一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆及其制备方法技术

一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，包括以下质量百分比的组分：导电炭黑2～20%，保湿剂5～15%，防霉杀菌剂0.1～0.3%，阴离子分散剂与导电炭黑的质量比为（0.5～3）：1，余量为去离子水。本发明专利技术选择导电炭黑及阴离子分散剂，采用优选的配方，经过珠磨工艺制得粒径小、分布窄，导电性能优异，储存稳定性高，且安全环保的导电黑色水性色浆；该色浆制作工艺简单，成本低，且与粘胶原液相容性好，纺丝过程中无喷丝头堵塞现象，色丝色差小，色牢度优异，纤维电阻小，防静电或导电性能优异，具有很好的商品性能。

【技术实现步骤摘要】
一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆及其制备方法
本专利技术属于精细化工
，具体涉及一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆及其制备方法。
技术介绍
粘胶纤维属纤维素纤维，它是以天然纤维（木纤维、棉短绒）为原料，经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素黄原酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。粘胶纤维可在自然界中完全降解，环保性能高，吸湿性能与棉相近，回潮率符合人体皮肤的生理要求，同时具有手感柔软、光泽好、吸湿透气性良好、染色性能好等特性，广泛应用于服装、家纺、非织造布等都领域。普通纤维（如棉纶、涤纶、腈纶等）及其制品是电绝缘体，比电阻在108～1014，容易产生静电，对所应用的生产领域及人们的生活带来很多的不便，甚至产生灾害。粘胶纤维比电阻较普通纤维明显要小，可低至107，不易产生静电，更是制作导电纤维良好的纤维原材料。目前导电粘胶纤维的制造方法主要有添加法、化学处理、涂覆法三种，其中化学处理法安全性低、工艺复杂，涂覆法难以确保导电涂料的牢固度和均匀性，而添加法在工艺要求和导电效果上具有明显优势。添加法是在粘胶原液中加入导电炭黑或者金属粉末和金属氧化物，进而纺丝制成导电粘胶纤维，金属粉末和金属氧化物由于粒度普遍较大，而且会与粘胶中的NaOH发生反应，因此一般选择导电碳黑作为导电添加剂，商品化的导电炭黑主要是以凝聚体或聚集体状态存在，颗粒大且不均，直接添加到粘胶原液时，添加量在30%以上，会对纺丝液的流变性以及纤维的力学性能产生较大的影响，使用时通常先制备成水性导电炭黑色浆，即将导电炭黑与水、助剂（如分散剂）混合研磨，制成粒径小、稳定分散的色浆后再加入到粘胶原液使用，不仅需要色浆本身粒径小、分散均匀，更要求色浆与粘胶原液的相容性好、稳定性高，因为一旦色浆在纺丝液中分散不均匀就会发生炭黑颗粒团聚的现象，导致出现堵塞喷丝孔、纺丝前后色差大的问题，并且由于有色纤维单批次产量往往以数百吨级计，对于色浆的长期稳定性具有严格要求。专利CN102532975B公开了一种纳米水性导电炭黑色浆，包括导电炭黑、去离子水和大量功能助剂（偶联剂、分散剂、润湿剂、防沉剂等），通过功能助剂的使用以及对导电炭黑进行改形提高其分散性，并通过研磨细化色浆粒径，提高色浆的储存稳定性，但是该水性色浆应用于水性导电涂料，不能保证与粘胶原液的相容性。因此，如何提出一种适用于粘胶原液的导电黑色水性色浆，成为需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，具有粒径小、分布窄、储存稳定性好的优点；与粘胶原液相容性好，可纺性高；制备的粘胶黑纤具有导电或抗静电的效果，色牢度高。为达到上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，包括以下质量百分比的组分：导电炭黑2～20%保湿剂5～15%防霉杀菌剂0.1～0.3%阴离子分散剂与导电炭黑的质量比为（0.5～3）：1余量为去离子水。优选的，所述阴离子分散剂为烷基萘磺酸钠、萘磺酸盐甲醛缩合物类、木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚羧酸钠、改性聚酯分散剂、苯乙烯磺酸钠-丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。优选的，所述保湿剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇等醇类中的一种或多种。优选的，所述导电炭黑为乙炔黑、科琴黑、SUPERP、导电槽黑、导电炉法炭黑等中的一种或多种。本专利技术的目的之二是提供上述粘胶原液着色用导电黑色水性色浆的制备方法。一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆的制备方法，包括如下步骤：①润湿分散：将阴离子分散剂、保湿剂和去离子水以100～1000rpm搅拌分散，混合均匀，将导电炭黑加入到分散液中以500～1500rpm高速分散，使炭黑充分润湿，得到分散体；②研磨：将分散体送入加有锆珠的珠磨机中研磨0.5～5h，直到分散体粒径小于0.8μm，停止研磨；③调节：边搅拌边添加防霉杀菌剂，搅拌转速200～800rpm，同时添加pH调节剂调pH至弱碱性，得到导电黑色水性色浆。优选的，步骤③pH调节具体范围为7.0～9.0。优选的，所述pH调节剂为三乙胺、二甲基乙胺、硫酸铵、氨水中的一种或多种。本专利技术导电黑色水性色浆包括导电炭黑、阴离子分散剂、保湿剂、防霉杀菌剂和去离子水。以水为溶剂，选择导电炭黑作为导电剂，导电炭黑是所有的导电填料中效果最好，成本最低，最不容易引起产品物理性能变坏的产品；为避免导电炭黑在水相中的凝聚，本专利技术选择阴离子分散剂提高导电炭黑的分散性，选择阴离子分散剂的原因是粘胶原液在制备过程中经碱处理，带羟基，根据相似相容原理，阴离子分散剂与粘胶原液相容性好，因此，阴离子分散剂不仅可以改善色浆中导电炭黑的分散性能，更能确保导电炭黑在粘胶原液中的稳定性；进一步的，添加保湿剂维持炭黑颗粒在阴离子分散剂上的吸附，提高导电炭黑分散的长期稳定性；此外，本专利技术导电黑色水性色浆还添加了pH调节剂将色浆调至弱碱性，由于粘胶原液在制备过程中经碱处理，色浆与粘胶原液混合纺丝后经酸浴凝固，将色浆pH调节至弱碱性，与纺丝原液均呈碱性，避免中和反应发生，凝固浴为酸性，强碱性会过度消耗酸浴，因此调为弱碱性；防霉杀菌剂使色浆具备抗菌作用。为提高导电能力，本专利技术通过珠磨将炭黑颗粒粒径细化至0.8μm以下，具体的，首先将阴离子分散剂、保湿剂和去离子水混合分散，再加入导电炭黑高速分散，然后锆珠研磨，最后加防霉杀菌剂和pH调节剂搅拌混匀；该工艺过程包括研磨和三次混匀，确保了各成分的均匀分散，导电炭黑粒径小，分布窄，使得网状链堆积紧密，在水相中形成稳定的链式导电结构，色浆中至多20%的导电炭黑添加量即可获得良好的导电性能，对纺丝液的流变性以及纤维的力学性能影响小，制成的导电纤维电阻率小于1×106Ωm。本专利技术的有益效果如下：选择导电炭黑及阴离子分散剂，采用优选的配方，经过珠磨工艺制得粒径小、分布窄，导电性能优异，储存稳定性高，且安全环保的导电黑色水性色浆，无需对导电炭黑进行改性，也不需要大量的助剂，制作工艺简单，成本低。该色浆与粘胶原液相容性好，纺丝过程中无喷丝头堵塞现象，色丝色差小，色牢度优异，纤维电阻小，防静电或导电性能优异，具有很好的商品性能。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术进行进一步的说明。实施例1一种导电黑色水性色浆，制备方法如下：将7.5kg萘磺酸甲醛缩合物、6kg丙二醇、81.3kg去离子水置于珠磨机中，以转速500rpm搅拌分散，使其混合均匀，将5kg导电炉法炭黑加入到分散液中，以转速1000rpm分散，使导电炉法炭黑充分润湿，得到分散体；分散体送入加有锆珠的珠磨机中研磨2h；边搅拌边添加0.2kg防霉杀菌剂，搅拌转速500rpm，同时用三乙胺调节pH至8.0，得到导电黑色水性色浆。实施例2一种导电黑色水性色浆，制备方法如下：将30kg改性聚酯分散剂、10kg丙三醇、49.8kg去离子水置于珠磨机中，以转速800rpm搅拌分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：/n导电炭黑 2～20%/n保湿剂 5～15%/n防霉杀菌剂 0.1～0.3%/n阴离子分散剂与导电炭黑的质量比为（0.5～3）：1/n余量为去离子水。/n

【技术特征摘要】
1.一种粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
导电炭黑2～20%
保湿剂5～15%
防霉杀菌剂0.1～0.3%
阴离子分散剂与导电炭黑的质量比为（0.5～3）：1
余量为去离子水。


2.根据权利要求1所述的粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，其特征在于：所述阴离子分散剂为烷基萘磺酸钠、萘磺酸盐甲醛缩合物类、木质素磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚羧酸钠、改性聚酯分散剂、苯乙烯磺酸钠-丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，其特征在于：所述保湿剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇等醇类中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的粘胶原液着色用导电黑色水性色浆，其特征在于：所述导电炭黑为乙炔黑、科琴黑、SUPERP、导电槽黑、导电炉法炭黑等中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭杰，赵磊，何贵平，刘彦雷，陈思源，
申请(专利权)人：浙江纳美新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33