭黑6-10份、鈦酸酯偶聯劑O. 1-0. 2份、鋁酸酯偶聯劑O. 1-0. 2份、聚乙烯蠟1. 5-2. O份，在60-70°C條件下混合機250-400轉/min密閉攪拌反應45_60min，得到改性晶須導電共混物；C)將步驟B)得到的質量份數為20-35份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與80-65份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑O. 5-1. 5份、1010抗氧劑O. 2-0. 8份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為20-35%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片；D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比25-35 75-65經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。實施例1 :本發明所述的聚酰胺導電纖維的制造方法，它采取如下步驟A)，按質量份數取15份表征參數直徑為O. 2-lum、長度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須，5份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒5h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理15min，再用65°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作4次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物6份，與摻銻氧化錫導電粉4份、超導超導電炭黑8份、鈦酸酯偶聯劑O. 15份、鋁酸酯偶聯劑O. 15份、聚乙烯蠟1. 7份，在65°C條件下混合機300轉/min密閉攪拌反應50min，得到改性晶須導電共混物；C)將步驟B)得到的質量份數為30份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與70份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑I份、1010抗氧劑O. 5份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為30%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片；D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比30 70經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。實施例2 :本發明所述的聚酰胺導電纖維的制造方法，它采取如下步驟A)按質量份數取12份表征參數直徑為O. 2-lum、長度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須，3份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒4h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理lOmin，再用60°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物4份，與摻銻氧化錫(ATO)導電粉3份、超導超導電炭黑6份、鈦酸酯偶聯劑O.1份、鋁酸酯偶聯劑O.1份、聚乙烯蠟1. 5份，在60°C條件下混合機250轉/min密閉攪拌反應45min，得到改性晶須導電共混物。C)將質量份數為20份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與80份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑O. 5份、1010抗氧劑O. 2份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為20%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片。D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比25 75經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。實施例3 :本發明所述的聚酰胺導電纖維的制造方法，它采取如下步驟A)按質量份數取18份表征參數直徑為O. 2-lum、長度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須，8份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在400°C真空爐中焙燒6h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散,然后常壓等離子處理20min，再用70°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗35min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物8份，與摻銻氧化錫導電粉5份、超導超導電炭黑10份、鈦酸酯偶聯劑O. 2份、鋁酸酯偶聯劑O. 2份、聚乙烯蠟2. O份，在70°C條件下混合機400轉/min密閉攪拌反應60min,得到改性晶須導電共混物；C)將步驟B)得到的質量份數為35份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與65份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑1. 5份、1010抗氧劑O. 8份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為35%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片；D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比35 65經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。本發明所述的實施例并不限于以上所述三個實施例，通過前述公開的數值范圍，在具體實施例中進行任意替換，從而可以得到無數個實施例，對此不一一例舉。
權利要求
1.一種聚酰胺導電纖維的制造方法，其特征在于該制造方法采用如下步驟 A)按質量份數取12-18份表征參數直徑為O.2-lum、長度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須，3-8份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300-400°C真空爐中焙燒4-6h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理10-20min，再用60-70°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗25-35min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作3_5次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物4-8份，與摻銻氧化錫導電粉3-5份、超導超導電炭黑6-10份、鈦酸酯偶聯劑O. 1-0. 2份、鋁酸酯偶聯劑O. 1-0. 2份、聚乙烯蠟1.5-2. O份，在60-70°C條件下混合機250-400轉/min密閉攪拌反應45_60min，得到改性晶須導電共混物； C)將步驟B)得到的質量份數為20-35份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與80-65份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑O. 5-1. 5份、1010抗氧劑O. 2-0. 8份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為20-35%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片； D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比25-35 75-65經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。
2.根據權利要求1所述的聚酰胺導電纖維的制造方法，其特征在于 步驟A)中，按質量份數取15份表征參數直徑為O. 2-lum、長度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須，5份表征參數直徑為O. 2-0. 6um、長度為5_12um的導電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒5h，冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理15min，再用65°C含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作4次直至濾清，濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； B)按質量份數取步驟A)得到的改性晶須混合物6份，與摻銻氧化錫導電粉4份、超導超導電炭黑8份、鈦酸酯偶聯劑O. 15份、鋁酸酯偶聯劑O. 15份、聚乙烯蠟1. 7份，在65°C條件下混合機300轉/min密閉攪拌反應50min，得到改性晶須導電共混物； C)將步驟B)得到的質量份數為30份的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與70份聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑I份、1010抗氧劑O. 5份進行共混、熔融制成導電聚酰胺切片；或將質量份數為30%的改性晶須導電共混物，由共聚方法合成導電聚酰胺切片； D)將步驟C)得到的導電聚酰胺為皮層與常規聚酰胺，按皮芯質量比30 70經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。
3.根據權利要求1或2所述的聚酰胺導電纖維的制造方法，其特征在于所述的聚酰胺導電纖維包括聚酰胺導電長絲、短纖維、POY、FDY、DTY、BCF、BSY聚酰胺導電纖維。
全文摘要
一種聚酰胺導電纖維的制造方法，它采用如下步驟A)取四針狀氧化鋅晶須和導電性鈦酸鉀晶須病混合均勻后，在真空爐中焙燒；冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，然后常壓等離子處理；再用含硬脂酸鈣分散液的去離子水中超聲波分散、清洗，取溶液上層懸浮晶須經150目過濾，取改性晶須混合液，并重復操作直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)取步驟A)得到的改性晶須混合物，與摻銻氧化錫導電粉、超導超導電炭黑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、聚乙烯蠟，在混合機攪拌后得到改性晶須導電共混物；C)將步驟B)得到的改性晶須導電共混物在微量六偏磷酸鈉存在的條件下與聚酰胺粉體、PE-g-MAH相熔劑、1010抗氧劑共混、熔融制成導電聚酰胺切片；D)將步驟C)得到的導電聚酰胺與常規聚酰胺，經復合紡絲技術制成皮芯型聚酰胺導電纖維。
文檔編號D01F8/12GK103046159SQ201210488919
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者凌榮根, 孫福, 汪進前, 齊慶瑩, 楊美娟 申請人:浙江理工大學