导电纤维的制备方法 本发明涉及一种导电纤维的制备方法,特别是一种通过煮染法来制备导电纤维的方法,它适用于所有的各类纤维。
普通纤维是电的绝缘体,在日常使用中,往往由于产生静电而带来一系列问题,故需要对纤维进行抗静电处理;而导电纤维却赋予纤维抗静电性能。现有技术中,导电纤维的制备方法有很多种,较为常用的是利用铜盐与还原剂反应的后处理法,但同时需外加其它添加剂,所以说,目前,导电纤维的制备方法往往只对一种纤维或仅有的几种纤维适用,而对其它纤维并不适用。日本专利J P 63256655公开了一种名称为《导电纤维的合成》的导电纤维的制备方法,其制备流程如图1所示,该法首先将纤维1份、五水硫酸铜(CuSO4.5H2O)1份、硫代硫酸钠(Na2S2O3.5H2O)0.8份、溶胀剂0.01份及洒石酸钾钠4份混合,然后在浴比1∶10的比例下加热至30℃,再在每分钟加热10℃的条件下加热至70℃,最后保温20分钟即制成导电纤维,尽管该制备方法较为简单,但在实际使用中还是存在如下缺点:1)适用的纤维品种有限,不能适用所有的各类纤维;2)需要加入还原剂洒石酸钾钠,否则无法生成导电纤维;3)需要根据不同品种的纤维,添加纤维溶胀剂,制备较为复杂;4)原料相对纤维的用量比例偏高,且纤维不能完全吸收原料,造成原料的浪费;5)处理后的残液成份复杂,要达到排放要求其后处理相对复杂;6)纤维的导电性能不是太好。
本发明的目的是克服现有技术中所存在地上述不足,而提供一种采用二价铜盐与含硫还原剂反应的后处理方法、但不外加其它添加剂、且操作简便、能对所有各类纤维都适用的导电纤维的制备方法。
本发明所提出的目的可以通过以下技术方案来实现:将二价铜盐及含硫还原剂分别加水配成一定比例的溶液,再分别加热,然后混合,再继续加热,然后将纤维侵入上述溶液中保温煮染一定时间,即制成导电纤维。
本发明的二价铜盐及含硫还原剂可以一次加成,也可以分批补加二价铜盐和/或含硫还原剂。
本发明所说的二价铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜或是它们的混合物。
本发明所说的含硫还原剂为单质硫、硫代硫酸钠或硫化铜或是其中两种的混合物。
本发明的纤维可以在所说的溶液中一次煮染,也可用冷水洗净后,再反复煮染。
附图说明如下:
图1为现有技术中导电纤维制备方法的方框示意图。
图2为本发明实施例的方框示意图。
下面本发明将结合附图、并通过实施例来进一步详述。
参见图2,本发明实施例中二价铜盐以五水硫酸铜(CuSO4.5H2O)为例,含硫还原剂以硫代硫酸钠(Na2S2O3.5H2O)为例。先将五水硫酸铜0.5份加水配成10%的溶液,并将硫代硫酸钠1份加水配成10%的溶液,再分别加热至95℃,然后将它们混合,再继续加热至100℃,此时,将纤维3份加入1∶10浴比的上述溶液中,在常压下煮染20分钟,即成浅色纤维,然后补加0.1份五水硫酸铜,在保温5分钟后即制成导电纤维。此时纤维已着色,并具导电性,而留下的溶液几乎为无色透明液体,纤维的比电阻可达10-2欧姆.厘米。本发明的导电纤维整个制备过程可在一般的染缸中、不需加压即可进行。
为更清楚、全面地叙述本发明的制备方法,本发明还附有以下十四条说明。
1、本发明适用的是各类纤维,包括天然纤维、合成纤维,首选是有极性基团的各类纤维,如锦纶、睛纶、涤纶、人造丝、棉纤维,最好选棉纤维、锦纶、睛纶纤维,它们可以是织物形式,也可以是长丝或短纤。
2、本发明所说的二价铜盐仅为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜,或者是它们的混合物,最好选择氯化铜或硫酸铜或者是它们的混合物。
3、本发明所说的含硫还原剂仅为单质硫、硫代硫酸钠或硫化钠,或者是其中两种的混合物。
4、二价铜盐与含硫还原剂的当量比例范围可以为20∶1-1∶20,比较适合的比例范围是5∶1-1∶5,最佳比例为2∶1-1∶2。
5、二价铜盐与含硫还原剂溶液浓度分别可以为1%-50%,比较合适的范围是5%-30%,最佳范围是15%-25%。
6、纤维与二价铜盐的重量比可以为1∶50,比较合适的范围是1∶20,最佳比例为1∶3。
7、纤维煮染的时间可以为5-60分钟,最佳时间为10-30分钟。
8、纤维煮染的温度可以为80-100℃,最佳温度为95-100℃。
9、整个制备过程中,溶液的PH值可以为3-9,最佳PH值为5-8,对于纤维素类纤维,最佳PH值为7-8。
10、纤维的处理方法可以一次煮染,也可以处理后,用冷水洗净,再第二次、第三次反复煮染。
11、二价铜盐和含硫还原剂可以一次加完,也可以分别补加二价铜盐和/或含硫还原剂。
12、补加二价铜盐和/或含硫还原剂时,每次的加入量应视纤维的重量而定,比较合适的加入量是纤维重量的10倍,最佳加入量为纤维重量的3倍;实践操作中,睛纶一般可不补加,其它纤维一般要补加。
1 3、补加二价铜盐和/或含硫还原剂时的时间间隔可以为5-20分钟,最佳时间间隔为5-10分钟。
14、纤维的颜色从浅绿色至墨绿色、直至黑色,纤维的颜色越深,导电性能越好。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:1,适用范围广:可以适用于所有的各类纤维,包括合成纤维和天然纤维;2,只需两种原料即能制成导电纤维,不需外加其它添加剂,故本法用料省,成本低;3,纤维能完全吸附生成的有色物质,使剩下的溶液为无色透明液体,由此也使得残液的处理较简单,其排放能达到环保要求;4,所制成的导电纤维的导电性能较好。