一種含石墨烯紡絲用導(dǎo)電母粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種含石墨締紡絲用導(dǎo)電母粒及其制備方法，屬于導(dǎo)電纖維制備技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 大多數(shù)化學(xué)纖維如聚醋纖維、尼龍等都具有很高的體積電阻，在生產(chǎn)和使用過(guò)程 中易因摩擦和感應(yīng)產(chǎn)生較高電壓的靜電，對(duì)電子設(shè)備、信息系統(tǒng)或者人體造成很大的危害。 纖維的抗靜電技術(shù)已成為電子信息、石油化工、醫(yī)藥、紡織工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域安全生產(chǎn) 和產(chǎn)品質(zhì)量的重要應(yīng)用技術(shù)，也是人們健康和舒適生產(chǎn)的保障之一。發(fā)展導(dǎo)電纖維等抗靜 電技術(shù)是產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)、人們對(duì)美好生活向往的必然要求。
[0003] 合成的抗靜電技術(shù)經(jīng)歷了如下=個(gè)發(fā)展階段：一是采用共混、共聚合或接枝改性 等方法制備抗靜電纖維；二是采用金屬纖維或表面涂覆導(dǎo)電成分的方法；=是復(fù)合導(dǎo)電纖 維的生產(chǎn)，主要是采用復(fù)合紡絲技術(shù)生產(chǎn)的導(dǎo)電纖維，它具有抗靜電效果好，永久抗靜電的 優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的抗靜電技術(shù)。采用復(fù)合紡絲技術(shù)生產(chǎn)有機(jī)導(dǎo)電纖維，首先 要制備導(dǎo)電母粒。導(dǎo)電母粒的制備主要使用導(dǎo)電碳黑作為導(dǎo)電材料，為了達(dá)到一定的導(dǎo)電 要求，導(dǎo)電母粒中的導(dǎo)電碳黑添加量要達(dá)到25%W上，才能形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)電母粒 中加入了高含量的碳黑后，極大地影響了它的流變性能，在合成纖高聚物進(jìn)行復(fù)合紡絲生 產(chǎn)導(dǎo)電纖維時(shí)，可紡性能下降，經(jīng)常出現(xiàn)斷頭、飄絲，影響正常的紡絲生產(chǎn)。一般來(lái)講無(wú)機(jī)導(dǎo) 電成分含量越高，紡絲生產(chǎn)的可紡性越差。為了降低導(dǎo)電成分的添加量，需要尋找更好的導(dǎo) 電材料用于導(dǎo)電母粒的制備。
[0004] 石墨締是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電性能非常好的無(wú)機(jī)材料，它是由單層碳原子W雜化的 方式連接、具有二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)的新型納米碳材料，每一個(gè)碳原子外層四個(gè)電子中只 形成=個(gè)共價(jià)鍵而含有一個(gè)未成鍵電子，使它具有了非常好的導(dǎo)電性，結(jié)構(gòu)完好的石墨締 的導(dǎo)電性甚至比銅還好。但是石墨締作為一種納米材料，在應(yīng)用時(shí)十分容易再團(tuán)聚而無(wú)法 發(fā)揮其單片層的優(yōu)異性能。石墨締的分散技術(shù)是石墨締應(yīng)用推廣的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中紡絲用的導(dǎo)電母粒中導(dǎo)電成分含量越高，可 紡性越差的問(wèn)題，提供了一種方法步驟簡(jiǎn)單的含石墨締紡絲用導(dǎo)電母粒的制備方法，制備 出的導(dǎo)電母粒中導(dǎo)電成分添加量降低，可紡性更好。
[0006] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種含石墨締紡絲用導(dǎo)電母粒，所述導(dǎo)電母粒中的組 分含量按重量份數(shù)計(jì)為：成纖高聚物65~85份，石墨締1~10份，導(dǎo)電碳黑10~30份， 偶聯(lián)劑0. 1~1份，分散劑1~5份，抗氧劑0. 1~1份及潤(rùn)滑劑1~5份。
[0007] 進(jìn)一步的，所述成纖高聚物為聚醋切片、聚丙締切片或尼龍切片。
[0008] 進(jìn)一步的，所述分散劑為蒙旦蠟、聚乙締蠟或0P蠟。
[0009] 進(jìn)一步的，所述石墨締和導(dǎo)電碳黑組成的導(dǎo)電成分占導(dǎo)電母粒重量比為5~ 25%，導(dǎo)電碳黑和石墨締的質(zhì)量比為20 :1~2 :1。
[0010] 進(jìn)一步的，所述偶聯(lián)劑為侶酸醋或鐵酸醋。
[0011] 進(jìn)一步的，所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋒。
[0012] 含石墨締紡絲用導(dǎo)電母粒的制備方法，包括如下步驟：
[0013] (1)石墨締的溶解：將1~3份碳納米管水性分散劑溶解于200~500份的去離 子水中，加熱至40~80°C使碳納米管水性分散劑充分溶解，加入1~10份石墨締，充分?jǐn)?拌使石墨締表面完全濕潤(rùn)制成石墨締懸濁液；
[0014] 似超聲處理：將步驟（1)中的石墨締懸濁液置于超聲波清洗機(jī)中進(jìn)行超聲處理 使石墨締分散均勻，超聲頻率為40~120化Z，超聲時(shí)間為5~lOmin，超聲結(jié)束后采用冰水 冷卻，超聲處理5~6次；
[001引 做導(dǎo)電碳黑吸附：將分散后的溶液中邊攬拌邊加入10~30份導(dǎo)電碳黑，并加熱 至40~80。，保溫5~30min;
[0016] (4)過(guò)濾水洗：將吸附導(dǎo)電碳黑的石墨締溶液抽濾，將濾餅置于烘箱中于90~ 135°條件下烘干16~2地，得到含有石墨締的高導(dǎo)電碳黑；
[0017] (5)導(dǎo)電母粒的制備：取10~25份的含有石墨締的高導(dǎo)電碳黑置于高速混合機(jī) 中并加入0. 1~1份的偶聯(lián)劑混合處理10~30min，處理溫度105~135°C，高速混合機(jī)的 轉(zhuǎn)速為500~1000轉(zhuǎn)/分，然后依次加入成纖高聚物65~85份、分散劑1~5份、抗氧劑 0. 1~1份、潤(rùn)滑劑1~5份，混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)拉條切粒得到導(dǎo)電母粒，擠出 溫度為200°C~270°C。
[0018] 本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，操作步驟難度小易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，將石墨締在溶液中良好的分 散狀態(tài)保持到固相的導(dǎo)電碳黑中，能在導(dǎo)電母粒中發(fā)揮石墨締最大的優(yōu)異性能，制備出的 含石墨締紡絲用導(dǎo)電母粒的導(dǎo)電性好，能夠大幅降低導(dǎo)電母粒中導(dǎo)電成分的添加量，提高 了母粒的可紡性。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020] 實(shí)施例一：含石墨締紡絲用導(dǎo)電母粒的制備方法，包括如下步驟：
[OOW (1)石墨締的溶解：將1份碳納米管水性分散劑（型號(hào)為T(mén)DkCNTl)溶解于250份 的去離子水中，加熱至4(TC使碳納米管水性分散劑充分溶解，加入1份石墨締，充分?jǐn)埌枋?石墨締表面完全濕潤(rùn)制成石墨締懸濁液； 陽(yáng)0巧 似超聲處理：將步驟（1)中的石墨締懸濁液置于超聲波清洗機(jī)中進(jìn)行超聲處理 使石墨締分散均勻，超聲頻率為40化Z，超聲時(shí)間為5min，超聲結(jié)束后采用冰水冷卻，超聲 處理5次；
[002引 做導(dǎo)電碳黑吸附：將分散后的溶液中邊攬拌邊加入20份導(dǎo)電碳黑，并加熱至 50°，保溫 30min;
[0024] (4)過(guò)濾水洗：將吸附導(dǎo)電碳黑的石墨締溶液抽濾，將濾餅置于烘箱中于90°條 件下烘干2地，得到含有石墨締的高導(dǎo)電碳黑；
[0025] (5)導(dǎo)電母粒的制備：取21份的含有石墨締的高導(dǎo)電碳黑置于高速混合機(jī)中并加 入1份的侶酸醋混合處理30min，處理溫度115°C，高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，然后依 次加入聚醋切片70份、OP蠟5份、抗氧劑0. 1份、硬脂酸鋒1份，混合均勻后加入到雙螺桿 擠出機(jī)拉條切粒得到導(dǎo)電母粒，擠出溫度為255 °C。
[0026] 導(dǎo)電母粒中的組分含量按重量份數(shù)計(jì)為：聚醋切片70份，石墨締1份，導(dǎo)電碳黑 20份，侶酸醋1份，0P蠟5份，抗氧劑0. 1份及硬脂酸鋒1份
[0027] 實(shí)施例二：含石墨締紡絲用導(dǎo)電母粒的制備方法，包括如下步驟：
[0028] (1)石墨締的溶解：將1份碳納米管水性分散劑（型號(hào)為