專利名稱：一種抗靜電聚丙烯纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，包括氧化鋅晶須(ZnO)，導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須(PTW)，聚丙烯材料改性等纖維的制造方法，屬于纖維材料制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
聚丙烯纖維，也被稱為PP纖維或丙綸，是一種用等規(guī)聚丙烯熔融紡制的纖維，它最大優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕，其密度為0. 91/cm3,比一般化學(xué)纖維輕20-30%，是所有紡織纖維中比重最小的一種；強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)大，初始模量較高，彈性優(yōu)良。聚丙烯纖維耐磨性僅次于聚酰胺纖維；耐腐蝕性良好，尤其是對(duì)無機(jī)酸、堿穩(wěn)定性很好；不發(fā)霉，不腐爛，不怕蟲蛀等；但聚丙烯纖維不吸水，靜電很大，常溫體積電阻率高達(dá)IO17Q. cm，的缺點(diǎn)，由于不吸濕、不透氣、不 舒適、熱穩(wěn)定性差、易吸灰，不適合用于服飾。抗靜電纖維的性能主要是指抗靜電性，即其快速消除靜電荷的能力，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(RH65%，20°C)下，若電阻率彡IO9Q * cm,屬非常好的抗靜電纖維，若電阻率在IOlo-IO12Q .cm,則屬好的抗靜電纖維。晶須是以單晶形式生長(zhǎng)而成的直徑非常小(0. I IOum)、原子排列高度有序、強(qiáng)度接近完整晶體的理論值、有一定長(zhǎng)徑比(5 1000)的纖維材料，具有高強(qiáng)度、高模量、高硬度、耐高溫、耐腐蝕等特性，是優(yōu)良的增強(qiáng)材料。等規(guī)聚丙烯中加入少量晶須，如氧化鋅晶須、碳酸鈣晶須、硫酸鈣晶須、硼酸鋁晶須、鈦酸鉀晶須等，便能既增強(qiáng)又增韌，還可提高抗靜電等其它性能。在這眾多種類的晶須中，四針狀氧化鋅晶須(ZnO)以其獨(dú)特的立體四針狀結(jié)構(gòu)賦予其突出的抗靜電性。ZnO本身是n型半導(dǎo)體，加之四腳針狀的晶須三維伸展結(jié)構(gòu)，將其分散在基體中時(shí)，鄰近各針狀部位相互搭接形成導(dǎo)電通路，使電荷得以傳導(dǎo)，從而賦予材料導(dǎo)電性，使材料具有抗靜電性。用ZnO晶須添加到具有良好絕緣性能的高分子材料中，便能獲得抗靜電、防塵的高分子材料產(chǎn)品。導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須(PTW)是一種新型針狀的短纖維復(fù)合物，由于它的尺寸細(xì)小，結(jié)晶完整，具有良好的抗靜電等物理機(jī)械性能。多年來纖維工作者針對(duì)聚丙烯纖維存在的缺陷，進(jìn)行了大量的改性研究，以期制得具有特殊性能和功能的聚丙烯纖維，如吸濕、可染、增強(qiáng)、抗靜電等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種在纖維不吸濕的情況下，具有內(nèi)生性抗靜電聚丙烯纖維的制造方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，本發(fā)明所述抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取12-18份表征參數(shù)直徑為0. 2-lum，長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；4_6份表征參數(shù)直徑為0. 2-0. 6um,長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300-400°C真空爐中焙燒4-6h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，在常壓等離子處理10-20min;然后在60-70°C去離子水中超聲波分散、清洗25-35min,取溶液上層懸浮晶須經(jīng)100目 200目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3_5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物8-15份，硬脂酸鈣0. 3-0. 5份，木質(zhì)素磺酸鈉0. 5-1份，導(dǎo)電鈦白粉3-5份，PP-g-MAH增容劑I. 2-2份，在60_70°C條件下混合機(jī)250-400轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)45_60min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉80-120份，300-400轉(zhuǎn)/min攪拌30-45min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物；C)將步驟B)得到的抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物在動(dòng)態(tài)真空烘箱干燥至含水率(35ppm，在同向雙螺桿熔融混練擠出機(jī)直接擠出紡制成一種強(qiáng)度好、抗靜電聚丙烯纖維。 本發(fā)明所述抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，所述制造方法采取的優(yōu)選技術(shù)方案是A)按質(zhì)量份數(shù)取15份表征參數(shù)直徑為0. 2-lum,長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；5份表征參數(shù)直徑為0. 2-0. 6um，長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒5h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，在常壓等離子處理15min ;然后在65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物11份，硬脂酸鈣0. 4份，木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉)0. 8份，導(dǎo)電鈦白粉4份，PP-g-MAH增容劑I. 6份，在65°C條件下混合機(jī)320轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)50min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉100份,350轉(zhuǎn)/min攪拌40min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物。本發(fā)明是在等規(guī)聚丙烯中添加氧化鋅晶須，鈦酸鉀晶須、導(dǎo)電鈦白粉等，這種無機(jī)材料能降低聚丙烯纖維的比電阻；提高纖維的抗靜電性；這種抗靜電纖維可廣泛用于禁靜電、禁火花、禁灰塵等工作場(chǎng)合；做成聚丙烯異形纖維可用于快速吸濕導(dǎo)汗的體育、休閑服飾。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明所述的抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取12-18份表征參數(shù)直徑為0. 2-lum，長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；4_6份表征參數(shù)直徑為0. 2-0. 6um,長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300-400°C真空爐中焙燒4-6h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，在常壓等離子處理10-20min;然后在60-70°C去離子水中超聲波分散、清洗25-35min,取溶液上層懸浮晶須經(jīng)100目 200目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3_5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物8-15份，硬脂酸鈣0. 3-0. 5份，木質(zhì)素磺酸鈉0. 5-1份，導(dǎo)電鈦白粉3-5份，PP-g-MAH增容劑I. 2-2份，在60_70°C條件下混合機(jī)250-400轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)45_60min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉80-120份，300-400轉(zhuǎn)/min攪拌30-45min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物；
C)將步驟B)得到的抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物在動(dòng)態(tài)真空烘箱干燥至含水率(35ppm，在同向雙螺桿熔融混練擠出機(jī)直接擠出紡制成一種強(qiáng)度好、抗靜電聚丙烯纖維。本發(fā)明的實(shí)施例可以通過上述技術(shù)方案通過各種參數(shù)在各數(shù)值范圍內(nèi)進(jìn)行任意選擇，從而得到無數(shù)個(gè)具體的實(shí)施例，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下幾個(gè)實(shí)施例，而且對(duì)于以下公開的實(shí)施例，通過各種參數(shù)的數(shù)值替換，同樣可以得到無數(shù)個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例I :本發(fā)明所述的抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，該制造方法采取的步驟是A)按質(zhì)量份數(shù)取15份表征參數(shù)直徑為0. 2-lum,長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；5份表征參數(shù)直徑為0. 2-0. 6um，長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒5h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，在常壓 等離子處理15min;然后在65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物11份，硬脂酸鈣0. 4份，木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉)0. 8份，導(dǎo)電鈦白粉4份，PP-g-MAH增容劑I. 6份，在65°C條件下混合機(jī)320轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)50min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉100份,350轉(zhuǎn)/min攪拌40min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物；C)將步驟B)得到的抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物在動(dòng)態(tài)真空烘箱干燥至含水率(35ppm，在同向雙螺桿熔融混練擠出機(jī)直接擠出紡制成一種強(qiáng)度好、抗靜電聚丙烯纖維。實(shí)施例2本發(fā)明所述的抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取12份表征參數(shù)直徑為0. 2-lum,長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；4份表征參數(shù)直徑為0. 2-0. 6um，長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300°C真空爐中焙燒4h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，在常壓等離子處理IOmin ;然后在60°C去離子水中超聲波分散、清洗25min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)100目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物8份，硬脂酸鈣0. 3份，木質(zhì)素磺酸鈉0. 5份，導(dǎo)電鈦白粉3份，PP-g-MAH增容劑I. 2份，在60°C條件下混合機(jī)250轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)45min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉80份，300轉(zhuǎn)/min攪拌30min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物；C)將步驟B)得到的抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物在動(dòng)態(tài)真空烘箱干燥至含水率<35ppm，在同向雙螺桿熔融混練擠出機(jī)直接擠出紡制成一種強(qiáng)度好、抗靜電聚丙烯纖維。實(shí)施例3本發(fā)明所述的抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，該制造方法采用如下步驟A)按質(zhì)量份數(shù)取18份表征參數(shù)直徑為0. 2-lum,長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；6份表征參數(shù)直徑為0. 2-0. 6um，長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在400°C真空爐中焙燒6h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，在常壓等離子處理20min ;然后在70°C去離子水中超聲波分散、清洗35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)200目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物；B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物15份，硬脂酸鈣0. 5份，木質(zhì)素磺酸鈉I份，導(dǎo)電鈦白粉5份，PP-g-MAH增容劑2份，在70°C條件下混合機(jī)400轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)60min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉120份,400轉(zhuǎn)/min攪拌45min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物； C)將步驟B)得到的抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物在動(dòng)態(tài)真空烘箱干燥至含水率(35ppm，在同向雙螺桿熔融混練擠出機(jī)直接擠出紡制成一種強(qiáng)度好、抗靜電聚丙烯纖維。
權(quán)利要求
1.一種抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，其特征在于該制造方法采用如下步驟 A)按質(zhì)量份數(shù)取12-18份表征參數(shù)直徑為O.2-lum，長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；4_6份表征參數(shù)直徑為O. 2-0. 6um，長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在300-400°C真空爐中焙燒4-6h ;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，經(jīng)常壓等離子處理10-20min ;然后在60_70°C去離子水中超聲波分散、清洗25_35min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)100目 200目過濾，取改性晶須混合液，并重復(fù)操作3-5次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物8-15份，硬脂酸鈣O.3-0. 5份，木質(zhì)素磺酸鈉O. 5-1份，導(dǎo)電鈦白粉3-5份，PP-g-MAH增容劑I. 2-2份，在60_70°C條件下混合機(jī)250-400轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)45_60min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉80-120份，300-400轉(zhuǎn)/min攪拌30-45min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物； C)將步驟B)得到的抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物在動(dòng)態(tài)真空烘箱干燥至含水率<35ppm，在同向雙螺桿熔融混練擠出機(jī)直接擠出紡制成一種強(qiáng)度好、抗靜電聚丙烯纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，其特征在于所述的制造方法采取的步驟是 A)按質(zhì)量份數(shù)取15份表征參數(shù)直徑為O.2-lum，長(zhǎng)度為5_15um的四針狀氧化鋅晶須；5份表征參數(shù)直徑為O. 2-0. 6um,長(zhǎng)度為5_12um的導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須；將上述材料混合均勻后，在350°C真空爐中焙燒5h;冷卻后用六偏磷酸鈉在無水乙醇中攪拌分散，經(jīng)常壓等離子處理15min ;然后在65°C去離子水中超聲波分散、清洗30min，取溶液上層懸浮晶須經(jīng)150目過濾，取改性晶須混合液，，并重復(fù)操作4次直至濾清；濾清后在真空烘箱烘干，得到改性晶須混合物； B)按質(zhì)量份數(shù)取步驟A)得到的改性晶須混合物11份，硬脂酸鈣O.4份，木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉)0. 8份，導(dǎo)電鈦白粉4份，PP-g-MAH增容劑I. 6份，在65°C條件下混合機(jī)320轉(zhuǎn)/min密閉攪拌反應(yīng)50min ;再加入等規(guī)聚丙烯粉100份,350轉(zhuǎn)/min攪拌40min,得到抗靜電等規(guī)聚丙烯共混物。
全文摘要
一種抗靜電聚丙烯纖維的制造方法，該制造方法在等規(guī)聚丙烯粉體中添加包括四針狀氧化鋅晶須(ZnO)，導(dǎo)電性鈦酸鉀晶須(PTW)，導(dǎo)電鈦白粉等，然后在同向雙螺桿熔融混練擠出機(jī)直接擠出紡制成一種強(qiáng)度好、抗靜電聚丙烯纖維；這種抗靜電纖維可廣泛用于禁靜電、禁火花、禁塵等工作場(chǎng)合；做成聚丙烯異形纖維可用于快速吸濕導(dǎo)汗的體育、休閑服飾。
文檔編號(hào)D01F6/46GK102965755SQ201210488928
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者吳子?jì)? 黃志超, 徐秀娟 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)