基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒及制备方法技术

基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒及制备方法，各主辅原料的组份配比如下：碳纳米管阵列?0.5-2份；低熔点高分子聚合物??40-60份；纺丝级高分子聚合物粉碎物80-120份；偶联剂0.5-1份；抗氧剂0.2-0.4份；聚乙烯蜡??5-10份。本发明专利技术制备工艺简单，制备成本低廉，大幅度提高了导电性能，只需添加少量碳纳米管，就能达到生产导电纤维的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能纤维用纺丝母粒的制造技术，尤其涉及一种。
技术介绍
高分子材料通常被认为是绝缘体，用它们制成的化学纤维也是绝缘体，电阻在IO13Q以上。当纤维或织成的织物例如在干燥的状态下产生了静电时，由于无法逸散导电静电集聚产生高压放电，这在我们日常生活中也能时常碰到，如冬季脱衣服时发生的电击，化纤织物因静电纠缠人体产生的粘附不适感等，静电刺激对人体健康也会产生不利影响。由此产生了导电纤维(或防静电纤维)的概念和相关产品，它们的电阻率小于1013Q.cm，产生的静电荷会很快通过无火花的电晕放电过程逸散掉。采用加入导电母粒的复合纺丝技术生产的高分子聚合物导电纤维是当今导电纤维的主流品种，主要有涤纶导电纤维，锦纶导电纤维和丙纶导电纤维。这些导电纤维以普通或纤高分子聚合物为基体为一个纺丝组分，以成纤高分子聚合物和导电材料制成的导电母粒为纺丝的另一个组分，采用复合纺丝技术生产导电纤维，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，成为可纺易织造的功能性纤维。纺丝用导电母粒中所用的导电材料主要有导电碳黑、导电金属氧化物、碳纳米管。在这些导电母粒中，为了使纺出的纤维有良好的导电性能，导电碳黑的添加量必须达到25%以上，导电金属氧化物的添加量在70%以上，由于导电材料添加量大,对纺丝产生了非常不利的影响，生产出来的纤维的物理指标如断裂强度、纤度不均率等都不如常规纤维。碳纳米管是直径10-80纳米，长度在几分微米到几十微米的管状纤维材料，采用碳纳米管作为导电材料具有导电性好，添加量少的优点，但碳纳米管极易团聚而难以分散，影响导电性能 的发挥，对正常纺丝也有非常不利的影响，如果采用通常的分散方法，当碳纳米管含量超过1%时就不利于纺丝过程的进行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，它制备工艺简单，制备成本低廉，能大幅度提高导电性能，只需添加少量碳纳米管，就能达到生产导电纤维的要求。本专利技术是这样实现的:基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒，其特征在于:各主辅原料的组份配比如下: 碳纳米管阵列0.5-2份； 低熔点高分子聚合物40-60份； 纺丝级高分子聚合物粉碎物 80-120份； 偶联剂0.5-1份；抗氧剂0.2-0.4份； 聚乙烯蜡5-10份。本专利技术所述的低熔点高分子聚合物为: 1)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用涤纶导电母粒时，采用熔点为100°C-150°c的低熔点涤纶切片； 2)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用锦纶导电母粒时，采用熔点为100°C_150°C的低熔点尼龙切片； 3)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用丙纶导电母粒时，采用融熔指数50-100的聚丙烯。本专利技术所述的纺丝级高分子聚合物粉碎物为: 1)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用涤纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为聚对苯二甲酸丁 二醇酯粉碎物； 2)制备基于碳纳米管阵列纺丝用锦纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为聚酰胺6粉碎物； 3)制备基于碳纳米管阵列纺丝用丙纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为纺丝级聚丙烯粉碎物； 本专利技术所述的偶联剂为钛酸酯。本专利技术所述的抗氧剂为1010和DLTP以1:1配制。本专利技术包括以下步骤: I)将0.5-2份碳纳米管阵列在圆形丝筒上，纺出取向有序的纤维层； 2)将40-60份低熔点高分子聚合物加热至融熔状态后，取上述碳纳米管纤维0.5- 2份取向有序地浸溃于融熔的低熔点高分子聚合物中并冷却，得到固体物料； 3)上述固体物料经粗粉碎至20目，再以液氮作为致冷介质，在温度低于零下40°C的环境中进行气流粉碎至微末级的粉状颗粒； 4)将上述微末级粉状颗粒、纺丝级高分子聚合物的粉碎物80-120份和0.5-1份钛酸酯偶联剂、0.2-0.4份抗氧剂和5-10份聚乙烯酯蜡加热至70°C—90°C，用高速混合机混合后，通过螺杆挤出机挤出，水冷，切粒得到基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒。本专利技术制备工艺简单，制备成本低廉，大幅度提高了导电性能，只需添加少量碳纳米管，就能达到生产导电纤维的要求。具体实施例方式基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒，其特征在于:各主辅原料的组份配比如下:碳纳米管阵列0.5-2份；低熔点高分子聚合物 40-60份；纺丝级高分子聚合物粉碎物80-120份；偶联剂0.5-1份；抗氧剂0.2-0.4份；聚乙烯蜡5_10份；所述的低熔点高分子聚合物为:1)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用涤纶导电母粒时，采用熔点为100°C _150°C的低熔点涤纶切片；2)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用锦纶导电母粒时，采用熔点为100°C _150°C的低熔点尼龙切片；3)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用丙纶导电母粒时，采用融熔指数50-100的聚丙烯。所述的纺丝级高分子聚合物粉碎物为:I)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用涤纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为聚对苯二甲酸丁二醇酯粉碎物； 2)制备基于碳纳米管阵列纺丝用锦纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为聚酰胺6粉碎物；3)制备基于碳纳米管阵列纺丝用丙纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为纺丝级聚丙烯粉碎物；所述的偶联剂为钛酸酯。所述的抗氧剂为1010和DLTP以1:1配制。具体实施时，本专利技术中导电母粒选用的成纤高分子聚合物根据纺丝的导电纤维的品种而不同，选用原则是使用相同类型的成纤高分子聚合作为制造纺丝用导电母粒的原料，如制造涤纶导电纤维时，导电母粒选用的低熔点高分子聚合物为100°C 150°C的低熔点涤纶切片；选用的纺丝级高分子聚合物粉碎物为聚对苯二甲酸丁二醇酯粉碎物。本专利技术采用液氮冷冻使高分子聚合物脆性增加，成功地进行超细粉碎，实现了碳纳米管纤维的剪断和分散。下面以具体实施例作进一步的说明: 实施例1 1)将10克的碳纳米管阵列在圆形丝筒上纺出取向有序的纤维层； 2)将500克熔点为120°C的聚酯切片放在具有加热装置的不锈钢平板上加热至融熔，根据实际融熔面积将上述碳纳米管纤维取向有序地浸溃于融熔的聚酯切片中并冷却，得到固体物料； 3)上述固体物料经粗粉碎至20目，再以液氮作为致冷介质，在温度低于零下40°C的环境中进行气流粉碎至微末级的粉状颗粒； 4)将上述微末级粉状颗粒、聚对苯二甲酸丁二醇酯粉碎物1000克和8克钛酸酯偶联剂、3克抗氧剂和80克聚乙烯蜡加热至80°C，用高速混合机混合后，通过螺杆挤出机挤出，水冷，切粒得到基于碳纳米管阵列纺丝用涤纶导电母粒。所得涤纶导电母粒用万用表测得电阻为120 Ω。实施例2 步骤如下: 1)将10克的碳纳米管阵列在圆形丝筒上，纺出取向有序的纤维层； 2)将500克熔点为120°C的尼龙切片放在具有加热装置的不锈钢平板上加热至融熔，根据实际融熔面积，将上述取向有序的纤维层剪成合适的长度，浸入融熔的尼龙切片中，浸溃完成后，冷却得到固体物料； 3)上述物料先粉碎至20目左右，再在以液氮为致冷介质，在温度低于零下40°C的环境中进行气流粉碎至微末级粉状；产品的颗粒用光学显微镜观察； 4)将上述微末级尼龙复合粉末，聚酰胺6粉碎物1000克，8克钛酸酯偶联剂，3克抗氧剂和80克聚乙烯蜡加热至80°C后，用高速混合机混合后，通过螺杆挤出机挤出，水冷，切粒得到基于碳纳米管阵列纺丝用锦纶导电母粒。所得锦纶导电母粒用万用表测得电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒，其特征在于：各主辅原料的组份配比如下：????????碳纳米管阵列????????????????0.5?2份；????????低熔点高分子聚合物???????????40?60份；????????纺丝级高分子聚合物粉碎物????80?120份；????????偶联剂???????????????????????0.5?1份；????????抗氧剂???????????????????????0.2?0.4份；????????聚乙烯蜡??????????????????????5?10份。

【技术特征摘要】
1.基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒，其特征在于:各主辅原料的组份配比如下: 碳纳米管阵列0.5-2份； 低熔点高分子聚合物40-60份； 纺丝级高分子聚合物粉碎物 80-120份； 偶联剂0.5-1份；抗氧剂0.2-0.4份； 聚乙烯蜡5-10份。2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒，其特征在于:所述的低熔点高分子聚合物为: 1)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用涤纶导电母粒时，采用熔点为100°C_150°C的低熔点涤纶切片； 2)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用锦纶导电母粒时，采用熔点为100°C_150°C的低熔点尼龙切片； 3)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用丙纶导电母粒时，采用融熔指数50-100的聚丙烯。3.根据权利要求1和2所述的基于碳纳米管阵列纺丝用导电母粒，其特征在于:所述的纺丝级高分子聚合物粉碎物为: 1)当制备基于碳纳米管阵列纺丝用涤纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为聚对苯二甲酸丁二醇酯粉碎物； 2)制备基于碳纳米管阵列纺丝用锦纶导电母粒时，纺丝级高分子聚合物为聚酰胺6粉碎物； 3)制备基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周焕民，
申请(专利权)人：周焕民，
类型：发明
国别省市：