一種含石墨烯紡絲用導電母粒及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種含石墨締紡絲用導電母粒及其制備方法，屬于導電纖維制備技術 領域。
【背景技術】
[0002] 大多數化學纖維如聚醋纖維、尼龍等都具有很高的體積電阻，在生產和使用過程 中易因摩擦和感應產生較高電壓的靜電，對電子設備、信息系統或者人體造成很大的危害。 纖維的抗靜電技術已成為電子信息、石油化工、醫藥、紡織工業、航空航天等領域安全生產 和產品質量的重要應用技術，也是人們健康和舒適生產的保障之一。發展導電纖維等抗靜 電技術是產業技術升級、人們對美好生活向往的必然要求。
[0003] 合成的抗靜電技術經歷了如下=個發展階段：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電成分的方法；=是復合導電纖 維的生產，主要是采用復合紡絲技術生產的導電纖維，它具有抗靜電效果好，永久抗靜電的 優點，已成為當前應用最為廣泛的抗靜電技術。采用復合紡絲技術生產有機導電纖維，首先 要制備導電母粒。導電母粒的制備主要使用導電碳黑作為導電材料，為了達到一定的導電 要求，導電母粒中的導電碳黑添加量要達到25%W上，才能形成有效的導電網絡。導電母粒 中加入了高含量的碳黑后，極大地影響了它的流變性能，在合成纖高聚物進行復合紡絲生 產導電纖維時，可紡性能下降，經常出現斷頭、飄絲，影響正常的紡絲生產。一般來講無機導 電成分含量越高，紡絲生產的可紡性越差。為了降低導電成分的添加量，需要尋找更好的導 電材料用于導電母粒的制備。
[0004] 石墨締是近年來發現的導電性能非常好的無機材料，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構的新型納米碳材料，每一個碳原子外層四個電子中只 形成=個共價鍵而含有一個未成鍵電子，使它具有了非常好的導電性，結構完好的石墨締 的導電性甚至比銅還好。但是石墨締作為一種納米材料，在應用時十分容易再團聚而無法 發揮其單片層的優異性能。石墨締的分散技術是石墨締應用推廣的關鍵技術瓶頸。
【發明內容】
陽〇化]本發明的目的是為了解決現有技術中紡絲用的導電母粒中導電成分含量越高，可 紡性越差的問題，提供了一種方法步驟簡單的含石墨締紡絲用導電母粒的制備方法，制備 出的導電母粒中導電成分添加量降低，可紡性更好。
[0006] 本發明采用如下技術方案：一種含石墨締紡絲用導電母粒，所述導電母粒中的組 分含量按重量份數計為：成纖高聚物65~85份，石墨締1~10份，導電碳黑10~30份， 偶聯劑0. 1~1份，分散劑1~5份，抗氧劑0. 1~1份及潤滑劑1~5份。
[0007] 進一步的，所述成纖高聚物為聚醋切片、聚丙締切片或尼龍切片。
[0008] 進一步的，所述分散劑為蒙旦蠟、聚乙締蠟或0P蠟。
[0009] 進一步的，所述石墨締和導電碳黑組成的導電成分占導電母粒重量比為5~ 25%，導電碳黑和石墨締的質量比為20 :1~2 :1。
[0010] 進一步的，所述偶聯劑為侶酸醋或鐵酸醋。
[0011] 進一步的，所述潤滑劑為硬脂酸鋒。
[0012] 含石墨締紡絲用導電母粒的制備方法，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，充分攬 拌使石墨締表面完全濕潤制成石墨締懸濁液；
[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中進行超聲處理 使石墨締分散均勻，超聲頻率為40~120化Z，超聲時間為5~lOmin，超聲結束后采用冰水 冷卻，超聲處理5~6次；
[001引 做導電碳黑吸附：將分散后的溶液中邊攬拌邊加入10~30份導電碳黑，并加熱 至40~80。，保溫5~30min;
[0016] (4)過濾水洗：將吸附導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電碳黑；
[0017] (5)導電母粒的制備：取10~25份的含有石墨締的高導電碳黑置于高速混合機 中并加入0. 1~1份的偶聯劑混合處理10~30min，處理溫度105~135°C，高速混合機的 轉速為500~1000轉/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、潤滑劑1~5份，混合均勻后加入到雙螺桿擠出機拉條切粒得到導電母粒，擠出 溫度為200°C~270°C。
[0018] 本發明方法簡單，操作步驟難度小易于實現工業化，將石墨締在溶液中良好的分 散狀態保持到固相的導電碳黑中，能在導電母粒中發揮石墨締最大的優異性能，制備出的 含石墨締紡絲用導電母粒的導電性好，能夠大幅降低導電母粒中導電成分的添加量，提高 了母粒的可紡性。
【具體實施方式】
[0019] 下面將結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0020] 實施例一：含石墨締紡絲用導電母粒的制備方法，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（型號為TDkCNTl)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，充分攬拌使 石墨締表面完全濕潤制成石墨締懸濁液； 陽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中進行超聲處理 使石墨締分散均勻，超聲頻率為40化Z，超聲時間為5min，超聲結束后采用冰水冷卻，超聲 處理5次；
[002引 做導電碳黑吸附：將分散后的溶液中邊攬拌邊加入20份導電碳黑，并加熱至 50°，保溫 30min;
[0024] (4)過濾水洗：將吸附導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電碳黑；
[0025] (5)導電母粒的制備：取21份的含有石墨締的高導電碳黑置于高速混合機中并加 入1份的侶酸醋混合處理30min，處理溫度115°C，高速混合機的轉速為500轉/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 擠出機拉條切粒得到導電母粒，擠出溫度為255 °C。
[0026] 導電母粒中的組分含量按重量份數計為：聚醋切片70份，石墨締1份，導電碳黑 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] 實施例二：含石墨締紡絲用導電母粒的制備方法，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（型號為