[發明專利]基于碳納米管陣列紡絲用導電母粒及制備方法

有效

• 申請號: 201310119194.2
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN103173880A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 周煥民
• 申請（專利權）人: 周煥民
• 主分類號: D01F1/09
• 分類號: D01F1/09;C08J3/22;C08K7/00;C08K3/04;C08L67/02;C08L77/02;C08L23/12
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所 32219
• 代理人: 陸平

技術領域

本發明涉及功能纖維用紡絲母粒的制造技術，尤其涉及一種基于碳納米管陣列紡絲用導電母粒及制備方法。

背景技術

高分子材料通常被認為是絕緣體，用它們制成的化學纖維也是絕緣體，電阻在10¹³Ω以上。當纖維或織成的織物例如在干燥的狀態下產生了靜電時，由于無法逸散導電靜電集聚產生高壓放電，這在我們日常生活中也能時常碰到，如冬季脫衣服時發生的電擊，化纖織物因靜電糾纏人體產生的粘附不適感等，靜電刺激對人體健康也會產生不利影響。由此產生了導電纖維（或防靜電纖維）的概念和相關產品，它們的電阻率小于10¹³Ω.cm，產生的靜電荷會很快通過無火花的電暈放電過程逸散掉。采用加入導電母粒的復合紡絲技術生產的高分子聚合物導電纖維是當今導電纖維的主流品種，主要有滌綸導電纖維，錦綸導電纖維和丙綸導電纖維。這些導電纖維以普通或纖高分子聚合物為基體為一個紡絲組分，以成纖高分子聚合物和導電材料制成的導電母粒為紡絲的另一個組分，采用復合紡絲技術生產導電纖維，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，成為可紡易織造的功能性纖維。紡絲用導電母粒中所用的導電材料主要有導電碳黑、導電金屬氧化物、碳納米管。在這些導電母粒中，為了使紡出的纖維有良好的導電性能，導電碳黑的添加量必須達到25%以上，導電金屬氧化物的添加量在70%以上，由于導電材料添加量大，對紡絲產生了非常不利的影響，生產出來的纖維的物理指標如斷裂強度、纖度不均率等都不如常規纖維。碳納米管是直徑10-80納米，長度在幾分微米到幾十微米的管狀纖維材料，采用碳納米管作為導電材料具有導電性好，添加量少的優點，但碳納米管極易團聚而難以分散，影響導電性能的發揮，對正常紡絲也有非常不利的影響，如果采用通常的分散方法，當碳納米管含量超過1%時就不利于紡絲過程的進行。

發明內容

????本發明的目的是提供一種基于碳納米管陣列紡絲用導電母粒及制備方法，它制備工藝簡單，制備成本低廉，能大幅度提高導電性能，只需添加少量碳納米管，就能達到生產導電纖維的要求。

???本發明是這樣實現的：基于碳納米管陣列紡絲用導電母粒，其特征在于：各主輔原料的組份配比如下：

????????碳納米管陣列????????????????0.5-2份；

????????低熔點高分子聚合物???????????40-60份?；

????????紡絲級高分子聚合物粉碎物????80-120份；

????????偶聯劑???????????????????????0.5-1份；

????????抗氧劑???????????????????????0.2-0.4份；

????????聚乙烯蠟??????????????????????5-10份。

?????本發明所述的低熔點高分子聚合物為：

1）當制備基于碳納米管陣列紡絲用滌綸導電母粒時，采用熔點為100℃-150℃的低熔點滌綸切片；

2）當制備基于碳納米管陣列紡絲用錦綸導電母粒時，采用熔點為100℃-150℃的低熔點尼龍切片；

3）當制備基于碳納米管陣列紡絲用丙綸導電母粒時，采用融熔指數50-100的聚丙烯。

????本發明所述的紡絲級高分子聚合物粉碎物為：

1）當制備基于碳納米管陣列紡絲用滌綸導電母粒時，紡絲級高分子聚合物為聚對苯二甲酸丁二醇酯粉碎物；

2）制備基于碳納米管陣列紡絲用錦綸導電母粒時，紡絲級高分子聚合物為聚酰胺6粉碎物；

3）制備基于碳納米管陣列紡絲用丙綸導電母粒時，紡絲級高分子聚合物為紡絲級聚丙烯粉碎物；

????本發明所述的偶聯劑為鈦酸酯。

????本發明所述的抗氧劑為1010和DLTP以1：1配制。?

????本發明包括以下步驟：

?1）將0.5-2份碳納米管陣列在圓形絲筒上，紡出取向有序的纖維層；

2）將40-60份低熔點高分子聚合物加熱至融熔狀態后，取上述碳納米管纖維0.5-２份取向有序地浸漬于融熔的低熔點高分子聚合物中并冷卻，得到固體物料；

3）上述固體物料經粗粉碎至20目，再以液氮作為致冷介質，在溫度低于零下40℃的環境中進行氣流粉碎至微末級的粉狀顆粒；