本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法。
背景技术：
导电塑料应用领域包括抗静电产品、自发热塑料、电磁屏蔽材料(RFI和EMI)、电磁共振吸收材料以及自动控制方面，此外，在彩电显示、电化学、催化等领域也得到应用。国内塑料防静电导电产品需求趋旺，电子产品包装、地坪涂料、加热板等需求数量、品种较多，采用国产基础材料，研发适合塑料导电，抗静电要求的制品、助剂、母料，取代价格高昂的进口同类产品，开发更加适合市场需求各类产品，势在必行。母粒与不同基料树脂均匀混合之后，经各种工艺可制成不同导电产品，常见的产品有：炭纤维加热板、防静电地板、导电防静电输气输液管道、电子产品用低阻塑料包装、抗静电防腐涂料等。
导电塑料，是利用导电填料渗入树脂基料中，经过一定的加工工艺后，使塑料具有导电功能。其中，导电填料的导电性决定着复合导电塑料的导电性能。导电填料是多种多样的，如不绣钢纤维、镍纤维、黄铜纤维等金属纤维系列，炭纤维、石墨纤维、碳纳米管等碳系列及尼龙、玻璃丝等镀覆金属或金属化合物系列等。金属系列填料由于原料来源受限，且价格较高，使用受限。但炭纤维在与复合材料复合的过程中，容易集束、成团，分散困难，从而造成复合材料强度低、韧性差、性价比小。因此如何使炭纤维在树脂基体中均匀分散是炭纤维复合材料制作中要解决的关键问题，也是影响炭纤维复合材料在工业上大量应用的个重要因素。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配制处理液1％-2％聚乙二醇PEG溶液、1％-2％聚乙烯醇PVA溶液、0.08％-0.1％聚丙烯酰胺PAM溶液待用，其中PAM溶液要充分溶胀后使用；
(2)取沥青原丝束丝、不熔化束丝，分别浸润到上述溶液中进行预处理，待束丝微微散开时取出，放置在干燥的环境下自然风干；
(3)使用剪刀对预处理过的束丝进行短切，规格控制在3-9mm，并且留一根3-5mm的束丝，用于之后的强度比较；
(4)将短切后的束丝拿到烘箱中进行干燥；
(5) 将短切束丝进行不熔化、炭化处理，完成碳纤维束制备。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，步骤（2）中的风干时间为所述20-40min。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，步骤（4）中的干燥温度控制在90-110℃。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，所述碳纤维束的规格为16-18 µm。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，所述聚乙烯醇的聚合度为1750。
本发明的技术效果在于：
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，经过对原有工艺的改进，使得制备过程简单、易于操作，制备的导电塑料母粒具有重量轻、耐腐蚀、强度高、抗静电等优良特性，适于推广应用。
具体实施方式
实施例1
一种导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配制处理液1％聚乙二醇PEG溶液、1％聚乙烯醇PVA溶液、0.08％聚丙烯酰胺PAM溶液待用，其中PAM溶液要充分溶胀后使用；
(2)取沥青原丝束丝、不熔化束丝，分别浸润到上述溶液中进行预处理，待束丝微微散开时取出，放置在干燥的环境下自然风干；
(3)使用剪刀对预处理过的束丝进行短切，规格控制在3mm，并且留一根3mm的束丝，用于之后的强度比较；
(4)将短切后的束丝拿到烘箱中进行干燥；
(5) 将短切束丝进行不熔化、炭化处理，完成碳纤维束制备。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，步骤（2）中的风干时间为所述20min。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，步骤（4）中的干燥温度控制在90℃。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，所述碳纤维束的规格为16µm。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，所述聚乙烯醇的聚合度为1750。所选用的浸润剂为聚乙二醇(PEG20000)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAMl000万)的水溶液，三种物质都属于可溶于水、低残炭的高分子。聚乙二醇无毒、无刺激性，具有良好的水溶性、分散性、粘接性等，PEG20000为白色固体，粘度依次为30-35、12-16、5.0-6.7，溶解时将物料加入水中搅拌即可。聚乙烯醇白色片状、絮状或粉末状固体，其水溶液有很好的粘结性和成膜性，平均聚合度为1750的PVA粘度在21-33，建议使用浓度在5％以下其余类推，聚合度越高其溶液的粘度越大。
PVA溶解过程是分阶段进行的，即亲和润湿-溶胀-无限溶胀-溶解，由于PVA在水中容易结块，因此溶解时，应先将物料在搅拌下加入室温水中，分散均匀后再升温至60℃充分溶胀，直至溶解，PVA能否均匀溶解的关键，是PVA颗粒在溶解之前能否吸足水分充分溶胀，溶解温度依型号不同而不同，一般在65~95℃之间，溶解时会产生气泡，搅拌速度不必太快，这样有效避免了结块带来的难溶解问题。聚丙烯酰胺为白色颗粒，分子量从600万到2500万水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂，具有良好的絮凝性，一般常温以下的水即可使其溶解。用上述浸润剂处理过的束丝短切时，1％PVA处理过的原丝有部分散落，其他的都是呈光滑的束状。
实施例2
一种导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)分别配制处理液2％聚乙二醇PEG溶液、2％聚乙烯醇PVA溶液、0.1％聚丙烯酰胺PAM溶液待用，其中PAM溶液要充分溶胀后使用；
(2)取沥青原丝束丝、不熔化束丝，分别浸润到上述溶液中进行预处理，待束丝微微散开时取出，放置在干燥的环境下自然风干；
(3)使用剪刀对预处理过的束丝进行短切，规格控制在9mm，并且留一根5mm的束丝，用于之后的强度比较；
(4)将短切后的束丝拿到烘箱中进行干燥；
(5) 将短切束丝进行不熔化、炭化处理，完成碳纤维束制备。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，步骤（2）中的风干时间为所述40min。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，步骤（4）中的干燥温度控制在110℃。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，所述碳纤维束的规格为18 µm。
本发明所述的导电塑料母粒用短切炭纤维束的制备方法，所述聚乙烯醇的聚合度为1750。
用0.1％、0.08％PAM溶液处理过的原丝、不熔化丝，短切后不分散，可以达到预期效果，炭化后束丝不易折断，强度变化不大，因此使用这两种浓度的PAM溶液作为浸润剂用于短切纤维的预处理，具有一定的可行性。但从节约成本方面考虑，应选取浓度相对较低的一种。短切炭纤维束是通过切断连续炭纤维束制造而得，预处理所用的浸润剂不仅可以维持纤维束在短切前后呈束状状态，而且与此后制造增强材料所用树脂没有相容性问题产生。