[发明专利]一种含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维及其制备方法

说明书

本发明提供一种含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维及其制备方法，该含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维包括硅橡胶和二氧化钛改性的旋转卷绕金属丝和天然纤维，制备方法为：将液体硅橡胶加入N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中，加入二氧化钛溶胶，搅拌得到稀释的硅橡胶溶液；将稀释的硅橡胶溶液经静电喷涂于金属纤维表面，得到硅橡胶改性金属纤维；将硅橡胶改性金属纤维经热处理至熔融状态，经前罗拉、中罗拉和后罗拉进行热牵拉卷绕并通入冷冻压缩气体，去除压力，得到旋转卷绕金属丝；将旋转卷绕金属丝与天然纤维混纺，加捻，制备得到含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维。本发明制备的纤维由于具有微观卷绕和宏观卷绕结构，因而具有独特性能。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维及其制备方法。

背景技术

功能结构材料是指具有较高的力学性能、特殊功能的材料，随着时代的飞速发展，集结构功能一体化的材料越来越受到人们的重视。目前构建功能结构材料的方法有通过控制微观组织的形貌和尺度来提高或改变材料的本征特性，通过改变其几何形状使其力学性能得以提高，或者通过将两种或两种以上单一的材料组合获得新的材料。

中国专利CN106939459B公开的防辐射舒适型复合纱线的制作方法，选取圣麻纤维和不锈钢纤维，并对两种纤维进行检验，将圣麻纤维每3-8股加捻形成一根圣麻纤维丝，将不锈钢纤维每2-3股加捻形成一根不锈钢纤维丝，将圣麻纤维丝和不锈钢纤维丝通过并纱装置进行并纱，再进行加捻形成的复合纱，将复合纱每2-5股复捻成单股纱线即为防辐射舒适型复合纱线。该方法通过将圣麻纤维和不锈钢纤维复合在一起，可使纱线具有辐射屏蔽作用、舒适性和光洁美观，能够用于多种环境中。中国专利CN107916480A公开的一种纳米纤维和普通纤维混纺复合纱的制备方法及应用该方法的复合纱制备装置，将普通纤维制成纤维网，将高分子聚合物溶解到溶剂中制成高分子聚合物溶液或将高分子聚合物熔融，然后将聚合物溶液或熔体以一定速率注入到连接有高压电的喷丝装置中，将普通纤维网布置于喷丝装置与单独接地的接收装置之间，使喷丝装置中喷出的在电场力作用下飞向接收装置的纳米纤维被普通纤维网拦截，制备出纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网，然后将纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维网切条，加捻制成具有一定强力，截面成圆形的纳米纤维和普通纤维混纺复合纤维纱。由上述现有技术可知，通过将普通纤维与金属纤维或者纳米纤维复合，借助纺丝和加捻工艺可制备得到集结构功能为一体的复合纤维。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维及其制备方法，本发明将金属纤维表面用硅橡胶和二氧化钛改性处理后，经热牵拉处理，得到具有微观卷绕和宏观卷绕的金属纤维，再将金属纤维与天然纤维混纺后制备得到疏水性、导电性和舒适性俱佳的纤维。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维，所述含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维包括旋转卷绕金属丝和天然纤维，所述旋转卷绕金属丝为硅橡胶和二氧化钛改性的金属纤维。

本发明还提供所述的一种含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)将液体硅橡胶加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，加入二氧化钛溶胶，搅拌均匀，得到稀释的硅橡胶溶液；

(2)将步骤(1)制备的稀释的硅橡胶溶液经静电喷涂于金属纤维表面，得到硅橡胶改性金属纤维；

(3)将步骤(2)制备的硅橡胶改性金属纤维经热处理至熔融状态，经前罗拉、中罗拉和后罗拉进行热牵拉卷绕并通入冷冻压缩气体，去除压力，得到旋转卷绕金属丝；

(4)将步骤(3)制备的旋转卷绕金属丝与天然纤维混纺，加捻，制备得到含有旋转卷绕结构的疏水导电金属纤维。

作为上述技术方案优选，所述步骤(1)中，稀释的硅橡胶溶液的液体硅橡胶的浓度为15-20％，二氧化钛溶胶的含量为5-8wt％。