本技術(shù)涉及導(dǎo)電紗線，更具體地說，它涉及一種超導(dǎo)紗線及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在新能源及國防安全領(lǐng)域，導(dǎo)電防護給生產(chǎn)安全提供最基本的保障，近年來，國家對導(dǎo)電防護面料有較大需求，導(dǎo)電防護面料使用的導(dǎo)電紗線必須具有良好的導(dǎo)電性，市場中常見的導(dǎo)電紗線主要有金屬絲、碳纖維或?qū)щ娋酆衔锢w維制備而成。為了提高導(dǎo)電紗線的導(dǎo)電性，部分研究者將金屬絲和碳纖維進行混紡，獲得超導(dǎo)紗線，使超導(dǎo)紗線具有良好的導(dǎo)電性，可作為碳纖維的替代品，也可作為導(dǎo)電防護、導(dǎo)電層的應(yīng)用。然而直接將金屬絲和碳纖維進行混紡，斷裂強度稍差，有待進一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了提高超導(dǎo)紗線的斷裂強度，本技術(shù)提供一種超導(dǎo)紗線及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種超導(dǎo)紗線的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種超導(dǎo)紗線的制備方法，包括如下步驟：

4、s1、將聚丙烯腈長絲升溫至180-200℃，保溫處理20-40min，升溫至260-280℃，保溫處理20-40min，降溫至室溫，獲得預(yù)氧化長絲；

5、s2、將預(yù)氧化長絲切斷，然后經(jīng)過梳棉，獲得棉條；

6、s3、在水中加入棉條混合，加入第一份3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂，攪拌處理1-3h，加入第二份3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、6-丙基-2-硫代尿嘧啶、帶雙鍵樹狀酰胺混合，加入引發(fā)劑，攪拌處理1-3h，取出棉條，洗滌，獲得表面處理棉條；

7、s4、將表面處理棉條和金屬絲進行并條，獲得混合纖維；

8、s5、將混合纖維經(jīng)過粗紗，細紗，絡(luò)筒，獲得混合紗線；

9、s6、將混合紗線升溫至440-460℃，保溫處理4-8min，升溫至780-800℃，保溫處理2-5min，降溫至室溫，獲得超導(dǎo)紗線。

10、通過采用上述技術(shù)方案，首先對聚丙烯腈長絲進行預(yù)氧化，然后經(jīng)切斷，梳棉，獲得棉條，之后對棉條進行表面處理，并和金屬絲進行并條，經(jīng)粗紗，細紗，絡(luò)筒，碳化，形成高含碳纖維與金屬絲混合的超導(dǎo)紗線，超導(dǎo)紗線中含有碳纖維以及金屬絲，且利用兩者之間的相互配合，能夠有效的提高斷裂強度，并顯著降低靜電電壓，且斷裂強度＞10cn/dtex、靜電電壓＜350v，表現(xiàn)出斷裂強度高、防靜電效果好的優(yōu)點，還具有良好的導(dǎo)電性，可作為碳纖維的替代品，也可作為導(dǎo)電防護、導(dǎo)電層的應(yīng)用，滿足市場需求，具有良好的應(yīng)用前景。

11、在棉條表面處理過程中，先將第一份3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂接枝到棉條的表面，引入碳碳雙鍵，然后利用聚合反應(yīng)，接枝第二份3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、6-丙基-2-硫代尿嘧啶、帶雙鍵樹狀酰胺，且引入硅氧基、硫基、氧基、伯胺基、氨基、酰胺基，其能夠和金屬絲表面形成配位鍵等分子間作用力，大大增加棉條和金屬絲之間的結(jié)合強度，提高交聯(lián)密度和整體性。而且3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、6-丙基-2-硫代尿嘧啶、帶雙鍵樹狀酰胺也能夠碳化，提高含碳量和交聯(lián)密度，增強超導(dǎo)紗線斷裂強度和防靜電效果，使超導(dǎo)紗線表現(xiàn)出更優(yōu)的綜合性能。

12、可選的，所述棉條、第一份3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、第二份3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、6-丙基-2-硫代尿嘧啶、帶雙鍵樹狀酰胺、引發(fā)劑的重量配比為100:(4-6):(2-4):(2-4):(2-4):(0.1-0.3)。

13、通過采用上述技術(shù)方案，對3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、6-丙基-2-硫代尿嘧啶、帶雙鍵樹狀酰胺、引發(fā)劑的添加量進行優(yōu)化，便于接枝，也便于棉條的表面處理，保證表面處理效果，也保證超導(dǎo)紗線制備的穩(wěn)定和質(zhì)量。

14、可選的，步驟s3中，所述棉條、水的重量配比為1:(7-13)。在多個實施方案中，棉條、水的重量配比為1:10，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為1:7、1:8、1:9、1:11、1:12、1:13，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

15、可選的，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的一種或幾種。

16、通過采用上述技術(shù)方案，對引發(fā)劑進行優(yōu)化，便于引發(fā)劑的選擇，而且過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨來源豐富，原料易得，價格便宜。

17、可選的，所述帶雙鍵樹狀酰胺采用以下方法制備：

18、t1、在甲苯中加入亞甲基琥珀酸酐混合，加入二乙烯三胺，攪拌處理1-3h，減壓濃縮，烘干，獲得帶雙鍵中間體；

19、t2、在溫度為80-90℃下，在水中加入癸二胺混合，加入帶雙鍵中間體，攪拌處理3-5h，減壓濃縮，烘干，獲得帶雙鍵樹狀酰胺。

20、可選的，所述亞甲基琥珀酸酐、二乙烯三胺、癸二胺的重量配比為(6-15):(5-14):(1-3)。優(yōu)選的，所述亞甲基琥珀酸酐、二乙烯三胺、癸二胺的重量配比為(10-11):(9-10):(1-3)。

21、通過采用上述技術(shù)方案，將亞甲基琥珀酸酐、二乙烯三胺混合，其中的酸酐基和仲胺基發(fā)生反應(yīng)，獲得帶雙鍵中間體。帶雙鍵中間體中還含有羧基、氨基。然后將其和癸二胺反應(yīng)，以癸二胺為核心，癸二胺中的氨基和帶雙鍵中間體中的羧基反應(yīng)，實現(xiàn)接枝，且重新引入氨基，進一步的氨基和帶雙鍵中間體中的羧基反應(yīng)，逐步增加支鏈，形成樹狀，并獲得帶雙鍵樹狀酰胺。帶雙鍵樹狀酰胺中含有較多的碳碳雙鍵、酰胺基、氨基。分步驟反應(yīng)，便于制備，保證帶雙鍵樹狀酰胺的質(zhì)量和使用效果。

22、在多個實施方案中，亞甲基琥珀酸酐、二乙烯三胺、癸二胺的重量配比為10.4:9.6:2，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為6:5:1、6:5:3、6:14:1、6:14:3、15:5:1、15:5:3、15:14:1、15:14:3，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

23、可選的，所述亞甲基琥珀酸酐、甲苯的重量配比為(6-15):(70-130)。優(yōu)選的，所述亞甲基琥珀酸酐、甲苯的重量配比為(10-11):(70-130)。在多個實施方案中，亞甲基琥珀酸酐、甲苯的重量配比為10.4:100，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為6:70、6:130、15:70、15:130、10:70、10:130、11:70、11:130，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

24、可選的，所述聚丙烯腈長絲和金屬絲的重量配比為(6-8):(2-4)。

25、通過采用上述技術(shù)方案，對聚丙烯腈長絲和金屬絲的重量配比進行優(yōu)化，便于超導(dǎo)紗線的制備。在多個實施方案中，聚丙烯腈長絲和金屬絲的重量配比為7:3，其也可以根據(jù)需要將重量配比設(shè)置為6:4、6.5:3.5、7.5:2.5、8:2，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

26、可選的，所述聚丙烯腈長絲的纖度為0.5-1.5dtex。

27、通過采用上述技術(shù)方案，對聚丙烯腈長絲的纖度進行優(yōu)化，便于聚丙烯腈長絲的選擇，而且還能夠穩(wěn)定來源，保證超導(dǎo)紗線的質(zhì)量。在多個實施方案中，聚丙烯腈長絲的纖度為1dtex，其也可以根據(jù)需要將纖度設(shè)置為0.5dtex、0.6dtex、0.7dtex、0.8dtex、0.9dtex、1.1dtex、1.2dtex、1.3dtex、1.4dtex、1.5dtex，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

28、可選的，所述聚丙烯腈長絲的斷裂強度為2-4cn/dtex。在多個實施方案中，聚丙烯腈長絲的斷裂強度為3cn/dtex，其也可以根據(jù)需要將斷裂強度設(shè)置為2cn/dtex、2.5cn/dtex、3.5cn/dtex、4cn/dtex，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

29、可選的，所述金屬絲為不銹鋼絲、銀絲、銅絲、鐵絲中的一種或幾種。

30、通過采用上述技術(shù)方案，對金屬絲進行優(yōu)化，便于金屬絲的選擇。

31、可選的，所述金屬絲的直徑為0.013-0.09mm。

32、通過采用上述技術(shù)方案，對金屬絲的直徑進行優(yōu)化，便于金屬絲的選擇，而且還能夠穩(wěn)定來源，保證超導(dǎo)紗線的質(zhì)量。在多個實施方案中，金屬絲的直徑為0.035mm，其也可以根據(jù)需要將直徑設(shè)置為0.013mm、0.02mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

33、步驟s1中，在多個實施方案中，將聚丙烯腈長絲升溫至190℃，保溫處理30min，升溫至270℃，保溫處理30min，降溫至23℃，獲得預(yù)氧化長絲。其也可以根據(jù)需要將聚丙烯腈長絲升溫至180℃，保溫處理40min，升溫至280℃，保溫處理20min，降溫至23℃，獲得預(yù)氧化長絲。其還可以根據(jù)需要將聚丙烯腈長絲升溫至200℃，保溫處理20min，升溫至260℃，保溫處理40min，降溫至23℃，獲得預(yù)氧化長絲。但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

34、步驟s6中，在多個實施方案中，將混合紗線升溫至450℃，保溫處理6min，升溫至790℃，保溫處理4min，降溫至23℃，獲得超導(dǎo)紗線。其也可以根據(jù)需要將混合紗線升溫至440℃，保溫處理8min，升溫至800℃，保溫處理2min，降溫至23℃，獲得超導(dǎo)紗線。其還可以根據(jù)需要將混合紗線升溫至460℃，保溫處理4min，升溫至780℃，保溫處理5min，降溫至23℃，獲得超導(dǎo)紗線。但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

35、第二方面，本技術(shù)提供一種超導(dǎo)紗線，采用如下的技術(shù)方案：

36、一種超導(dǎo)紗線，超導(dǎo)紗線采用所述的超導(dǎo)紗線的制備方法制備獲得。

37、綜上所述，本技術(shù)至少具有以下有益效果：

38、1、本技術(shù)超導(dǎo)紗線的制備方法，對聚丙烯腈長絲進行預(yù)氧化，切斷，梳棉，表面處理，然后和金屬絲進行并條，經(jīng)粗紗，細紗，絡(luò)筒，碳化，形成高含碳纖維與金屬絲混合的超導(dǎo)紗線。超導(dǎo)紗線中含有碳纖維以及金屬絲，且利用兩者之間的相互配合，斷裂強度＞10cn/dtex、靜電電壓＜350v，使超導(dǎo)紗線表現(xiàn)出斷裂強度高、防靜電效果好的優(yōu)點，滿足市場需求。

39、2、在棉條表面處理過程中，在棉條的表面接枝3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、6-丙基-2-硫代尿嘧啶、帶雙鍵樹狀酰胺，且在棉條表面引入硅氧基、硫基、氧基、伯胺基、氨基、酰胺基，其能夠和金屬絲表面形成配位鍵等分子間作用力，增加結(jié)合強度，而且經(jīng)過碳化，提高含碳量和交聯(lián)密度，增強超導(dǎo)紗線的斷裂強度和防靜電效果，使超導(dǎo)紗線表現(xiàn)出更優(yōu)的綜合性能。

40、3、本技術(shù)帶雙鍵樹狀酰胺的制備方法，先利用亞甲基琥珀酸酐、二乙烯三胺反應(yīng)形成帶雙鍵中間體，然后利用癸二胺、帶雙鍵中間體反應(yīng)，以癸二胺為核心，逐步增加支鏈，形成樹狀，獲得帶雙鍵樹狀酰胺。分步驟進行合成，便于帶雙鍵樹狀酰胺的制備，保證帶雙鍵樹狀酰胺的質(zhì)量和使用效果。