一种抗静电复合单丝及其制备方法与流程

本发明涉及复合单丝，尤其涉及一种抗静电复合单丝及其制备方法。

背景技术：

1、复合单丝作为一种复合型的纤维材料，其产品具有表面光滑、色泽绚丽、防水、防油、防紫外线、阻燃、凉爽、耐磨、使用寿命长等优点，因而被广泛应用于户外休闲用品、服饰、家具装饰、沙滩椅、吊床、窗帘、汽车坐垫脚垫、门垫、装潢用品等各个产品上。

2、制备复合单丝的主要原料包括pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、pps（聚苯硫醚）、pe（聚乙烯）、hdpe（高密度聚乙烯）、ldpe（低密度聚乙烯）等高分子聚合物，由于高分子聚合物本身为是疏水性结构，含水率低，容易引起静电。所以，利用复合单丝制成的衣料制品，容易积聚静电，存在穿着不愉快的问题，而且，在一些特殊环境下也存在引发火灾等安全隐患。因此从穿着舒适性以及安全性考虑，抗静电加工的必要性日趋明显。

3、目前市场上的抗静纤维很多，抗静面料通常通过三种的方式实现；一种是采用后整理方法，将抗静电剂附着在织物表面，但是抗静电的耐久性较差，影响其应用效果；另一种是将导电纤维，如金属纤维、碳纤维或镀银纤维按照一定的方式、一定的比例添加到织物中，抗静电性能优异，但是面料的手感差或成本很高，且添加量较大时，会导致面料的强度变低，在服饰面料的应用上受到很大限制；第三种是在纺丝过程中加入炭黑或石墨获得抗静电纤维，通过这种方式获得的抗静电纤维具有一定的色泽，使用这种纤维的面料的颜色会受到限制，染成浅色时会影响面料外观。

4、因此，我们提出了一种抗静电复合单丝及其制备方法用于解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种抗静电复合单丝及其制备方法。

2、一种抗静电复合单丝，包括芯层单丝和皮层；所述皮层包裹所述芯层单丝；

3、将混有改性木质素纤维的pps切片，经干燥、螺杆熔融、纺丝、拉伸定型、微波处理后制成芯层单丝；

4、将混有改性导电氧化物的hdpe切片，经干燥、螺杆熔融后制成皮层；

5、所述pps切片中，改性木质素纤维的添加量为8％～22％wt；

6、所述hdpe切片中，改性导电氧化物的添加量为2％～6％wt。

7、优选的，所述改性木质素纤维的制备方法包括以下步骤：将木质素纤维浸泡在稀硫酸中，浸泡完毕后，进行过滤，将滤饼烘干至含水量为5%～25%wt，烘干温度为60℃～90℃，然后将烘干后的滤饼、偶联剂和纳米碳酸钙进行充分混合，混合1h～2h，得到改性木质素纤维；

8、其中稀硫酸中溶质的浓度为0.01mol/l～0.5mol/l，木质素纤维、纳米碳酸钙和偶联剂的质量比为1：（0.01～0.25）：（0.3～0.6）。

9、优选的，所述改性导电氧化物由导电氧化物、十二烷基苯磺酸钠和偶联剂混合得到；

10、其中，导电氧化物、十二烷基苯磺酸钠和偶联剂的质量比为1：（0.1～0.15）：（0.1～0.3）。

11、优选的，所述改性木质素纤维中纳米碳酸钙的粒径为20nm-100nm。

12、优选的，所述导电氧化物为导电氧化锌和导电氧化钛中的至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。

13、优选的，一种抗静电复合单丝的制备方法，包括以下步骤：

14、步骤1、将混有改性木质素纤维的pps切片，经干燥、螺杆熔融、纺丝、拉伸定型、微波处理后制成芯层单丝；

15、步骤2、将混有改性导电氧化物的hdpe切片，经干燥、螺杆熔融后制成皮层。

16、步骤3、将步骤1和步骤2中制成的芯层单丝和皮层复合、纺丝，而后进行水浴冷却，最后卷绕成型制成抗静电复合单丝。

17、优选的，所述步骤1中，所述干燥处理时，在60℃～110℃下预结晶1h～2h，1h～2h升温至110℃～135℃，达到预设温度后保温3h～6h；

18、所述螺杆熔融时，挤出机的泵供量：300～500g/min，压力：60～150kg/cm2，预热区温度：270℃～300℃，熔融区温度：285℃～320℃，计量区温度：295℃～320℃；所述纺丝时，模板温度：285℃～320℃，纺丝速度：50℃～300m/min；所述拉伸定型时，拉伸倍数：4～5.5，定型温度：150℃～210℃；

19、微波处理时：微波装置的功率为400w～1000w，芯层单丝在微波装置中的停留时间3s～8s。

20、优选的，所述步骤2中，所述干燥处理时，在45℃～80℃下预结晶1h～2h，1h～2h升温至90℃～120℃，达到预设温度后保温3h～5h；

21、所述螺杆熔融时，挤出机供量：300～550g/min，压力：50kg/cm2～150kg/cm2，预热区温度：235℃～275℃，熔融区温度：245℃～285℃，计量区温度：255℃～285℃。

22、优选的，所述步骤3中，所述芯层单丝和所述皮层复合时，挤出机的泵供量：100g/min～150g/min，主机温度：160℃～250℃，机头温度：160℃～250℃，螺杆压力：150kg/cm2～300kg/cm2。

23、本发明的有益效果是：

24、1、本发明提出的复合单丝，以芯层单丝为主要导电区域，皮层为辅助导电区域，芯层单丝和皮层单丝之间相互导通，能够有效的避免静电的积聚，在芯层单丝制备过程中，微波处理时，能够将改性木质素纤维中稀硫酸的水分蒸发掉，使得硫酸变浓，将木质素纤维碳化，形成纤维状的导电炭，有效的提高芯层单丝的导电效果；另一方面，通过在皮层内加入少量的导电氧化物，能够提高皮层的导电效果，使得芯层单丝和皮层单丝之间相互导通，形成一个完整的导电体，便于静电的释放，另一方面，高密度聚乙烯本身色泽为白色，导电氧化物也为白色，因此，皮层能够对芯层单丝起到一定的遮蔽作用，便于将复合单丝染成需要的颜色。

25、2、本发明提出的复合单丝，在芯层单丝制备过程中，微波处理时，将改性木质素纤维中稀硫酸的水分蒸发掉，水蒸气逸出时，会在芯层单丝上留下许多微孔，在芯层单丝与皮层复合时，皮层的部分原料会填充至微孔内，有效的提高了芯层单丝与皮层的粘接强度。

26、3、本发明提出的复合单丝，在芯层单丝制备过程中，通过微波处理，水蒸气会将木质素纤维与纳米碳酸钙之间的偶联剂冲开，且碳化后的木质素纤维中吸附有硫酸，此时纳米碳酸钙会与硫酸进行反应，生成的硫酸钙在碳化后的木质素纤维上“生长”，通过硫酸钙提高碳化后木质素纤维的强度，进而提高芯层单丝的强度。

技术特征：

1.一种抗静电复合单丝，其特征在于，包括芯层单丝和皮层；所述皮层包裹所述芯层单丝；

2.根据权利要求1所述的一种抗静电复合单丝，其特征在于，所述改性木质素纤维中纳米碳酸钙的粒径为20nm-100nm。

3.根据权利要求1所述的一种抗静电复合单丝，其特征在于，所述导电氧化物为导电氧化锌和导电氧化钛中的至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。

4.一种根据权利要求1-3任一所述的抗静电复合单丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种抗静电复合单丝及其制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述干燥处理时，在60℃～110℃下预结晶1h～2h，1h～2h升温至110℃～135℃，达到预设温度后保温3h～6h；

6.根据权利要求4所述的一种抗静电复合单丝及其制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述干燥处理时，在45℃～80℃下预结晶1h～2h，1h～2h升温至90℃～120℃，达到预设温度后保温3h～5h；

7.根据权利要求4所述的一种抗静电复合单丝及其制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述芯层单丝和所述皮层复合时，挤出机的泵供量：100g/min～150g/min，主机温度：160℃～250℃，机头温度：160℃～250℃，螺杆压力：150kg/cm2～300kg/cm2。

技术总结本发明涉及复合单丝技术领域，尤其涉及一种抗静电复合单丝及其制备方法，一种抗静电复合单丝，包括芯层单丝和皮层；所述皮层包裹所述芯层单丝；将混有改性木质素纤维的PPS切片，经干燥、螺杆熔融、纺丝、拉伸定型、微波处理后制成芯层单丝；将混有改性导电氧化物的HDPE切片，经干燥、螺杆熔融后制成皮层，本发明提出的复合单丝，以芯层单丝为主要导电区域，皮层为辅助导电区域，芯层单丝和皮层单丝之间相互导通，能够有效的避免静电的积聚，在芯层单丝制备过程中，微波处理时，能够将改性木质素纤维中稀硫酸的水分蒸发掉，使得硫酸变浓，将木质素纤维碳化，形成纤维状的导电炭，有效的提高芯层单丝的导电效果。技术研发人员：钱琦渊,李建良,张振峰,汪一飞受保护的技术使用者：无锡金通高纤股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2