[發明專利]一種含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維的制備方法及其制備的聚合物復合纖維

有效

• 申請號: 201310512060.7
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN104552970B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 喬金樑;陳剛;張曉紅;宋志海;蔡傳倫;戚桂村;王亞;賴金梅;李秉海;張紅彬;王湘;高建明;蔣海斌;何谷;茹越
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B29C69/02
• 分類號: B29C69/02;B29C47/00;B29C55/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

本發明提供一種含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維的制備方法及其所制備的聚合物復合纖維。所述制備方法是將熔點不低于聚合物樹脂熔點或軟化溫度的金屬粉末填充到聚合物樹脂中，當共混物通過擠出機擠出經過擠出機口模時直接進行縱向拉伸，得到含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維；在制備過程中，由于聚合物和金屬之間的作用等因素而使得金屬粉末原位延展形成超細金屬纖維作為分散相分布在聚合物纖維中，從而提高復合纖維的性能。該制備方法具有良好適用性和較低成本。并且可以通過對金屬粉末粒徑、聚合物種類等的調節，使所制得的復合纖維中含有的超細金屬纖維直徑可調，甚至可達納米級，從而使所述復合纖維具有優異性能。

技術領域

本發明涉及了一種聚合物復合纖維的制備方法，進一步講，是涉及一種將金屬粉末與熱塑性聚合物制備的含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維的制備方法以及所制得的聚合物復合纖維。

背景技術

背景技術

相較天然纖維，合成纖維具有價格低廉，密度低和吸濕率低等特性，廣泛應用于日常生產生活的紡織服裝類、編織袋等領域。但是合成纖維的電絕緣性能好，電阻率高，在使用過程中易產生靜電，對工業生產和人民生活都會帶來危害。并且隨著高科技的發展，由于靜電以及靜電吸附塵埃是導致現代電子設備運轉故障、電路短路、信號丟失、誤碼、成品率低的直接原因之一。在石油、化工、精密機械、煤礦、食品、醫藥等行業均對靜電的防護有特殊的要求。因此，開發具有優越電性能的纖維從而減少靜電帶來的危害成為十分迫切的課題。

碳納米管是有碳六元環組成的類似卷曲石墨的納米級管狀結構。由于碳納米管具有優異的電學和力學性能，因此被廣泛用于聚合物基復合材料或復合纖維領域。但是由于納米粒子自身的高表面能導致碳納米管具有嚴重的團聚效應，從而增加了納米粒子的填充量和成本。同時，大量的納米粒子填充給纖維的生產也造成了困難。如何降低碳納米管用量，減少生產困難是亟待解決的問題。

采用復合導電導電填料技術加入第三組分是有效提高纖維導電效率，降低碳納米管含量的有效方法。專利CN102409421A公開了一種制備聚丙烯/納米二 氧化錫/碳納米管復合纖維的制備方法。該技術雖然降低了復合纖維的電阻率，但是加入的第三組分同樣為納米粒子，增加了加工原料的難度，纖維表面粗糙，手感差，力學性能下降，生產中容易斷絲等現象。

近年來，國內外聚合物/低熔點金屬復合材料領域出現新的發展。低熔點金屬以高電導率、易加工等特性作為一個新的導電填料被廣泛應用于聚合物的復合材料領域。專利CN102021671A公開了一種聚合物/低熔點金屬復合導線及其制造方法，同時專利CN102140707A公開了一種皮芯復合電磁屏蔽纖維及其制備方法。上述兩項技術利用皮芯復合技術制備聚合物包覆低熔點金屬導線或纖維的方法。但是該技術中需要特殊的復合紡絲機，且作為纖維的芯層金屬比重加大，雖然保證了纖維較低電阻率，但是需要大量添加金屬，增加了生產成本。

發明內容：

為了能夠以簡便和低成本的方法制備含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維，提出本發明。

本發明的目的在于提供一種含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維的制備方法。

本發明的制備方法是將金屬粉末填充到熱塑性聚合物樹脂中，當共混物通過擠出機擠出，經過擠出機口模時直接進行縱向拉伸，得到含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維；在通過擠出機口模形成復合纖維的拉伸過程中，由于聚合物和金屬之間的作用等因素使得金屬粉末原位延展形成超細金屬纖維。由此所得到的聚合物復合纖維的微觀形態為超細金屬纖維作為分散相沿著復合纖維的軸向均勻分布在復合纖維的聚合物基體中，從而形成含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維。該方法通過將金屬粉末填充到聚合物中，通過擠出機口模直接進行縱向拉伸，一步得到聚合物復合纖維，方法簡單，易于操作。

具體來講，本發明的含有超細金屬纖維的聚合物復合纖維的制備方法為：