[发明专利]一种导电纤维制备方法及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种导电纤维的制备方法，属于功能纤维技术领域。

背景技术

随着工业生产的发展，因静电造成的事故日益增多，静电的作用和危害才因此受到各国研究机构和学术组织的重视。

近年来，随着计算机、电信、微波炉等的迅速发展和普及，人类生活、工作环境中的电磁辐射日渐严重，因而产生的电磁波干扰对电子仪器设备的正常工作及人类的健康带来了很多负面影响。为了防止静电干扰和电磁波干扰，从20世纪中期至今，人们已开发出各种抗静电产品和电磁屏蔽材料。近十年，研究的重点又更多的转向了导电纤维。由于导电纤维的抗静电效果显著而持久，且不受环境湿度的影响。用导电纤维制成的导电织物，具有导电、导热、屏蔽、吸收电磁波等功能，广泛应用于电子、电力行业的导电网、抗静电服、医疗行业的电热服、电热绷带；航空、航天、精密电子行业的电磁屏蔽罩等方面。因此，导电纤维的研制和应用越来越受到重视。

制备导电纤维主要分为下列几种方法：

一、共混纺丝法：即在基体聚合物中直接加入导电粒子(金属粒子、炭黑粒子、金属氧化物等)，进行直接纺丝，或将导电母粒与基体聚合物进行复合纺丝而制成的导电纤维。采用这类方法制成的导电纤维在国内外已发表的专利有很多，如美国专利US4835056，US5391432，，US5776608等；中国专利包括CN1438363A，CN1563562A，CN101086088A等。通过该方法，所得纤维的导电性能都不是很高，因为导电粒子的添加量直接影响到纤维的可纺性，以及纤维的各项力学性能。

二、表面涂覆法：表面涂覆的方法一般是将导电材料与粘合剂以一定的比例混合，并均匀的涂到纤维的表面，赋予纤维导电性能；或通过电镀方法在纤维表面进行镀层，制备导电纤维。这种方法国内外也均有报道，如美国专利US4716055，US4061827等，中国专利CN87104346A，CN1424455A等均采用表面涂覆的方法。这种通过表面涂覆方法所制备的导电纤维导电性较好，但纤维手感粗硬，不适于进行纺织加工。

三、导电聚合物直接纺丝或导电聚合物单体界面聚合方法：该方法是利用本身具有导电性能的高聚物进行直接纺丝，制备导电纤维(US5788897，CN1316554A)，或采用导电聚合物单体在基体聚合物表面上进行聚合，在基体聚合物表面上形成导电层，赋予纤维导电性。该类聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。该方法的主要问题是聚合物合成机理复杂，纺丝工艺难以控制，聚合物单体有毒，环境对导电性能有一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种新型导电纤维的制备方法，该导电纤维导电性强，不影响基本纤维强度，耐久性好，应用范围广，且易实现工业化生产。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，该方法是是通过浸沾或喷涂的方法，将配制好的导电材料、包括导电粒子或导电聚合物和光敏聚合物混合溶液、包括均一溶液或悬浮液均匀的涂在纤维表面，在紫外光的照射下，涂层固化，导电材料被固定在纤维表面，并赋予纤维导电性能。

所述的紫外灯光下照射，采用灯箱温度25℃～125℃；固化过程中，紫外光源波长控制在280-350nm，功率150-250mW/cm²，照射时间2-15s。

所述的导电材料和光敏聚合物的制备、包括以下步骤：

一、光敏聚合物的制备：

(1)大分子光敏剂的制备：将适量的2，4二羟基二苯甲酮(UV-0)，及NaOH，加入干燥的三口烧瓶中，充氮气30分钟后，加入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，搅拌、升温、反应，得到黄色粘稠液体(BPMA)，避光待用。

(2)光敏聚合物的制备：分别向三口烧瓶中加入乙烯基聚合物单体、BPMA、十二烷基硫酸、引发剂，加入适量的去离子水，通氮气30分钟，升温反应一定时间，提纯。如选用非水溶性聚合物，反应完毕后需加入5％的氯化钙(CaCL₂)水溶液，通过离心机提纯。得到光敏聚合物可以通过四氢呋喃(THF)，二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)之一或其混合溶液进行溶解。上述所述引发剂可以为过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)、或过硫酸铵(APS)之一。

二、导电涂层溶液的配置：

(1)导电材料预处理：将导电组分加入高混机，升温高速搅拌一定时间，以雾状形式喷入钛酸酯偶联剂；低速搅拌一定时间，再高速搅拌后，既可得到预处理的导电组分。