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1、(10)申请公布号 CN 103046159 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103046159 A *CN103046159A* (21)申请号 201210488919.0 (22)申请日 2012.11.26 D01F 8/12(2006.01) D01F 1/09(2006.01) D01D 5/34(2006.01) (71)申请人 浙江理工大学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 2 号大街 5 号 (72)发明人 凌荣根 孙福 汪进前 齐庆莹 杨美娟 (74)专利代理机构 杭州九洲专利事务所有限公 司 33101 代理人 翁霁明 (54) 发明名称 。
2、一种聚酰胺导电纤维的制造方法 (57) 摘要 一种聚酰胺导电纤维的制造方法， 它采用如 下步骤 ： A） 取四针状氧化锌晶须和导电性钛酸钾 晶须病混合均匀后， 在真空炉中焙烧 ； 冷却后用 六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散， 然后常压等 离子处理 ； 再用含硬脂酸钙分散液的去离子水中 超声波分散、 清洗， 取溶液上层悬浮晶须经 150 目 过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操作直至滤清 ； 滤清后在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； B） 取步骤 A） 得到的改性晶须混合物， 与掺锑氧化 锡导电粉、 超导超导电炭黑、 钛酸酯偶联剂、 铝酸 酯偶联剂、 聚乙烯蜡， 在混合机搅拌后得到改性晶 须。
3、导电共混物 ； C） 将步骤 B） 得到的改性晶须导电 共混物在微量六偏磷酸钠存在的条件下与聚酰胺 粉体、 PE-g-MAH 相熔剂、 1010 抗氧剂共混、 熔融制 成导电聚酰胺切片 ； D） 将步骤 C） 得到的导电聚酰 胺与常规聚酰胺， 经复合纺丝技术制成皮芯型聚 酰胺导电纤维。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1 页 2 1. 一种聚酰胺导电纤维的制造方法， 其特征在于该制造方法采用如下步骤 ： A） 按质量份数取 12-18 份表征参数直径为 0.2-1um。
4、、 长度为 5-15um 的四针状氧化锌晶 须， 3-8 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述材料混 合均匀后， 在 300-400真空炉中焙烧 4-6h， 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散， 然后常压等离子处理 10-20min， 再用 60-70含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分 散、 清洗25-35min， 取溶液上层悬浮晶须经150目过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操作3-5 次直至滤清， 滤清后在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； B） 按质量份数取步骤 A） 得到的改性晶须混合物 4-8 份， 与掺锑氧化锡导电粉。
5、 3-5 份、 超导超导电炭黑 6-10 份、 钛酸酯偶联剂 0.1-0.2 份、 铝酸酯偶联剂 0.1-0.2 份、 聚乙烯蜡 1.5-2.0份， 在60-70条件下混合机250-400转/min密闭搅拌反应45-60min， 得到改性晶 须导电共混物 ； C） 将步骤 B） 得到的质量份数为 20-35 份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸钠存 在的条件下与 80-65 份聚酰胺粉体、 PE-g-MAH 相熔剂 0.5-1.5 份、 1010 抗氧剂 0.2-0.8 份 进行共混、 熔融制成导电聚酰胺切片 ； 或将质量份数为 20-35% 的改性晶须导电共混物， 由 共聚方法合成导电聚酰胺。
6、切片 ； D） 将步骤 C） 得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 25-35 75-65 经 复合纺丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 2. 根据权利要求 1 所述的聚酰胺导电纤维的制造方法， 其特征在于 ： 步骤 A） 中， 按质量份数取 15 份表征参数直径为 0.2-1um、 长度为 5-15um 的四针状氧 化锌晶须， 5 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述 材料混合均匀后， 在 350真空炉中焙烧 5h， 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散， 然后常压等离子处理 15min， 再用 65含硬脂酸钙分散液的去离。
7、子水中超声波分散、 清洗 30min， 取溶液上层悬浮晶须经 150 目过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操作 4 次直至滤清， 滤清后在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； B） 按质量份数取步骤 A） 得到的改性晶须混合物 6 份， 与掺锑氧化锡导电粉 4 份、 超导 超导电炭黑8份、 钛酸酯偶联剂0.15份、 铝酸酯偶联剂0.15份、 聚乙烯蜡1.7份， 在65条 件下混合机 300 转 /min 密闭搅拌反应 50min， 得到改性晶须导电共混物 ； C） 将步骤 B） 得到的质量份数为 30 份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸钠存在的 条件下与 70 份聚酰胺粉体、 PE-g-M。
8、AH 相熔剂 1 份、 1010 抗氧剂 0.5 份进行共混、 熔融制成 导电聚酰胺切片 ； 或将质量份数为 30% 的改性晶须导电共混物， 由共聚方法合成导电聚酰 胺切片 ； D） 将步骤 C） 得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 30 70 经复合纺 丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的聚酰胺导电纤维的制造方法， 其特征在于所述的聚酰胺 导电纤维包括聚酰胺导电长丝、 短纤维、 POY、 FDY、 DTY、 BCF、 BSY 聚酰胺导电纤维。 权 利 要 求 书 CN 103046159 A 2 1/4 页 3 一种聚酰胺导电纤维的制造方法。
9、 技术领域 0001 本发明涉及一种聚酰胺导电纤维的制造方法,所述聚酰胺导电纤维包括ATO导电 粉， 超导电炭黑， 氧化锌晶须 （ZnO） ， 导电性钛酸钾晶须(PTW)等,属于功能纤维制造技术领 域。 背景技术 0002 聚酰胺纤维 （我国称锦纶） ， 其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维， 比棉花 耐磨性高 10 倍， 比羊毛高 20 倍， 在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维， 可大大提高其耐磨 性 ； 当拉伸至 3-6% 时， 弹性回复率可达 100% ； 能经受上万次折挠而不断裂。聚酰胺纤维的 强度比棉花高 1-2 倍、 比羊毛高 4-5 倍， 是粘胶纤维的 3 倍。聚酰胺纤维的耐碱性。
10、特别好， 吸湿性和染色性都比涤纶好。是重要的民用、 产业用纺织纤维。 0003 导电纤维通常是指在标准状态下 (20、 65% 相对湿度 )、 比电阻在 107 cm 以下 的纤维。这类纤维具有良好的导电性和耐久性， 在工业、 民用等领域有着很大的用途。有机 导电纤维是以成纤高分子聚合物为基体， 以被覆或复合方式添加导电物质的导电纤维， 通 过复合纺丝技术使纤维的一部分含有导电物质， 这样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， 成为具有可纺性的功能性纤维。 0004 晶须是以单晶形式生长而成的直径非常小 (0.1 10um)、 原子排列高度有序、 强 度接近完整晶体。
11、的理论值、 有一定长径比 (5 1000) 的纤维材料， 具有高强度、 高模量、 高 硬度、 耐高温、 耐腐蚀等特性。聚酰胺中加入少量晶须， 如氧化锌晶须等， 便能既增强又增 韧， 还可提高导电等其它性能。 0005 在这众多晶须中， 四针状氧化锌晶须 (ZnO) 以其独特的立体四针状结构赋予其突 出的导电性。ZnO 本身是 n 型半导体， 加之四脚针状的晶须三维伸展结构， 将其分散在基体 中时， 邻近各针状部位相互搭接形成导电通路， 使电荷得以传导， 从而赋予材料导电性。用 ZnO晶须添加到具有良好绝缘性能的高分子材料中， 便能获得导电的高分子材料产品。 导电 性钛酸钾晶须 （PTW） 是一。
12、种新型针状的短纤维复合物。由于它的尺寸细小， 结晶完整， 具有 良好的导电等物理机械性能。 0006 以添加导电物质的高分子聚合物为基体制成的导电纤维， 强度都较差， 致使纺丝 和织造都较困难， 生产成本较高 ； 另外由于聚酯 （PET） 导电纤维不耐减， 一旦被碱处理， 导 电材料脱落， 失去导电性。 发明内容 0007 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足， 提供一种强度高、 模量高、 耐碱性好 的聚酰胺导电纤维的制造方法。 0008 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的， 该制造方法采用如下步骤 ： 0009 A） 按质量份数取 12-18 份表征参数直径为 0.2-1um、 长度为。
13、 5-15um 的四针状氧化 锌晶须， 3-8 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述材 说 明 书 CN 103046159 A 3 2/4 页 4 料混合均匀后， 在 300-400真空炉中焙烧 4-6h ； 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌 分散， 然后常压等离子处理 10-20min， 再用 60-70含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声 波分散、 清洗 25-35min， 取溶液上层悬浮晶须经 150 目过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操 作 3-5 次直至滤清 ； 滤清后在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； 0010 B） 。
14、按质量份数取步骤 A） 得到的改性晶须混合物 4-8 份， 与掺锑氧化锡导电粉 3-5 份、 超导超导电炭黑 6-10 份、 钛酸酯偶联剂 0.1-0.2 份、 铝酸酯偶联剂 0.1-0.2 份、 聚乙烯 蜡 1.5-2.0 份， 在 60-70条件下混合机 250-400 转 /min 密闭搅拌反应 45-60min， 得到改 性晶须导电共混物 ； 0011 C） 将步骤 B） 得到的质量份数为 20-35 份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸 钠存在的条件下与80-65份聚酰胺粉体、 PE-g-MAH相熔剂0.5-1.5份、 1010抗氧剂0.2-0.8 份进行共混、 熔融制成导电聚酰胺切。
15、片 ； 或将质量份数为 20-35% 的改性晶须导电共混物， 由共聚方法合成导电聚酰胺切片 ； 0012 D）将步骤 C）得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 25-35 75-65 经复合纺丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 0013 本发明优选的技术方案是 ： 0014 步骤 A） 中， 按质量份数取 15 份表征参数直径为 0.2-1um、 长度为 5-15um 的四针状 氧化锌晶须， 5 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述 材料混合均匀后， 在 350真空炉中焙烧 5h， 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散， 然。
16、后常压等离子处理 15min， 再用 65含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、 清洗 30min， 取溶液上层悬浮晶须经 150 目过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操作 4 次直至滤清， 滤清后在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； 0015 B） 按质量份数取步骤 A） 得到的改性晶须混合物 6 份， 与掺锑氧化锡导电粉 4 份、 超导超导电炭黑 8 份、 钛酸酯偶联剂 0.15 份、 铝酸酯偶联剂 0.15 份、 聚乙烯蜡 1.7 份， 在 65条件下混合机 300 转 /min 密闭搅拌反应 50min， 得到改性晶须导电共混物 ； 0016 C） 将步骤 B） 得到的质量份数为。
17、 30 份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸钠存 在的条件下与 70 份聚酰胺粉体、 PE-g-MAH 相熔剂 1 份、 1010 抗氧剂 0.5 份进行共混、 熔融 制成导电聚酰胺切片 ； 或将质量份数为 30% 的改性晶须导电共混物， 由共聚方法合成导电 聚酰胺切片 ； 0017 D） 将步骤 C） 得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 30 70 经复 合纺丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 0018 本发明所述的聚酰胺导电纤维包括聚酰胺导电长丝、 短纤维、 POY、 FDY、 DTY、 BCF 聚 酰胺导电纤维。 0019 本发明采用在聚酰胺中添加包括 ATO 导电粉， 超。
18、导电炭黑， 氧化锌晶须， 钛酸钾晶 须等既增强又导电的材料， 通过复合纺丝技术使纤维的一部分含有导电物质， 这样使纤维 在具有导电特性的同时， 又兼有强度高、 模量高、 耐碱性好的导电纤维 ； 这类纤维具有良好 的导电性和耐久性， 特别是在低湿度下仍具有良好的耐久的自生性导电性， 因此在工业、 民 用等领域有着很大的用途。 具体实施方式 说 明 书 CN 103046159 A 4 3/4 页 5 0020 下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍 ： 本发明所述的聚酰胺导电纤维的 制造方法， 它采用如下步骤 ： 0021 A） 按质量份数取 12-18 份表征参数直径为 0.2-1um、 长。
19、度为 5-15um 的四针状氧化 锌晶须， 3-8 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述材 料混合均匀后， 在 300-400真空炉中焙烧 4-6h， 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌 分散， 然后常压等离子处理 10-20min， 再用 60-70含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声 波分散、 清洗 25-35min， 取溶液上层悬浮晶须经 150 目过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操 作 3-5 次直至滤清， 滤清后在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； 0022 B） 按质量份数取步骤 A） 得到的改性晶须混合物 4-8 份， 与。
20、掺锑氧化锡导电粉 3-5 份、 超导超导电炭黑 6-10 份、 钛酸酯偶联剂 0.1-0.2 份、 铝酸酯偶联剂 0.1-0.2 份、 聚乙烯 蜡 1.5-2.0 份， 在 60-70条件下混合机 250-400 转 /min 密闭搅拌反应 45-60min， 得到改 性晶须导电共混物 ； 0023 C） 将步骤 B） 得到的质量份数为 20-35 份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸 钠存在的条件下与80-65份聚酰胺粉体、 PE-g-MAH相熔剂0.5-1.5份、 1010抗氧剂0.2-0.8 份进行共混、 熔融制成导电聚酰胺切片 ； 或将质量份数为 20-35% 的改性晶须导电共混物， 。
21、由共聚方法合成导电聚酰胺切片 ； 0024 D）将步骤 C）得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 25-35 75-65 经复合纺丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 0025 实施例 1 ： 本发明所述的聚酰胺导电纤维的制造方法， 它采取如下步骤 ： 0026 A） ， 按质量份数取 15 份表征参数直径为 0.2-1um、 长度为 5-15um 的四针状氧化锌 晶须， 5 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述材料混 合均匀后， 在 350真空炉中焙烧 5h， 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散， 然后常 压等离子处理 1。
22、5min， 再用 65含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、 清洗 30min， 取溶液上层悬浮晶须经 150 目过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操作 4 次直至滤清， 滤清后 在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； 0027 B） 按质量份数取步骤 A） 得到的改性晶须混合物 6 份， 与掺锑氧化锡导电粉 4 份、 超导超导电炭黑 8 份、 钛酸酯偶联剂 0.15 份、 铝酸酯偶联剂 0.15 份、 聚乙烯蜡 1.7 份， 在 65条件下混合机 300 转 /min 密闭搅拌反应 50min， 得到改性晶须导电共混物 ； 0028 C） 将步骤 B） 得到的质量份数为 30 份的改性晶。
23、须导电共混物在微量六偏磷酸钠存 在的条件下与 70 份聚酰胺粉体、 PE-g-MAH 相熔剂 1 份、 1010 抗氧剂 0.5 份进行共混、 熔融 制成导电聚酰胺切片 ； 或将质量份数为 30% 的改性晶须导电共混物， 由共聚方法合成导电 聚酰胺切片 ； 0029 D） 将步骤 C） 得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 30 70 经复 合纺丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 0030 实施例 2 ： 本发明所述的聚酰胺导电纤维的制造方法， 它采取如下步骤 ： 0031 A） 按质量份数取 12 份表征参数直径为 0.2-1um、 长度为 5-15um 的四针状氧化锌 晶须， 。
24、3 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述材料混 合均匀后， 在 300真空炉中焙烧 4h ； 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散， 然后常 压等离子处理 10min， 再用 60含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、 清洗 30min， 说 明 书 CN 103046159 A 5 4/4 页 6 取溶液上层悬浮晶须经 150 目过滤， 取改性晶须混合液， 并重复操作 3 次直至滤清 ； 滤清后 在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； 0032 B） 按质量份数取步骤 A） 得到的改性晶须混合物 4 份， 与掺锑氧化锡 （ATO）。
25、 导电粉 3份、 超导超导电炭黑6份、 钛酸酯偶联剂0.1份、 铝酸酯偶联剂0.1份、 聚乙烯蜡1.5份， 在 60条件下混合机 250 转 /min 密闭搅拌反应 45min， 得到改性晶须导电共混物。 0033 C） 将质量份数为 20 份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸钠存在的条件下与 80 份聚酰胺粉体、 PE-g-MAH 相熔剂 0.5 份、 1010 抗氧剂 0.2 份进行共混、 熔融制成导电聚 酰胺切片 ； 或将质量份数为 20% 的改性晶须导电共混物， 由共聚方法合成导电聚酰胺切片。 0034 D） 将步骤 C） 得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 25 75。
26、 经复 合纺丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 0035 实施例 3 ： 本发明所述的聚酰胺导电纤维的制造方法， 它采取如下步骤 ： 0036 A） 按质量份数取 18 份表征参数直径为 0.2-1um、 长度为 5-15um 的四针状氧化锌 晶须， 8 份表征参数直径为 0.2-0.6um、 长度为 5-12um 的导电性钛酸钾晶须 ； 将上述材料混 合均匀后， 在 400真空炉中焙烧 6h， 冷却后用六偏磷酸钠在无水乙醇中搅拌分散， 然后常 压等离子处理 20min， 再用 70含硬脂酸钙分散液的去离子水中超声波分散、 清洗 35min， 取溶液上层悬浮晶须经 150 目过滤， 取改性晶须混。
27、合液， 并重复操作 3-5 次直至滤清 ； 滤清 后在真空烘箱烘干， 得到改性晶须混合物 ； 0037 B） 按质量份数取步骤A） 得到的改性晶须混合物8份， 与掺锑氧化锡导电粉5份、 超 导超导电炭黑 10 份、 钛酸酯偶联剂 0.2 份、 铝酸酯偶联剂 0.2 份、 聚乙烯蜡 2.0 份， 在 70 条件下混合机 400 转 /min 密闭搅拌反应 60min， 得到改性晶须导电共混物 ； 0038 C） 将步骤 B） 得到的质量份数为 35 份的改性晶须导电共混物在微量六偏磷酸钠存 在的条件下与 65 份聚酰胺粉体、 PE-g-MAH 相熔剂 1.5 份、 1010 抗氧剂 0.8 份进行共混、 熔 融制成导电聚酰胺切片 ； 或将质量份数为 35% 的改性晶须导电共混物， 由共聚方法合成导 电聚酰胺切片 ； 0039 D） 将步骤 C） 得到的导电聚酰胺为皮层与常规聚酰胺， 按皮芯质量比 35 65 经复 合纺丝技术制成皮芯型聚酰胺导电纤维。 0040 本发明所述的实施例并不限于以上所述三个实施例， 通过前述公开的数值范围， 在具体实施例中进行任意替换， 从而可以得到无数个实施例， 对此不一一例举。 说 明 书 CN 103046159 A 6 。