一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維的制備方法，包括基體樹脂如聚烯烴和聚酯、導(dǎo)電材料如金屬粉末和金屬陶瓷粉末、其它助劑如交聯(lián)劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑。采用高混機(jī)物理混合均勻，雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，熔體泵和計(jì)量泵增壓擠出成絲，經(jīng)過(guò)初步牽伸、后道牽伸、熱定型、輻照交聯(lián)和纖維整理劑處理后收卷得到產(chǎn)品。本發(fā)明專利技術(shù)采用導(dǎo)電金屬顆粒或?qū)щ娊饘偬沾深w粒作為導(dǎo)電材料，具有耐氧化、電阻率低、導(dǎo)電效果好能優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)電纖維不僅導(dǎo)電效果較好，機(jī)械性能優(yōu)良，耐熱性能、耐彎折性能和耐摩擦性能等均有顯著提高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維，尤其適用在服裝、線纜領(lǐng)域的導(dǎo)電纖維，具體是一種導(dǎo)電效果好，耐熱、耐摩擦、高強(qiáng)度的導(dǎo)電纖維。
技術(shù)介紹
合成纖維在日常使用過(guò)程中極易產(chǎn)生靜電且難以消除，紡織品靜電已經(jīng)成為引發(fā)油品、火工品爆炸、導(dǎo)致微電子器件損傷的主要原因，紡織品的靜電也導(dǎo)致服裝吸附灰塵、影響工作效率、影響身體健康甚至引起重大安全事故。為此，常采用導(dǎo)電纖維來(lái)減少靜電電荷的產(chǎn)生和積累，逸散靜電電荷，克服靜電干擾。同時(shí)，某些導(dǎo)電纖維還可以用來(lái)阻隔或吸收電磁波，對(duì)電子設(shè)備和人體起到防護(hù)作用。在高壓線纜中采用金屬纖維編制層作為高壓屏蔽層有優(yōu)良的屏蔽效果，傳統(tǒng)的金屬纖維有易氧化、耐彎折性能差、不易加工成細(xì)旦纖維且加工成本高。導(dǎo)電纖維根據(jù)材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同可分為：導(dǎo)電成分均一型導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電成分共混型導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電成分包覆型導(dǎo)電纖維和導(dǎo)電成分復(fù)合型導(dǎo)電纖維。中國(guó)專利授權(quán)專利號(hào)為ZL201110074107.7（一種服裝用導(dǎo)電纖維），專利技術(shù)專利公開了一種導(dǎo)電纖維及其制備方法，所述導(dǎo)電纖維由聚酯、導(dǎo)電碳黑、光屏蔽劑、偶聯(lián)劑和分散劑無(wú)組分組成。雖然該專利技術(shù)具有一定的導(dǎo)電效果，能夠用于抗靜電類服裝的制作，但其導(dǎo)電炭黑的含量較低，導(dǎo)電效果不強(qiáng)，纖維電阻率較高，且聚酯纖維易吸潮導(dǎo)致導(dǎo)電性能下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為了解決炭黑做為導(dǎo)電材料的導(dǎo)電纖維導(dǎo)電性能弱、電阻率高等缺點(diǎn)；金屬導(dǎo)電纖維易氧化、耐彎折能力差、不易加工和加工成本高等缺點(diǎn)，提出了一種以高分子材料為基體樹脂，金屬粉末或?qū)щ娊饘偬沾煞勰閷?dǎo)電材料，經(jīng)過(guò)高溫熔融共混擠出制備出導(dǎo)電纖維，并將纖維經(jīng)過(guò)牽伸后利用輻照交聯(lián)技術(shù)提高纖維的機(jī)械性能、耐熱性能和耐彎折性能，具體流程附圖1。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)的具體實(shí)施方法如下：一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法，其特征在于，以高分子材料為基體樹脂，金屬粉末或?qū)щ娊饘偬沾煞勰閷?dǎo)電材料，經(jīng)過(guò)高溫熔融共混擠出制備出導(dǎo)電纖維，并將纖維經(jīng)過(guò)牽伸后利用輻照交聯(lián)技術(shù)提高纖維的機(jī)械性能、耐熱性能和耐彎折性能。所述的基體樹脂選擇為聚烯烴如聚乙烯，具體包括但不限于高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯；乙烯共聚物，具體包括但不限于乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物；其他包括但不限于聚丙烯。所述的基體樹脂選擇為聚酯樹脂，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。所述的導(dǎo)電粉末包括金屬粉末包括但不限于鐵粉、鎳粉、鎢粉、銅粉、鋁粉，顆粒尺寸小于1.5μm；導(dǎo)電金屬陶瓷粉末包括但不限于金屬碳化物及金屬氮化鎢，具體如碳化鎢、碳化鈦、氮化鎢、碳化鈦和碳化鈮，顆粒尺寸小于1.5μm。其它助劑包括交聯(lián)劑，如TAIC,TAC,TMPTA,TMPTMA；抗氧劑，如1010、MA、168、1076；偶聯(lián)劑，包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸鹽偶聯(lián)劑。所述的輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的原材料配比如下：基體樹脂體積百分比60%-90%；導(dǎo)電顆粒的體積百分比為5%-35%；交聯(lián)劑體積百分比0.5%-1%；抗氧劑體積百分比1%-3%；偶聯(lián)劑體積百分比0.5%-1%。所述的輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的共混擠出工藝如下：高混機(jī)共混工藝：1200-1600r/min，60s-180s，溫度低于90℃；雙螺桿共混擠出工藝：溫度-高于材料熔點(diǎn)20-50℃，轉(zhuǎn)速120-300r/min，螺桿長(zhǎng)徑比36-44；熔體泵及計(jì)量泵工藝：熔體泵轉(zhuǎn)速5-50r/min；計(jì)量泵轉(zhuǎn)速2.5-25r/min；初生絲牽伸倍數(shù)：10-50倍。所述的的輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的后牽伸工藝如下：一道牽伸工藝：牽伸溫度50-90℃，牽伸倍率2-5倍；二道牽伸工藝：牽伸溫度120-160℃，牽伸倍率1.25-3倍；定型工藝：溫度120-200℃。所述的輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的輻照交聯(lián)工藝，采用電子加速器進(jìn)行輻照，輻照劑量5-15Mrad。采用纖維整理劑進(jìn)行纖維表面處理。本專利技術(shù)采用導(dǎo)電金屬顆粒或?qū)щ娊饘偬沾深w粒作為導(dǎo)電材料，具有耐氧化、電阻率低、導(dǎo)電效果好能優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)電纖維不僅導(dǎo)電效果較好，機(jī)械性能優(yōu)良，耐熱性能、耐彎折性能和耐摩擦性能等均有顯著提高。創(chuàng)新點(diǎn)：采用導(dǎo)電金屬顆粒或?qū)щ娊饘偬沾深w粒作為導(dǎo)電材料，具有耐氧化、電阻率低、導(dǎo)電效果好能優(yōu)點(diǎn)。采用輻照交聯(lián)技術(shù)可以顯著提高纖維的抗拉強(qiáng)度、耐熱新能、耐摩擦性能。附圖說(shuō)明圖1為輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維制備流程圖。具體實(shí)施方式以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下的實(shí)施例是對(duì)本專利技術(shù)的進(jìn)一步說(shuō)明，而不限制本專利技術(shù)的范圍。實(shí)施例1基體樹脂選用高密度聚乙烯（HDPE），導(dǎo)電材料選用鎳粉（Ni），材料配比(體積比)為HDPE-65%，Ni-30%，TAIC-1%，抗氧劑-3%，偶聯(lián)劑1%，經(jīng)過(guò)高混機(jī)高速混合（1500r/min，120s），用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混（160-200℃，150r/min，長(zhǎng)徑比40），經(jīng)過(guò)熔體泵（7.5r/min）和計(jì)量泵（5r/min）擠出牽伸（25倍）得到初生纖維，經(jīng)過(guò)后道牽伸（一道牽伸50℃-3倍，二道牽伸120℃-1.3倍）和熱定型（125℃）后得到纖維長(zhǎng)絲，經(jīng)過(guò)電子束輻照交聯(lián)（劑量10Mrad）后經(jīng)纖維整理劑處理后收卷。性能如下表所示：實(shí)施例2基體樹脂選用乙烯-四氟乙烯（ETFE），導(dǎo)電材料選用碳化鎢（WC），材料配比(體積比)為ETFE-75%，WC-20%，TAIC-1%，抗氧劑-3%，偶聯(lián)劑1%，經(jīng)過(guò)高混機(jī)高速混合（1500r/min，120s），用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混（240-300℃，125r/min，長(zhǎng)徑比40），經(jīng)過(guò)熔體泵（6r/min）和計(jì)量泵（4r/min）擠出牽伸（25倍）得到初生纖維，經(jīng)過(guò)后道牽伸（一道牽伸90℃-3倍，二道牽伸160℃-1.3倍）和熱定型（200℃）后得到纖維長(zhǎng)絲，經(jīng)過(guò)電子束輻照交聯(lián)（劑量15Mrad）后經(jīng)纖維整理劑處理后收卷。性能如下表所示：實(shí)施例3基體樹脂選用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），導(dǎo)電材料選用碳化鈦（TiC），材料配比(體積比)為PET-70%，TiC-25%，TAIC-1%，抗氧劑-3%，偶聯(lián)劑-1%，經(jīng)過(guò)高混機(jī)高速混合（1500r/min，120s），用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混（220-280℃，125r/min，長(zhǎng)徑比40），經(jīng)過(guò)熔體泵（6r/min）和計(jì)量泵（4r/min）擠出牽本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法，其特征在于，以高分子材料為基體樹脂，金屬粉末或?qū)щ娊饘偬沾煞勰閷?dǎo)電材料，經(jīng)過(guò)高溫熔融共混擠出制備出導(dǎo)電纖維，并將纖維經(jīng)過(guò)牽伸后利用輻照交聯(lián)技術(shù)提高纖維的機(jī)械性能、耐熱性能和耐彎折性能。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法，其特征在于，以高分子材料為基體
樹脂，金屬粉末或?qū)щ娊饘偬沾煞勰閷?dǎo)電材料，經(jīng)過(guò)高溫熔融共混擠出制備出導(dǎo)電纖維，
并將纖維經(jīng)過(guò)牽伸后利用輻照交聯(lián)技術(shù)提高纖維的機(jī)械性能、耐熱性能和耐彎折性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法，其特征在于，所
述的基體樹脂選擇為聚烯烴如聚乙烯，具體包括但不限于高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低
密度聚乙烯；乙烯共聚物，具體包括但不限于乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物；其他包括但不限于聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法，其特征在于，所
述的基體樹脂選擇為聚酯樹脂，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯
二甲酸丁二醇酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法，其特征在于，所
述的導(dǎo)電粉末包括金屬粉末包括但不限于鐵粉、鎳粉、鎢粉、銅粉、鋁粉，顆粒尺寸小于1.5μ
m；導(dǎo)電金屬陶瓷粉末包括但不限于金屬碳化物及金屬氮化鎢，具體如碳化鎢、碳化鈦、氮化
鎢、碳化鈦和碳化鈮，顆粒尺寸小于1.5μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種輻照交聯(lián)高性能導(dǎo)電纖維材料的制備方法，其特征在于，其
它助劑包括交聯(lián)劑，如TAIC,TAC,TMPTA,TMPTMA；抗氧劑，如1010、MA、168、1076；偶聯(lián)劑，
包括硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸鹽偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種輻照交聯(lián)高...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何丹農(nóng)，莊園園，金彩虹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31