[发明专利]一种聚乙烯醇缩醛导电纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇缩醛导电纤维的制造方法，包括纤维级聚乙烯醇（PVA）、ATO导电粉，超导电炭黑，氧化锌晶须（ZnO），导电性钛酸钾晶须(PTW)等导电纤维的制造方法，属于化学纤维制造技术。

背景技术

以聚乙烯醇为原料纺丝制得的纤维，将这种纤维经甲醛处理所得到聚乙烯醇缩甲醛纤维，中国称维纶，国际上称维尼纶。维纶的性质与棉花颇相似，有合成棉花之称，强度和耐磨性优于棉花；维纶长丝又像蚕丝，吸湿性较好，在标准状态下回潮率为4.5～5％，在合成纤维中名列前茅；比重(1.26～1.30)比棉花小，热传导率较低，保暖性较好；耐腐蚀性、不易霉蛀；维纶具有良好的吸湿性、透气性、柔软性，穿着舒适；广泛应用于服装、家纺、非织造布等领域。

导电纤维通常是指在标准状态下(20℃、65%相对湿度)、比电阻在107Ω·cm以下的纤维，这类纤维具有良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下仍具有良好的耐久导电性，因此在工业、民用等领域有着很大的用途。以成纤高分子聚合物为基体，以被覆或复合方式添加导电物质的导电纤维，通过复合纺丝技术使纤维的一部分含有导电物质，这样使纤维在具有导电特性的同时，又兼有普通合成纤维优异的加工性能，成为具有可纺性的功能性纤维。

晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小(0.1～10um)、原子排列高度有序、强度接近完整晶体的理论值、有一定长径比(5～1000)的纤维材料；高分子聚合物中加入少量晶须，如氧化锌晶须、钛酸钾晶须等，便能既增强又增韧，还可提高导电等其它性能。

在众多种类的晶须中，四针状氧化锌晶须(ZnO)以其独特的立体四针状结构赋予其突出的导电性；ZnO本身是n型半导体，加之四脚针状的晶须三维伸展结构，将其分散在基体中时，邻近各针状部位相互搭接形成导电通路，使电荷得以传导，从而赋予材料导电性。导电性钛酸钾晶须（PTW）是一种新型针状的短纤维复合物，由于它的尺寸细小，结晶完整，具有良好的导电等物理机械性能。

多年来科技工作者以聚酯类材料为基体，以添加导电物质方式开发高分子材料导电纤维；但这类导电纤维的导电性、纤维强度都不太好，在使用中受到很大限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种具有良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下仍具有良好的耐久自生性、导电性的聚乙烯醇缩醛导电纤维的制造方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述聚乙烯醇缩醛导电纤维的制造方法，该制造方法采用如下步骤：

A）按质量份数取12-18份表征参数直径为0.2-1um，长度为5-15um的四针状氧化锌晶须；3-8份表征参数直径为0.2-0.6um，长度为5-12um的导电性钛酸钾晶须；将上述材料混合均匀后，在300-400℃真空炉中焙烧4-6h；冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散，在常压等离子处理10-20min；然后用60-70℃含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、清洗25-35min，取溶液上层悬浮晶须经过滤除去16um以上粒子，并重复操作3-5次直至滤清；滤清后在真空烘箱烘干，得到改性晶须混合物；

B）按质量份数取步骤A）得到的改性晶须混合物4-8份，掺锑氧化锡导电粉2-4份，超导电炭黑5-9份，钛酸酯偶联剂0.1-0.2份，铝酸酯偶联剂0.1-0.2份，聚乙烯蜡1.5-2.0份，在60-70℃条件下混合机250-400转/min搅拌45-60min；得到改性晶须导电共混物；

C）将质量份数为30-45份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸钠存在的条件下，加入聚乙烯醇纺丝原液80-120份，在90-95℃温度下中速搅拌45-60min，得到导电聚乙烯醇纺丝原液；

D）将步骤C）得到的导电聚乙烯醇纺丝原液在90-95℃恒温下混合、过滤、脱泡后，按质量比25-35﹕75-65的导电聚乙烯醇纺丝原液与聚乙烯醇纺丝原液，经湿法或干法复合纺丝技术纺丝，缩醛化处理，制成一种以导电聚乙烯醇为皮层的聚乙烯醇缩醛导电纤维。

本发明优选制造方法，包括如下步骤：