[發明專利]一種導電母粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201010171713.6
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101870802A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 周煥民
• 申請（專利權）人: 周煥民
• 主分類號: C08L67/00
• 分類號: C08L67/00;C08L77/00;C08K9/04;C08K3/04;C08K7/00;D01F1/09;D01F6/90;D01F6/92
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所 32219
• 代理人: 曹征貴

技術領域：

本發明涉及一種用于復合紡絲技術生產導電纖維的導電母粒及其制備方法。

背景技術：

大多數化學纖維如滌綸、尼龍等都有較高的體積電阻，在生產和使用過程中易因摩擦和感應產生較高電壓的靜電，對電子設備、信息系統甚至人體造成很大的危害。纖維的抗靜電技術已成為電子信息、石油化工、紡織工業、宇航等領域保證安全生產和產品質量的重要應用技術，也是人們健康和舒適生活的保障之一。對此，許多國家對工作服作出了嚴格的抗靜電規定。因此發展導電纖維的生產是產業升級的重要方面。

合成纖維的抗靜電技術經歷了如下三個發展階段：一是采用處理、共混，共聚合和接枝改性制備抗靜電纖維；二是采用金屬纖維和導電成分表面涂覆生產導電纖維；三是復合導電纖維的生產，主要是采用復合紡絲技術生產的導電纖維。目前使用量最大的是成纖聚合物和導電碳黑進行復合紡絲生產的導電纖維。

為了達到良好的導電性，導電母粒中的導電碳黑含量必須在20％以上，才能形成有效的導電網絡。導電成分含量高又影響了母粒的流變性能，在和成纖聚合物進行復合紡絲生產導電纖維時，可紡性變差，易斷頭、飄絲，影響正常的紡絲生產。

一般來說，導電成分含量越高則可紡性越差。

碳納米管是空心管狀纖維結構，其直徑為幾納米到幾十納米，而長度為幾微米到幾毫米。它的比表面積和長徑比都很大，它有很好的導電性，但分散不好則會發生嚴重的團聚和相互纏結而影響其導電性的發揮。它的長徑比越大，則分散越困難，選擇合適的長徑比有利于碳納米管的有效分散。

中國專利ZL2004100337773.6描述了一種含碳納米管的導電纖維及其制備方法，利用碳納米管的高導電性，降低了導電成分的含量，從而提高了母粒的紡絲性能。但是，該專利中要使用“特殊的偶聯劑增強碳納米管和聚酯之間的相互作用”，難以實現規模化生產；碳納米管的高價格也限制了該專利的應用。

目前碳納米管常用的分散方法是在有機溶劑中利用表面活性劑的增溶和分散作用將其分散(劉宗建，廣東工業大學學報，2009，26(2)：43-45)，這種分散方法不適于化學纖維熔融紡絲工藝。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種含有復合導電成分的高性能導電母粒。

本發明的另一個目的在于提供一種含有復合導電成分的高性能導電母粒的生產方法。進一步的是提供了一種碳納米管有效的固相分散方法，本發明是通過如下技術方案實現的：

一種導電母粒及其制備方法，導電母粒由成纖高聚物如滌綸切片、尼龍切片、導電成分、偶聯劑及分散劑如蒙旦蠟、聚乙烯蠟、OP蠟、鋁酸酯至少一種輔料所組成，其特征在于：該導電母粒所含的導電成分由導電碳黑和碳納米管分散混合而成，其比例為導電碳黑：碳納米管為1∶20-1∶1，所選擇的碳納米管的長徑比小于300。

所述導電母粒的生產方法按如下步驟進行：

a.將導電碳黑和碳納米管進行干燥；

b.在高速混合機中對導電碳粉用偶聯劑處理，偶聯劑用量為總導電成分的1-6％(W/W)，處理溫度70-130℃；

c.加入干燥的碳納米管，繼續高速混合處理；

d.加入成纖高聚物、分散劑、增塑劑等輔劑進行高速混合均勻；

e.將上述混合物加入雙螺桿擠出機中，擠出溫度為230-270℃，經擠出拉條切粒得到導電母粒。

本發明具有如下優點：

1.利用導電碳黑在偶聯劑的作用下對碳納米管進行分散，實現了固相分散的目的；

2.在發揮有效導電性的前提下降低了產品生產成本。

導電碳黑和碳納米管單獨使用和復合使用所生產的導電母粒的性能比較：