[发明专利]一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种非晶纳米晶改性涤纶制备方法，该制备方法获得的纤维具备自洁和电磁屏蔽功能。

背景技术

   随着现代高新技术的发展，各种家用电器、电子设备、办公自动化设备、雷达、电视广播等电器装置的使用，电磁辐射已成为隐形公害。电磁干扰不仅会干扰电气设备,也会对人体健康带来严重的威胁。从20世纪90年代至今,世界各国争相研究新型电磁屏蔽材料,尤其是电磁屏蔽纤维的开发与研制,并取得了一定的进展。

    第一代屏蔽纤维由金属纤维充当，由金属丝（铁、铜、镍等）和服用纱（线）混纺（编），屏蔽衰减能达到99%以上，且是灵活有效的加工方式，但存在织物厚、重、硬、不耐折和水洗等缺陷，这都限制了它在纺织加工中的应用。

第二代的织物涂镀法，分为物理涂层和化学镀层。采用含导电材料（某些金属及其盐类和碳黑等）的涂层剂对织物表面进行涂层加工，在织物表面形成一层金属薄膜，此时屏蔽的电磁波能达到95%以上。但金属涂层和织物之间的结合力较小，所以面料的可加工性、耐洗涤性和耐腐蚀性差，金属薄膜一旦局部有脱落，该织物的屏蔽效能就会大为削减。金属镀是采用化学镀、真空镀、电镀方法将铜、镍等金属镀覆在织物上，在表面再涂上树脂，能获得均匀的镀层,不会大幅度地降低纤维的其他良好性能。和涂层一样受涂层厚度限制，屏蔽效果有限,且结合力较差，金属很容易脱落,存在金属离子污水。

第三代的本征型导电聚合物纤维，主要指聚吡咯纤维、聚苯胺纤维、聚噻吩纤维等，经适当的掺杂后，其电阻率可以在绝缘体、半导体和金属态范围内变化，当电导率在半导体状态时，具有很好的吸波效果。此类纤维可由直接纺丝法和后处理法制得。由于本征型导电聚合物纤维加工成形困难，耐热，光稳定性差，目前尚未得到广泛应用。

第四代的纳米填充型聚合物复合纤维，将具有电磁屏蔽功能的无机粒子或粉末与普通纤维切片共混后进行纺丝,可制备具有良好的导电性和屏蔽性的纤维,又使纤维不失去原有的强度、延伸性等性能。共混法制得材料具有成本低、寿命长、可靠性高等优点,但屏蔽性能不高,特别是高频时屏蔽性能会下降。而增加填料的用量又将损失材料的机械性能。功能性纳米粉体尺寸小,且在高温纺丝时热稳定性好,但电磁波防护性明显不足。因此如何改善填料性能、优化填料排列方式,以达到屏蔽性能、机械性能、工艺性能的和谐统一是一个重要研究课题。

发明内容

针对第四代纳米填充型聚合物复合纤维的缺陷，本发明提供一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法，通过选择具有屏蔽性能的非晶纳米晶并配合熔融复合纺丝的工艺，使得通过本发明制备的电磁屏蔽纤维可达到纳米添加剂的均匀分散与可纺性，同时具有力学性能提升，抗菌性能增加，电磁屏蔽性的协同效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法，包括如下工序：

（1）选择基体：

选择涤纶聚酯作为纺丝基体；

（2）选择功能添加剂：

选择非晶纳米晶纳米功能粉体作为功能添加剂；

（3）熔融纺丝：

将纺丝基体和功能添加剂共混，熔融纺丝。

根据权利要求1所述的一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法，其特征在于：

所述选择功能添加剂工序中，非晶纳米晶纳米功能粉体选自碳纳米管、磁性纳米粉体、具有导电性和抗菌性能的纳米粉体中的一种或其混合。

如前所述的一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法， 

所述选择功能添加剂工序中，磁性纳米粉体选自非晶态的CoFe、Fe3O4，所述具有导电性和抗菌性能的纳米粉体选自纳米银、纳米铜。

如前所述的一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法，

所述选择功能添加剂工序中，所述碳纳米管的添加量为总质量的0.05%~8%，磁性纳米粉体的添加量为总质量的0.05%~12%，抗菌性纳米粉体的添加量为总质量的0.01~2%。

如前所述的一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法， 

所述选择功能添加剂工序中，所述非晶纳米晶纳米功能粉体需经过偶联剂的处理，所述的处理是指将碳纳米管、磁性纳米粉体、具有导电性和抗菌性能的纳米粉体各自质量分数的1%的偶联剂喷在非晶纳米晶纳米功能粉体上搅拌混合，在80℃干燥4小时。

如前所述的一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法， 

所述偶联剂是指硅烷偶联剂KH-560或钛酸酯偶联剂。

如前所述的一种非晶纳米晶改进涤纶自洁屏蔽纤维制备方法，