一种导电涤纶纤维的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种导电涤纶纤维的制备方法，属于导电纤维制备技术领域。本发明以废弃橡胶制得导电碳黑粉，经富含羟基的藤黄果汁和亚膜毕赤酵母菌对其进行分散性的复合改性，与涤纶纤维复配后和苯酚混合制得导电涂覆液，用溶解涂覆法涂覆于涤纶纤维表面制得导电涤纶纤维。本发明的有益效果是：本发明制备步骤简单，充分利用富含羟基的藤黄果汁和亚膜毕赤酵母菌对碳黑进行分散性的复合改性，有效解决了碳黑在纤维表面不易均匀分布的问题，所得产品手感好，纤维表面碳黑无脱落现象发生，导电耐久性提高了28～29%。
【专利说明】
一种导电涤纶纤维的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种导电涤纶纤维的制备方法，属于导电纤维制备技术领域。
【背景技术】
[0002]导电纤维是20世纪60年代出现的一种新的纤维品种，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抗静电性，因此在工业、民用等领域有着很大的用途。导电纤维的抗静电机理是使导电纤维之间产生电晕放电。电晕放电是一种很缓和的放电形式，当静电压达到一定的数值后，即产生无火花的电晕放电使静电消除。这种现象通常认为是织物中的导电纤维，在静电场的作用下，使周围的空气产生电离作用而形成正负离子，正负离子中的一种与织物所带静电荷相反而中和，另一种则与环境或大地中和，从而消除了静电。电晕放电与静电泄露的显著区别是:前者在不接地的情况下也能很好地消除织物上的静电，而后者则需要接地或在空气较大的情况下才能使静电消除。以混合纺丝法、吸附法或化学反应法制成，牢度较好，其中铜、银化合物还具有一定的附加功能，如抗菌、除臭，但是银的成本偏高，而铜、镍和镉的硫化物和碘化物的导电纤维较碳黑系纤维差，电磁屏蔽性能一般差。用涂层法在纤维表面涂上碳黑的纤维，碳黑易脱落，手感差，且碳黑在纤维表面不易均匀分布导致导电耐久性差。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题:针对目前涂层法制备的导电纤维在纤维表面涂上碳黑，存在碳黑易脱落，手感差，且碳黑在纤维表面不易均匀分布导致导电耐久性差的弊端，提供了一种以废弃橡胶制得导电碳黑粉，经富含羟基的藤黄果汁和亚膜毕赤酵母菌对其进行分散性的复合改性，与涤纶纤维复配后和苯酚混合制得导电涂覆液，用溶解涂覆法涂覆于涤纶纤维表面制得导电涤纶纤维的方法。本发明制备步骤简单，所得产品手感好，涂覆液在纤维表面分布均匀，有效解决了碳黑易脱落，纤维导电耐久性差的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)称取800?900g废弃橡胶，用橡胶粉碎机粉碎成粒径为I?3mm的颗粒，并用无水乙醇冲洗橡胶颗粒20?30min后烘干，将烘干后的橡胶颗粒放入热裂解炉中，加热升温至500?600°C处理20?30min，过滤分离去除混合油得到碳黑粗品；
(2)将上述得到的碳黑粗品用研钵研磨30?40min后，按固液比为1:5将其分散于质量浓度为90%甲醇溶液中，用高速剪切粉碎机以18000?19000r/min转速粉碎40?50min，再移入卧式离心机以20000?21000r/min转速离心分离10?15min，去除上清液得下层沉淀，放入烘箱干燥后即得纳米级导电碳黑粉末；
(3)称取2?3kg藤黄果削皮、去籽后切块，将藤黄果块放入榨汁机榨汁处理后，过滤去除果渣得到滤液，按固液比为1:5将上述得到的纳米级导电碳黑粉末和滤液混合后装入陶瓷发酵罐中，制得混合底物；
(4)按接种量10%向陶瓷发酵罐中接种亚膜毕赤酵母菌，用搅拌棒搅拌均匀后移入恒温箱，在25?28°C下发酵改性I?2周，改性结束后用红外灭菌器灭菌，再经高速离心机离心分离10?12min，得改性后的纳米级导电碳黑粉末，所述的亚膜毕赤酵母菌菌种号为BNCC142470；
(5)按添加量4?5%，将20?30g上述改性后的纳米级导电碳黑粉末加入到苯酚中，用超声分散仪以200?300W的功率超声分散40?50min得分散液，再加入分散液总质量3?5%的涤纶纤维，加热升温至60?70°C，搅拌直至涤纶纤维完全溶解，得到粘稠的导电涂覆液；
(6)将上述制得的导电涂覆液经辊式纤维连续涂覆机以6m/min的绕卷速度均匀的涂抹在涤纶纤维表面，经烘干机干燥后，即得导电涤纶纤维。
[0005]本发明制得的导电涤纶纤维电导率为1.5 X 10—4?3.2 X 10—2S/cm，体积比电阻为9.8?19.6Ω.cm，断裂强度为5.35?6.25cN/dtex，断裂伸长率为30?40%。
[0006]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备步骤简单，充分利用富含羟基的藤黄果汁和亚膜毕赤酵母菌对碳黑进行分散性的复合改性，有效解决了碳黑在纤维表面不易均匀分布的问题；
(2)所得产品手感好，纤维表面碳黑无脱落现象发生，导电耐久性提高了28?29%。
【具体实施方式】
[0007]首先称取800?900g废弃橡胶，用橡胶粉碎机粉碎成粒径为I?3mm的颗粒，并用无水乙醇冲洗橡胶颗粒20?30min后烘干，将烘干后的橡胶颗粒放入热裂解炉中，加热升温至500?600°C处理20?30min，过滤分离去除混合油得到碳黑粗品；然后将上述得到的碳黑粗品用研钵研磨30?40min后，按固液比为1:5将其分散于质量浓度为90%甲醇溶液中，用高速剪切粉碎机以18000?19000r/min转速粉碎40?50min，再移入卧式离心机以20000?21000r/min转速离心分离10?15min，去除上清液得下层沉淀，放入烘箱干燥后即得纳米级导电碳黑粉末;再称取2?3kg藤黄果削皮、去籽后切块，将藤黄果块放入榨汁机榨汁处理后，过滤去除果渣得到滤液，按固液比为1:5将上述得到的纳米级导电碳黑粉末和滤液混合后装入陶瓷发酵罐中，制得混合底物;按接种量10%向陶瓷发酵罐中接种亚膜毕赤酵母菌，用搅拌棒搅拌均匀后移入恒温箱，在25?28°C下发酵改性I?2周，改性结束后用红外灭菌器灭菌，再经高速离心机离心分离10?12min，得改性后的纳米级导电碳黑粉末，所述的亚膜毕赤酵母菌菌种号为BNCC142470;再按添加量4?5%，将20?30g上述改性后的纳米级导电碳黑粉末加入到苯酚中，用超声分散仪以200?300W的功率超声分散40?50min得分散液，再加入分散液总质量3?5%的涤纶纤维，加热升温至60?700C，搅拌直至涤纶纤维完全溶解，得到粘稠的导电涂覆液;最后将上述制得的导电涂覆液经辊式纤维连续涂覆机以6m/min的绕卷速度均匀的涂抹在涤纶纤维表面，经烘干机干燥后，即得导电涤纶纤维。
[0008]实例I
首先称取800g废弃橡胶，用橡胶粉碎机粉碎成粒径为Imm的颗粒，并用无水乙醇冲洗橡胶颗粒20min后烘干，将烘干后的橡胶颗粒放入热裂解炉中，加热升温至500°C处理20min，过滤分离去除混合油得到碳黑粗品；然后将上述得到的碳黑粗品用研钵研磨30min后，按固液比为I: 5将其分散于质量浓度为90%甲醇溶液中，用高速剪切粉碎机以18000r/min转速粉碎40min，再移入卧式离心机以20000r/min转速离心分离lOmin，去除上清液得下层沉淀，放入烘箱干燥后即得纳米级导电碳黑粉末;再称取2kg藤黄果削皮、去籽后切块，将藤黄果块放入榨汁机榨汁处理后，过滤去除果渣得到滤液，按固液比为1:5将上述得到的纳米级导电碳黑粉末和滤液混合后装入陶瓷发酵罐中，制得混合底物;按接种量10%向陶瓷发酵罐中接种亚膜毕赤酵母菌，用搅拌棒搅拌均匀后移入恒温箱，在25°C下发酵改性I周，改性结束后用红外灭菌器灭菌，再经高速离心机离心分离10
min，得改性后的纳米级导电碳黑粉末，所述的亚膜毕赤酵母菌菌种号为BNCC142470;再按添加量4%，将20g上述改性后的纳米级导电碳黑粉末加入到苯酚中，用超声分散仪以200W的功率超声分散40min得分散液，再加入分散液总质量3%的涤纶纤维，加热升温至60°C，搅拌直至涤纶纤维完全溶解，得到粘稠的导电涂覆液;最后将上述制得的导电涂覆液经辊式纤维连续涂覆机以6m/min的绕卷速度均匀的涂抹在涤纶纤维表面，经烘干机干燥后，即得导电涤纶纤维。本发明制备步骤简单，充分利用富含羟基的藤黄果汁和亚膜毕赤酵母菌对碳黑进行分散性的复合改性，有效解决了碳黑在纤维表面不易均匀分布的问题;所得产品手感好，纤维表面碳黑无脱落现象发生，导电耐久性提高了 28%;制得的导电涤纶纤维电导率为1.5X10—4S/cm，体积比电阻为9.8 Ω.cm，断裂强度为5.35cN/dtex，断裂伸长率为30%。
[0009]实例2
首先称取850g废弃橡胶，用橡胶粉碎机粉碎成粒径为2mm的颗粒，并用无水乙醇冲洗橡胶颗粒25min后烘干，将烘干后的橡胶颗粒放入热裂解炉中，加热升温至550°C处理25min，过滤分离去除混合油得到碳黑粗品；然后将上述得到的碳黑粗品用研钵研磨35min后，按固液比为I: 5将其分散于质量浓度为90%甲醇溶液中，用高速剪切粉碎机以18500r/min转速粉碎45min，再移入卧式离心机以20500r/min转速离心分离13min，去除上清液得下层沉淀，放入烘箱干燥后即得纳米级导电碳黑粉末;再称取3kg藤黄果削皮、去籽后切块，将藤黄果块放入榨汁机榨汁处理后，过滤去除果渣得到滤液，按固液比为1:5将上述得到的纳米级导电碳黑粉末和滤液混合后装入陶瓷发酵罐中，制得混合底物;按接种量10%向陶瓷发酵罐中接种亚膜毕赤酵母菌，用搅拌棒搅拌均匀后移入恒温箱，在27°C下发酵改性2周，改性结束后用红外灭菌器灭菌，再经高速离心机离心分离llmin，得改性后的纳米级导电碳黑粉末，所述的亚膜毕赤酵母菌菌种号为BNCC142470;再按添加量5%，将25g上述改性后的纳米级导电碳黑粉末加入到苯酚中，用超声分散仪以250W的功率超声分散45min得分散液，再加入分散液总质量4%的涤纶纤维，加热升温至65°C，搅拌直至涤纶纤维完全溶解，得到粘稠的导电涂覆液;最后将上述制得的导电涂覆液经辊式纤维连续涂覆机以6m/min的绕卷速度均匀的涂抹在涤纶纤维表面，经烘干机干燥后，即得导电涤纶纤维。本发明制备步骤简单，充分利用富含羟基的藤黄果汁和亚膜毕赤酵母菌对碳黑进行分散性的复合改性，有效解决了碳黑在纤维表面不易均匀分布的问题;所得产品手感好，纤维表面碳黑无脱落现象发生，导电耐久性提高了29%;制得的导电涤纶纤维电导率为4.2X10—3S/cm，体积比电阻为14.7Ω.cm，断裂强度为5.75cN/dtex，断裂伸长率为35%。
[0010]实例3
首先称取900g废弃橡胶，用橡胶粉碎机粉碎成粒径为3mm的颗粒，并用无水乙醇冲洗橡胶颗粒30min后烘干，将烘干后的橡胶颗粒放入热裂解炉中，加热升温至600°C处理30min，过滤分离去除混合油得到碳黑粗品；然后将上述得到的碳黑粗品用研钵研磨40min后，按固液比为I: 5将其分散于质量浓度为90%甲醇溶液中，用高速剪切粉碎机以19000r/min转速粉碎50min，再移入卧式离心机以21000r/min转速离心分离15min，去除上清液得下层沉淀，放入烘箱干燥后即得纳米级导电碳黑粉末;再称取3kg藤黄果削皮、去籽后切块，将藤黄果块放入榨汁机榨汁处理后，过滤去除果渣得到滤液，按固液比为1:5将上述得到的纳米级导电碳黑粉末和滤液混合后装入陶瓷发酵罐中，制得混合底物;按接种量10%向陶瓷发酵罐中接种亚膜毕赤酵母菌，用搅拌棒搅拌均匀后移入恒温箱，在28°C下发酵改性2周，改性结束后用红外灭菌器灭菌，再经高速离心机离心分离12min，得改性后的纳米级导电碳黑粉末，所述的亚膜毕赤酵母菌菌种号为BNCC142470;再按添加量5%，将30g上述改性后的纳米级导电碳黑粉末加入到苯酚中，用超声分散仪以300W的功率超声分散50min得分散液，再加入分散液总质量5%的涤纶纤维，加热升温至70°C，搅拌直至涤纶纤维完全溶解，得到粘稠的导电涂覆液;最后将上述制得的导电涂覆液经辊式纤维连续涂覆机以6m/min的绕卷速度均匀的涂抹在涤纶纤维表面，经烘干机干燥后，即得导电涤纶纤维。本发明制备步骤简单，充分利用富含羟基的藤黄果汁和亚膜毕赤酵母菌对碳黑进行分散性的复合改性，有效解决了碳黑在纤维表面不易均匀分布的问题;所得产品手感好，纤维表面碳黑无脱落现象发生，导电耐久性提高了29%;制得的导电涤纶纤维电导率为3.2X10—2S/cm，体积比电阻为19.6Ω.cm，断裂强度为6.25cN/dtex，断裂伸长率为40%。
【主权项】
1.一种导电涤纶纤维的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)称取800?900g废弃橡胶，用橡胶粉碎机粉碎成粒径为I?3mm的颗粒，并用无水乙醇冲洗橡胶颗粒20?30min后烘干，将烘干后的橡胶颗粒放入热裂解炉中，加热升温至500?600°C处理20?30min，过滤分离去除混合油得到碳黑粗品； (2)将上述得到的碳黑粗品用研钵研磨30?40min后，按固液比为1:5将其分散于质量浓度为90%甲醇溶液中，用高速剪切粉碎机以18000?19000r/min转速粉碎40?50min，再移入卧式离心机以20000?21000r/min转速离心分离10?15min，去除上清液得下层沉淀，放入烘箱干燥后即得纳米级导电碳黑粉末； (3)称取2?3kg藤黄果削皮、去籽后切块，将藤黄果块放入榨汁机榨汁处理后，过滤去除果渣得到滤液，按固液比为1:5将上述得到的纳米级导电碳黑粉末和滤液混合后装入陶瓷发酵罐中，制得混合底物； (4)按接种量10%向陶瓷发酵罐中接种亚膜毕赤酵母菌，用搅拌棒搅拌均匀后移入恒温箱，在25?28°C下发酵改性I?2周，改性结束后用红外灭菌器灭菌，再经高速离心机离心分离10?12min，得改性后的纳米级导电碳黑粉末，所述的亚膜毕赤酵母菌菌种号为BNCC142470； (5)按添加量4?5%，将20?30g上述改性后的纳米级导电碳黑粉末加入到苯酚中，用超声分散仪以200?300W的功率超声分散40?50min得分散液，再加入分散液总质量3?5%的涤纶纤维，加热升温至60?70°C，搅拌直至涤纶纤维完全溶解，得到粘稠的导电涂覆液； (6)将上述制得的导电涂覆液经辊式纤维连续涂覆机以6m/min的绕卷速度均匀的涂抹在涤纶纤维表面，经烘干机干燥后，即得导电涤纶纤维。
【文档编号】D06M11/74GK105970635SQ201610501537
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】郭舒洋, 盛海丰, 林茂平
【申请人】郭舒洋