浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维及其制备方法，所述导电纤维由导电部分和非导电部分组成，采用复合纺丝工艺制成；其中的导电部分由PTT材料、掺杂型金属氧化物导电剂及助剂组成，非导电部分为PTT材料。制备方法包括：（1）制备PTT导电母粒；（2）将PTT导电母粒与PTT切片分别用螺杆挤出机熔融输送，分配到复合喷丝板的各个喷丝孔，从喷丝孔中射出，经侧吹风冷却、上油、牵伸、卷绕即成。本发明专利技术有益效果是：复合纺制造的导电纤维导电部分集中在纤维的一部分，根据掺杂型金属氧化物在高分子聚合物中导电的渗逾阈值理论，就有最好的导电性能，还保留了PTT纤维高弹、舒适的特点。由于导电剂仅负载在局部，对纤维性能影响不大；由于是浅色的适用范围更广。

Light coloured poly (ethylene terephthalate) conductive fiber and preparation method thereof

The invention relates to a light polytrimethylene terephthalate conductive fiber and its preparation method, the conductive fiber is composed of conductive part and non conductive parts made of composite spinning process; conductive part made of PTT material, doped metal oxide conductive agent and additive, non conductive parts for PTT materials. The preparation method comprises: (1) preparation of PTT conductive masterbatch; (2) the PTT and PTT sections were conductive masterbatch with a screw extruder melt conveying, assigned to each spinneret hole composite spinneret, emitted from the spinneret hole, the cooling air, oiling, drafting and winding is formed. The beneficial effect of the invention is: conductive fiber conductive part of composite spinning manufacturing concentrated in a part of the fiber, the doped metal oxide in the polymer conductive percolation threshold theory, has the highest conductivity, retain PTT fiber high elastic and comfortable. Because the conductive agent is only locally loaded, it has little effect on the fiber properties; due to its light color, it has a wider range of applications.

【技术实现步骤摘要】
浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维及其制备方法
本专利技术涉及一种导电纤维及其制备方法，尤其是一种浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维及其制备方法，属于导电纤维

技术介绍
生物基材料是指利用可再生物质，包括植物来源的碳水化合物、脂肪酸等，通过生物、物理或者化学等手段制造的一类新型材料，具有绿色、环境友好、可再生和生物可降解等特性。生物基材料有着非常广阔的市场应用空间，在塑料业、包装业、制造业和医药行业等领域有着大规模的需求。我国已经将生物基材料作为十三五战略新兴产业来发展，这对于推进经济结构调整、加快转变经济发展方式、实现科学发展，具有重要的现实意义。聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是由对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)缩聚而成的新型聚酯材料，由于1,3-丙二醇(PDO)可由玉米淀粉经微生物发酵生产，因此PTT也是一种新型生物基高分子材料，已成为十三五重点发展的生物基新型材料。PTT纤维具有良好的材料学性能，包括柔软性、弹性回复性、抗折皱性、尺寸稳定性、易染色性和抗污性等，它综合了尼龙的柔软性(比尼龙更好的色牢度)、腈纶的蓬松性(也能避免腈纶易磨损起球的缺点)、涤纶的抗污性(也有较好的手感)、本身固有的弹性好的特点，是有重要发展前景的高分子材料之一。PTT纤维组合了PET聚酯和聚酰胺性质，适用于做纺织品和地毯，因分子中有附加的碳，易于染色，用于服装，比常规聚酯拉伸性更好，柔软性更好；用于地毯，耐磨耐污，因此可逐步替换PET、PA6、PA66，成为21世纪的新型化纤。虽然PTT纤维性能优异，它的体积比电阻、感应电压和放电半衰期均低于PET和PA6，但它仍属于本征不抗静电的材料，对PTT纤维进行抗静电处理仍十分必要。抗静电的方法包括表面处理法、添加抗静电剂(包括表面活性剂型湿度依赖型抗静电剂、掺杂型金属氧化物导静电剂以及碳黑导电剂等)混纺法、添加金属纤维、以及采用复合纺丝工艺生产永久抗静电纤维等。在现有技术制备的PTT防静电纤维中，专利申请CN102220658A公开了一种聚对苯二甲酸丙二醇酯纳米导电纤维，以碳纳米管为模板进行静电纺丝制备PTT纳米导电纤维的方法，这种方法难以规模化生产；CN104862815A公开了一种基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的抗菌防静电纤维，采用湿度依赖型表面活性剂抗静电剂HKD-510和HKD-912制备PTT抗静电纤维的方法，这种方法制得的防静电纤维产品在湿度低时将失去作用；专利申请CN104845238A公开的基于聚对苯二甲酸丙二醇酯的阻燃抗静电母粒及CN104861504A公开的一种抗静电聚对苯二甲酸丙二醇酯的母粒，都是采用和专利申请CN104862815A类似的方法，达不到永久抗静电的效果。而用碳黑作导电剂制备的导电纤维产品，虽然抗静电效果好且为永久抗静电产品，但其色泽深，在纺织品应用上受到限制。以上都说明迫切需要一种浅色的聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维产品。功能性纤维是指能提供舒适性、保健性、安全性等方面特殊功能以及能在特殊条件下应用的纤维材料，集穿着舒适性和功能性于一身，使化学纤维纺织品在视感、触感、手感等方面成为具有高感性的材料，满足了人们日益增加的对个性化、品味化、精致化、舒适性、功能性纺织品的追求。国内外各种功能性纤维纺织品不断问世，也越来越受到消费者的青睐和关注，成为引导市场和提高企业生存能力的重要因素，如抗菌、抗静电、紫外屏蔽、负氧离子等高功能纤维的应用大大增多。化学纤维抗静电特别是永久抗静电是重要的功能性之一，因此本专利技术的浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯永久抗静电纤维具有十分广阔的应用价值和市场前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维及其制备方法，能够达到主抗静电和浅色的效果。按照本专利技术提供的技术方案，所述浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述导电纤维由导电部分和非导电部分复合而成；所述导电部分包括PTT材料、掺杂型金属氧化物导电剂和助剂，非导电部分为PTT材料；所述导电部分占导电纤维总重量的10～40％，导电部分中掺杂型金属氧化物导电剂的含量为30～80wt％；所述助剂的用量以掺杂型金属氧化物导电剂的量计，包括0.5～1wt％偶联剂、2～5％wt分散剂、0.2～0.8wt％抗氧化剂和0.5～2wt％润滑剂。在一个具体实施方式中，所述偶联剂采用铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；所述分散剂采用聚酯蜡分散剂；所述抗氧化剂采用抗氧化剂1010或/和抗氧化剂DLTP；所述润滑剂采用硬酯酸镁或硬酯酸锌。在一个具体实施方式中，所述导电纤维为皮芯型复合结构，导电部分位于皮层或芯层；或者，所述导电纤维中的导电部分呈1-10个叶形分布于非导电部分，导电部分被包裹在非导电部分中，或者，导电部分的局部露出于导电纤维的外表面。在一个具体实施方式中，所述掺杂型金属氧化物导电剂为铝掺杂氧化锌、锡掺杂氧化铟、锑掺杂氧化锡或锑掺杂氧化锡(ATO)包覆纳米二氧化钛。在一个具体实施方式中，所述掺杂型金属氧化物导电剂的粒径为50～800纳米，电阻率为10-2～102Ω·cm。在一个具体实施方式中，所述导电纤维的电阻率为102～107Ω·cm；所述导电纤维的单丝线径为5～100微米。所述浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维的制备方法，其特征是，包括以下步骤：(1)制备PTT导电母粒：将掺杂型金属氧化物导电剂、助剂和PTT聚酯切片进行预捏合，然后经双螺杆熔融共混、挤出、水冷、切粒制得导电剂含量为30～80wt％的白色或灰白色PTT导电母粒；(2)将PTT切片与PTT导电母粒分别用螺杆挤出机熔融输送，经计量泵计量分配到复合型喷丝板的各个喷丝孔，从喷丝孔中射出，最后经侧吹风冷却凝固、牵伸、上油、导丝、卷绕即得到所述的导电纤维。在一个具体实施方式中，所述步骤(1)中预捏合的温度为90℃～150℃，时间为30～120min；双螺杆熔融共混、挤出的温度设定为一区80-100℃，二区为150-200℃，三区到挤出口各区的温度为250-270℃，螺杆的长径比为1:10-1:50。在一个具体实施方式中，所述步骤(2)中螺杆挤出机的温度为230～270℃，箱体温度为270℃。在一个具体实施方式中，所述步骤(2)侧吹风风压为50～500Pa，风速为0.2～1.2m/s，风温为15～20℃，风湿度为65～80％；所述牵伸卷绕速度为2000-5000m/min；所述PTT切片预先经过干燥，含水率控制在30ppm以下，干燥过程为：用流化床预结晶，温度为170℃，干燥塔入口风温为165℃，干燥风流量为180m3/h，露点为-70℃，干燥时间6～8小时；所述PTT导电母粒预先经过干燥，含水率控制在60ppm以下，干燥过程为：采用真空转鼓干燥，干燥温度为120～140℃，真空度小于0.001MPa，干燥时间为10～15小时。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术采用掺杂型金属氧化物导电剂制造的永久抗静电浅色PTT导电纤维，导电效果好，具有永久抗静电的效果，导电剂与纤维融为一体，耐洗效果很好。(2)本专利技术采用复合纺丝技术，使导电剂在纤维中集中分布，大大提高了纤维导电性能，本专利技术产品的电阻率与混合纺丝工艺相比降低102以上；并且本专利技术所述的导电纤维不受空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述导电纤维由导电部分和非导电部分复合而成；所述导电部分包括PTT材料、掺杂型金属氧化物导电剂和助剂，非导电部分为PTT材料；所述导电部分占导电纤维总重量的10～40%，导电部分中掺杂型金属氧化物导电剂的含量为30～80wt%；所述助剂的用量以掺杂型金属氧化物导电剂的量计，包括0.5～1wt%偶联剂、2～5%wt分散剂、0.2～0.8wt%抗氧化剂和0.5～2wt%润滑剂。

【技术特征摘要】
1.一种浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述导电纤维由导电部分和非导电部分复合而成；所述导电部分包括PTT材料、掺杂型金属氧化物导电剂和助剂，非导电部分为PTT材料；所述导电部分占导电纤维总重量的10～40%，导电部分中掺杂型金属氧化物导电剂的含量为30～80wt%；所述助剂的用量以掺杂型金属氧化物导电剂的量计，包括0.5～1wt%偶联剂、2～5%wt分散剂、0.2～0.8wt%抗氧化剂和0.5～2wt%润滑剂。2.如权利要求1所述的浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述偶联剂采用铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂；所述分散剂采用聚酯蜡分散剂；所述抗氧化剂采用抗氧化剂1010或/和抗氧化剂DLTP；所述润滑剂采用硬酯酸镁或硬酯酸锌。3.如权利要求1所述的浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述导电纤维为皮芯型复合结构，导电部分位于皮层或芯层；或者，所述导电纤维中的导电部分嵌设于非导电部分中。4.如权利要求1所述的浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述掺杂型金属氧化物导电剂为铝掺杂氧化锌、锡掺杂氧化铟、锑掺杂氧化锡或锑掺杂氧化锡（ATO）包覆纳米二氧化钛。5.如权利要求1所述的浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述掺杂型金属氧化物导电剂的粒径为50～800纳米，电阻率为10-2～102Ω•cm。6.如权利要求1所述的浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维，其特征是：所述导电纤维的电阻率为102～107Ω•cm；所述导电纤维的单丝线径为5～100微米。7.一种浅色聚对苯二甲酸丙二醇酯导电纤维的制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）制备PT...

【专利技术属性】
技术研发人员：周焕民，
申请(专利权)人：江苏中杰澳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32