[发明专利]一种导电纤维母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能纤维技术，具体为一种导电纤维母粒及其制备方法，国际专利分类号拟为Int.C1.D06M 13/00(2006.01)。

背景技术

合成纤维具有天然纤维所没有的高强度、耐磨等优点，因此被广泛应用于各个领域。但由于合成纤维属于电介质范畴，其电阻很大，导电率很小，因此很容易积累静电。这些积累的静电不仅使纺织品加工难以顺利进行，而且也使其所应用的生产领域和人们的生活带来很多的不便，甚至有生命安全危险。静电放电所造成的频谱干扰危害，是在电子、通信、航空、航天以及其他应用现代电子设备、仪器的场合导致设备运转故障、信号丢失、误码、电子元器件失效、降低电子产品可靠性的直接原因之一。因此静电障害是各行业最为关注的安全问题。降低静电障害的最有效手段是实施静电防护，把静电障害控制在危险水平以下。导电纤维就是消除静电，减少静电障害实施静电防护的主要手段之一。

导电纤维母粒是导电纤维制造方法的一个主要和关键环节。导电纤维母粒的性质决定了导电纤维的性质。根据导电介质的不同，导电纤维母粒主要有两种：

一种是以碳黑为导电介质的导电纤维母粒，即在基体聚合物中加入导电碳黑，进而制成导电纤维母粒。如美国专利US 6942823、US 20050199859、US 20040082729，欧洲专利EP1 612 235 A1和中国专利CN 1737950、CN 1688639，都是以聚酰胺为基体，以导电碳黑为导电成分制得的导电母粒。美国专利US20040238793以聚亚苯基醚和聚酰胺的共聚物为基体，日本专利JP 7011063、JP 7011064和JP 61204228以聚烯烃为基体，国际专利WO 2004/106421 A1介绍的是先将碳黑与一种高聚物树脂制成高浓度的混合物粒料，再将该粒料与另一种树脂混合制得导电母粒。这种母粒的主要缺点是颜色为黑色或灰色，应用领域受到限制。

另一种是以碳纳米管为导电介质的导电纤维母粒，即在基体聚合物中加入碳纳米管，进而制成导电纤维母粒。如美国专利US 2004/0262581介绍的是在聚酰胺中掺入碳纳米管，US 20040211942介绍在某种树脂中加入单壁碳纳米管，US 20050029498介绍的也是在某种聚合物中掺混碳纳米管制得导电母粒。这种母粒的缺点除了颜色太深以外，还有碳纳米管在聚合物纤维中的取向度低、与聚合物之间粘合性能较差、与聚合物的模量差异大，在纤维断裂时，碳纳米管易从纤维中拨出，使导电纤维功能不稳定或失去功能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是提供一种导电纤维母粒及其制备方法。该导电纤维母粒导电性强，强度高，耐久性好，应用范围广，适于采用熔融复合纺丝方法。该导电纤维母粒的制备方法工艺简单，成本低廉，清洁无污染，符合环保要求，便于工业化实施。

本发明解决所述导电纤维母粒技术问题的技术方案是：设计一种导电纤维母粒，其质量百分比配方为：

聚丙烯        75-81％，

纳米导电粉    18～20％，

助剂          1～5％；

所述的纳米导电粉为锑掺杂氧化锡，平均粒径不超过0.1微米，电阻值10Ω·cm；所述的助剂包括占纳米导电粉质量百分比的下列成分：

偶联剂    3～10％；

分散剂    2～5％；

抗氧剂    0.01～0.1％，

所述的偶联剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂或氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂；所述的分散剂为低分子聚乙烯蜡；所述的抗氧剂为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

本发明解决所述导电纤维母粒制备方法技术问题的技术方案是：设计一种导电纤维母粒的制备方法，它采用本发明所述的导电纤维母粒配方和如下工艺：

(1).纳米导电粉改性，将所述纳米导电粉在90-100℃下干燥后，把其放入高速混合机中，分别依次加入所述比例的分散剂低分子聚乙烯蜡2～5％，抗氧剂0.01～0.1％，再加入已用1-3倍的稀释剂石油醚稀释后的偶联剂3～10％，高速搅拌15-30分钟混合均匀后出料；所述高速混合机的浆叶工艺转速为2000～3000rpm；

(2).真空干燥，在95～100℃的温度下，对改性好的纳米导电粉进行真空干燥1.5～2.5小时；