專利名稱：一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁屏蔽纖維領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維及 其制備方法，特別是涉及一種包括聚合物和低熔點(diǎn)金屬的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽纖維及 其熔融復(fù)合紡絲的方法。
背景技術(shù)：
隨著信息電子科技的發(fā)展，尤其當(dāng)電腦的使用深入到社會(huì)生活的方方面面之后， 人們?cè)絹碓蕉嗟谋┞对陔姶挪ǖ妮椛渲?。電磁波輻射帶給人們很多危害，如引發(fā)人體溫 升高，對(duì)人體固有的電磁波產(chǎn)生干擾，從而引發(fā)機(jī)體的病變。因此，電磁輻射需要得到人們 有效的治理，電磁屏蔽材料是有效治理及屏蔽電磁波干擾的重要手段。目前國(guó)內(nèi)開發(fā)的金屬/聚合物導(dǎo)電復(fù)合纖維有多種制備方法，其中主要有噴涂 法、化學(xué)鍍、金屬長(zhǎng)纖紡進(jìn)短纖、金屬粒子或纖維與聚合物混紡，以及納米金屬聚合物纖維。 2005年6月1日公開的專利CN1621603 “一種錫包銅電磁屏蔽紡織品及其制備方法”提供 一種通過在非金屬纖維紡織品的纖維表面覆蓋金屬導(dǎo)電層，使紡織品具有電磁屏蔽作用， 采用的是化學(xué)鍍和電鍍的方法；2009年7月四日公開專利CN101492848“金屬絲包芯彈性 紗及其制造方法”描述了一種可用于彈性織物或柔性織物的經(jīng)、緯紗的金屬絲包芯紗及其 制造方法，是將金屬長(zhǎng)絲摻和進(jìn)了短纖紗中。金屬纖維與聚合物混紡的研究，有2010年9月 22日公開的專利CN101838470A，將導(dǎo)電纖維層埋設(shè)在導(dǎo)電基體中，制成了可代替金屬的電 磁屏蔽塑料。對(duì)于納米金屬聚合物纖維，在2008年6月25日公開的專利CN101205640A“一 種熔體直紡生產(chǎn)皮芯結(jié)構(gòu)微波屏蔽功能纖維的方法”報(bào)道了一種在纖維皮層中加入導(dǎo)電納 米金屬粒子的皮芯復(fù)合紡制備的纖維。但這些方法中都存在一定的問題，噴涂和化學(xué)鍍的 表層金屬易脫落；包芯紗金屬纖維制備困難；納米粒子在復(fù)合纖維中易團(tuán)聚，加工過程中 易氧化；金屬粒子則是需要很高的填充量才能滿足電磁屏蔽的要求。對(duì)于電磁屏蔽纖維熔融紡皮芯結(jié)構(gòu)的研究也隨著該領(lǐng)域的發(fā)展而層出不窮。2005 年11月16日公開的專利CN1696360A中，制備了是導(dǎo)電粉料與聚合物的混合物作為皮 層，聚合物與微波吸收劑作為芯層的皮芯結(jié)構(gòu)電磁屏蔽纖維，所得的纖維屏蔽微波不超過 90%，說明其依然存在導(dǎo)電粉料易團(tuán)聚，由于導(dǎo)電材料為分散相從而導(dǎo)致電磁屏蔽效能低 的問題；在2006年7月5日公開的專利CN1796623A “導(dǎo)電性能優(yōu)異的復(fù)合纖維的制造方 法”中，提供一種以碳納米管作為芯層，熱塑性樹脂作為皮層的導(dǎo)電纖維，但該纖維成本較 高，很難廣泛的使用。在近十年的研究中，低熔點(diǎn)金屬(合金)/聚合物復(fù)合導(dǎo)電材料逐漸被人們關(guān)注。 它克服了其他導(dǎo)電金屬或合金熔點(diǎn)高加工難的問題。并且在熱塑性加工的過程中由于其 熔融可流動(dòng)，原位復(fù)合所形成的微觀相提高了材料電磁屏蔽效果。1998年熊傳溪等人在 《LMPM/PP復(fù)合材料的導(dǎo)電性能》中對(duì)復(fù)合材料的宏觀性能做了詳盡的研究；賀江平等在不 同條件下制備Sn-Cu/HDPE復(fù)合材料中合金相微觀結(jié)構(gòu)。但并未見報(bào)道對(duì)低熔點(diǎn)金屬(合 金)/聚合物復(fù)合纖維的制備和性能研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維及其制備方法，特別是提供一種 包括聚合物和低熔點(diǎn)金屬的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽纖維及其熔融復(fù)合紡絲的方法。本發(fā) 明的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維織成面料后，能夠有效地屏蔽電磁波對(duì)人體的干擾，抑制 了電磁波輻射帶給人們的傷害。本發(fā)明的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構(gòu)成，皮層的材料是熱塑性 樹脂，芯層的材料是低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相。本 發(fā)明的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，其中芯層與皮層的物質(zhì)均為連續(xù)的纖維。本發(fā)明的一 種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，包括長(zhǎng)絲和短絲。作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述的皮層與芯層的截面積比為3 20 1。皮層和芯層的截面積之比太大會(huì)降 低芯層的微波屏蔽能效，太小又會(huì)使纖維成纖困難，力學(xué)性能降低。因此選擇皮層與芯層的 截面積比為3 20 1，既可以保證屏蔽的效果，又可以保證纖維的強(qiáng)度等物性指標(biāo)。本發(fā) 明的皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維除了同心結(jié)構(gòu)還可以做成偏心結(jié)構(gòu)，得到具有三維卷曲結(jié)構(gòu)的 纖維。所述的熱塑性樹脂為單種聚合物或聚合物合金。單一的聚合物在力學(xué)性能及化學(xué) 性能方面都不及聚合物合金，因此，選擇聚合物合金作為電磁屏蔽纖維的皮層可以適用于 工業(yè)上對(duì)纖維力學(xué)性能要求較高的領(lǐng)域。所述的聚合物為PET、PBT、PTT、PA或PP ；所述的聚合物合金為PET、PBT、PTT、PA 或PP中的兩種或兩種以上的物理混合物。所述的芯層中，低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為99. 8 0.2 97 3。所述的低熔點(diǎn)金屬為金屬錫或鉍；所述的低熔點(diǎn)合金為錫、鉍、銻或銅中的兩種或 兩種以上合金。低熔點(diǎn)合金的熔點(diǎn)要低于其任一組分的熔點(diǎn)，導(dǎo)電性能也高于任一組分，使 用低熔點(diǎn)合金可以降低紡絲溫度，另外得到電磁屏蔽效能更好的纖維。所述的偶聯(lián)劑為異丙基三羧鈦酸脂、二油酰基二異辛脂磷酸酰氧基伏酸異丙酯、 異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯或雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯。本發(fā)明還提供了一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維的制備方法，包括以下步驟(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理用偶聯(lián)劑處理低熔點(diǎn)金屬和/或合金，其中低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的質(zhì) 量比為99. 8 0.2 97 3 ；所述的低熔點(diǎn)金屬和/或合金為顆粒，粒度為1 5mm;如果偶聯(lián)劑是固態(tài)的，可直接混合；如果偶聯(lián)劑是液態(tài)的，則將偶聯(lián)劑與同比例稀 釋液混合，再將低熔點(diǎn)金屬和/或合金顆粒放入高溫捏合機(jī)中，并將上述偶聯(lián)溶液直接噴 灑在低熔點(diǎn)金屬和/或合金顆粒上并攪拌；低熔點(diǎn)金屬和/或合金采用1 5mm的顆粒主 要是因?yàn)?，進(jìn)螺桿時(shí)顆粒太大，則無法進(jìn)料，同時(shí)也有利于熔融和紡成纖維。攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速越 高，偶聯(lián)劑處理表面效果越好。高速攪拌15min，所得處理后的低熔點(diǎn)金屬和/或合金進(jìn)行 2h烘干。(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為
a)將預(yù)處理后的低熔點(diǎn)金屬和/或合金和偶聯(lián)劑的混合物進(jìn)行干燥；將熱塑性樹 脂進(jìn)行真空干燥；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至聚合物及合金熔點(diǎn)以上，將所述干燥后的熱塑性樹脂喂入雙組 份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度在熱塑性樹脂熔點(diǎn)20-30°C以上，將所述干 燥后的低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中， 螺桿熔融區(qū)溫度在低熔點(diǎn)金屬和/或合金熔點(diǎn)的20-30°C以上，并且與熱塑性樹脂的熔融 區(qū)溫度相近，易于纖維成型。兩個(gè)組分分別經(jīng)螺桿熔融混合后，通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組 件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu)纖維；所述的皮芯結(jié)構(gòu)纖維，皮層的材料是熱塑性樹脂，芯層 的材料是低熔點(diǎn)金屬和/或合金和偶聯(lián)劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)高速卷繞，形成皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維。如上所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維的制備方法，所述的低熔點(diǎn)金屬和/或合 金和偶聯(lián)劑的混合物與熱塑性樹脂的投料質(zhì)量比為3 20 5，低熔點(diǎn)合金的密度約為 6. 55-9. 80g/cm3，聚合物密度約為0. 91-1. 38g/cm3 ；所述的熱塑性樹脂為單種聚合物或聚 合物合金；其中，所述的聚合物為PET、PBT、PTT、PA或PP ；所述的聚合物合金為PET、PBT、 PTT、PA或PP中的兩種或兩種以上的物理混合物。如上所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維的制備方法，所述的低熔點(diǎn)金屬為金屬錫 或鉍；所述的低熔點(diǎn)合金為錫、鉍、銻或銅中的兩種或兩種以上的合金；所述的偶聯(lián)劑為異 丙基三羧鈦酸脂、二油酰基二異辛脂磷酸酰氧基伏酸異丙酯、異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯 或雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯。有益效果(1)本發(fā)明的制作設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、有較好的實(shí)用價(jià)值；(2)利用與聚合物熔融共擠出的低熔點(diǎn)金屬(合金)作為連續(xù)金屬填料來取代金 屬粉末，更加有利于形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到良好的屏蔽效能。(3)低熔點(diǎn)金屬(合金)作為芯層與聚合物復(fù)合增加了屏蔽效能的帶寬，可以在較 寬的頻率范圍內(nèi)獲得較高的屏蔽效能。(4)熔融紡制的長(zhǎng)絲，由于低熔點(diǎn)金屬和/或合金組分被完整包覆在皮層內(nèi)部的， 解決了金屬層表面易氧化、易脫落或者金屬粉末易團(tuán)聚，從而導(dǎo)致屏蔽效能下降的問題。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。本發(fā)明的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構(gòu)成，皮層是熱塑性樹脂，芯 層是低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的混合物。所述的皮層與芯層的截面積比為3 20 1。所述的熱塑性樹脂為單種聚合物或聚合物合金。所述的聚合物為PET、PBT、PTT、PA或PP ；所述的聚合物合金為PET、PBT、PTT、PA 或PP中的兩種或兩種以上的物理混合物。
所述的芯層中，低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的的質(zhì)量比為99.8 0.2 97 3。所述的低熔點(diǎn)金屬為金屬錫或鉍；所述的低熔點(diǎn)合金為為錫、鉍、銻或銅中的兩種 或兩種以上合金。所述的偶聯(lián)劑為異丙基三羧鈦酸酯、二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐ァ?異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯或雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯。實(shí)施例1(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理 將異丙基三羧鈦酸酯與平均粒度為5mm的錫銻合金(60/40)顆粒放入高溫捏合機(jī) 并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫銻(60/40)合金顆粒進(jìn)行 2h烘干；其中錫銻(60/40)合金顆粒與異丙基三羧鈦酸酯的質(zhì)量比為99. 8 0.2；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的錫銻(60/40)合金顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合物進(jìn)行干燥； 將PP進(jìn)行真空干燥；錫銻(60/40)合金顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合物與PP的投料質(zhì) 量比為35；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至230°C，將所述干燥后的PP喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支螺 桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為230°C;將所述干燥后的錫銻(60/40)合金顆粒和異丙基三羧鈦酸 酯的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為220°C ；分別經(jīng)螺桿 熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu)纖維，纖維 的皮層是PP，其芯層是錫銻(60/40)合金顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合物，皮層與芯層 均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維長(zhǎng)絲，纖度為65dteX/12f，強(qiáng)度為2. 7cN/dteX，斷裂伸長(zhǎng)率為3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達(dá)到32dB，能屏蔽掉97. 39%的微波。實(shí)施例2(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理將二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐ヅc異丙醇等比例混合稀釋，再將Imm 的錫金顆粒放入高溫捏合機(jī)機(jī)，并將上述溶液直接噴灑在錫金顆粒上并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速 200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫金顆粒進(jìn)行池烘干；其中錫金顆粒與二油酰基 二異辛脂磷酸酰氧基伏酸異丙酯的質(zhì)量比為97 3；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的錫金顆粒和二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐サ幕旌衔?進(jìn)行干燥；將PET進(jìn)行真空干燥；錫金顆粒和二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐サ?混合物與PET的投料質(zhì)量比為20 5；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至290°C，將所述干燥后的PET喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支 螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為290°C ；將所述干燥后的錫金顆粒和二油?；愋林姿狨Ｑ?基伏酸異丙酯的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為240°C ；分別經(jīng)螺桿熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu) 纖維，纖維的皮層是PET，其芯層是錫金顆粒和二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐サ?混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維單絲纖度為3D，強(qiáng)度為2. 5cN/dteX，斷裂伸長(zhǎng)率為5%。得到纖維的微波屏 蔽效能達(dá)到25dB，能屏蔽掉94. 38%的微波。d)經(jīng)熱定型和剪切后，得到75mm具有一定三維卷曲結(jié)構(gòu)的短纖。實(shí)施例3(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理將異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯與石油醚等比例混合稀釋，再將2mm的鉍金顆粒放 入高溫捏合機(jī)，并將上述溶液直接噴灑在鉍金顆粒上并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速200r/min，高速 攪拌15min，所得處理后的鉍顆粒進(jìn)行池烘干；其中鉍金顆粒與異丙基三油酸酰氧基鈦酸 酯的質(zhì)量比為97 3 ；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的鉍金顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物進(jìn)行干燥；將 PBT進(jìn)行真空干燥；鉍金顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物與PBT的投料質(zhì)量比 為 20 5 ；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至290°C，將所述干燥后的PBT喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支 螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為260°C ；將所述干燥后的鉍金顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯 的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為290°C ；分別經(jīng)螺桿熔 融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu)纖維，纖維的 皮層是PBT，其芯層是鉍金顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物，皮層與芯層均為連 續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維長(zhǎng)絲纖度為48dteX/12f，強(qiáng)度為2. 4cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)率為4%。得到纖維 的微波屏蔽效能達(dá)到25dB，能屏蔽掉94. 38%的微波。實(shí)施例4(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理將雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯與異丙醇等比例混合稀釋，再將平均粒 度為5mm的錫銅合金(60/40)顆粒放入固體攪拌機(jī)，并將上述溶液直接噴灑在錫銅合金 (60/40)顆粒上并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫銻合金顆 粒進(jìn)行池烘干；其中錫銅合金(60/40)顆粒與雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的質(zhì) 量比為99. 8 0. 2 ；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的錫銅合金(60/40)顆粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯 的混合物進(jìn)行干燥；將PTT進(jìn)行真空干燥；錫銅合金(60/40)顆粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯 基)乙撐鈦酸酯的混合物與PTT的投料質(zhì)量比為3 5；
b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至260°C，將所述干燥后的PTT喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支 螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為260°C ；將所述干燥后的錫銅合金(60/40)顆粒和雙(二辛氧基 焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫 度為230°C ；分別經(jīng)螺桿熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出 成皮芯結(jié)構(gòu)纖維，纖維的皮層是PPT，其芯層是錫銅合金(60/40)顆粒和雙(二辛氧基焦磷 酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維長(zhǎng)絲，纖度為82dteX/12f，強(qiáng)度為2. lcN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達(dá)到30dB，能屏蔽掉96. 84%的微波。實(shí)施例5(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理將雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯與異丙醇等比例混合稀釋，再將Imm的 鉍顆粒放入高溫捏合機(jī)，并將上述溶液直接噴灑在鉍金顆粒上并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速200r/ min,高速攪拌15min，所得處理后的鉍顆粒進(jìn)行池烘干；其中鉍顆粒與雙(二辛氧基焦磷 酸酯基)乙撐鈦酸酯的質(zhì)量比為97 3；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的鉍金顆粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物進(jìn)行 干燥；將PA66進(jìn)行真空干燥；鉍金顆粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物 與PA66的投料質(zhì)量比為15 5 ；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至290°C，將所述干燥后的PA66喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支 螺桿中，螺桿溫度為280°C ；將所述干燥后的鉍顆粒和馬來酸二丁基錫的混合物喂入雙組份 復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，螺桿溫度為290°C ；分別經(jīng)螺桿熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲 箱體和復(fù)合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu)纖維，纖維的皮層是PA66，其芯層是鉍金顆 粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維長(zhǎng)絲纖度為44dteX/12f，強(qiáng)度為3. 2cN/dteX，斷裂伸長(zhǎng)率為2. 3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達(dá)到27dB，能屏蔽掉95. 36%的微波。實(shí)施例6(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理將異丙基三羧鈦酸酯與平均粒度為5mm的錫銻合金(60/40)顆粒放入高溫捏合機(jī) 并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫銻(60/40)合金顆粒進(jìn)行 2h烘干；其中錫銻(60/40)合金顆粒與異丙基三羧鈦酸酯的質(zhì)量比為98. 5 1.5；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的錫銻合金(60/40)顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合物進(jìn)行干燥； 將PET/PTT(90/10)進(jìn)行真空干燥；錫銻合金(60/40)顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合物與 PET/PTT(90/10)的投料質(zhì)量比為10 5 ；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至260°C，將所述干燥后的PET/PTT (90/10)喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支螺桿中，螺桿溫度為260°C;將所述干燥后的錫銻合金(60/40)顆粒和異丙基 三羧鈦酸酯的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，螺桿溫度為220°C ；分別經(jīng)螺 桿熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu)纖維，纖 維的皮層是PET/PTT(90/10)，其芯層是錫銻合金(60/40)顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合 物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維長(zhǎng)絲，纖度為75dteX/12f，強(qiáng)度為3. 2cN/dteX，斷裂伸長(zhǎng)率為3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達(dá)到35dB，能屏蔽掉98. 22%的微波。實(shí)施例7(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理將雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯與異丙醇等比例混合稀釋，再將平均粒 度為3mm的錫鉍合金(60/40)顆粒放入固體攪拌機(jī)，并將上述溶液直接噴灑在錫鉍合金 (60/40)顆粒上并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫鉍合金顆 粒進(jìn)行池烘干；其中錫鉍合金(60/40)顆粒與雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的質(zhì) 量比為99 1 ；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的錫鉍合金(60/40)顆粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯 的混合物進(jìn)行干燥；將PBT/PTT (50/50)進(jìn)行真空干燥；錫鉍合金(60/40)顆粒和雙(二辛 氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物與PBT/PTT(50/50)的投料質(zhì)量比為5 5；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至250°C，將所述干燥后的PBT/PTT (50/50)喂入雙組份復(fù)合紡絲 機(jī)其中一支螺桿中，螺桿溫度為250°C;將所述干燥后的錫鉍合金(60/40)顆粒和雙(二辛 氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，螺桿溫度 為220°C ；分別經(jīng)螺桿熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出成 皮芯結(jié)構(gòu)纖維，纖維的皮層是PBT/PTT(50/50)，其芯層是錫銻合金(60/40)顆粒和雙(二辛 氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維長(zhǎng)絲，纖度為83dteX/12f，強(qiáng)度為4. lcN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率為2. 3%。得到 纖維的微波屏蔽效能達(dá)到40dB，能屏蔽掉99%的微波。實(shí)施例8(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理將異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯與石油醚等比例混合稀釋，再將5mm的錫/銻 /鉍合金(60/20/20)顆粒放入固體攪拌機(jī)，并將上述溶液直接噴灑在錫/銻/鉍合金 (60/20/20)顆粒上并攪拌；攪拌時(shí)轉(zhuǎn)速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫/銻/ 鉍合金(60/20/20)顆粒進(jìn)行池烘干；其中錫/銻/鉍合金(60/20/20)顆粒與異丙基三油 酸酰氧基鈦酸酯的質(zhì)量比為98 2 ；(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的錫/銻/鉍合金(60/20/20)顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物進(jìn)行干燥；將PET/PBT/PTT (60/20/20)進(jìn)行真空干燥；錫/銻/鉍合金(60/20/20) 顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物與PET/PBT/PTT(60/20/20)的投料質(zhì)量比為 18 5 ；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至260 °C，將所述干燥后的PET/PBT/PTT (60/20/20)喂入雙 組份復(fù)合紡絲機(jī)其中一支螺桿中，螺桿溫度為260°C ；將所述干燥后的錫/銻/鉍合金 (60/20/20)顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物喂入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支 螺桿中，螺桿溫度為220°C ；分別經(jīng)螺桿熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù)合紡絲組 件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu)纖維，纖維的皮層是PET/PBT/PTT (60/20/20)，其芯層是錫/ 銻/鉍合金(60/20/20)顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物，皮層與芯層均為連續(xù) 相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復(fù) 合電磁屏蔽纖維長(zhǎng)絲纖度為46dteX/12f，強(qiáng)度為4. 2cN/dtex,斷裂伸長(zhǎng)率為2%。得到纖維 的微波屏蔽效能達(dá)到45dB，能屏蔽掉99. 44%的微波。
權(quán)利要求
1.一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構(gòu)成，其特征是皮層的材料是熱塑性 樹脂，芯層的材料是低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的皮層與芯 層的截面積比為3 20 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的熱塑性樹 脂為單種聚合物或聚合物合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的聚合物為 PET、PBT、PTT、PA或PP ；所述的聚合物合金為PET、PBT、PTT、PA或PP中的兩種或兩種以上 的物理混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的芯層中，低 熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為99. 8 0.2 97 3。
6.根據(jù)權(quán)利1或5所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的低熔點(diǎn)金屬 為金屬錫或鉍；所述的低熔點(diǎn)合金為為錫、鉍、銻或銅中的兩種或兩種以上合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑 為異丙基三羧鈦酸脂、二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐?、異丙基三油酸酰氧基鈦 酸酯或雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯。
8.—種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理用偶聯(lián)劑處理低熔點(diǎn)金屬和/或合金，其中低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比 為99. 8 0.2 97 3;所述的低熔點(diǎn)金屬和/或合金為顆粒，粒度為1 5mm;(2)皮芯復(fù)合熔融擠出通過雙組份復(fù)合紡形式制備皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維，具體步驟為a)將預(yù)處理后的低熔點(diǎn)金屬和/或合金和偶聯(lián)劑的混合物進(jìn)行干燥；將熱塑性樹脂進(jìn) 行真空干燥；b)紡絲設(shè)備預(yù)熱至聚合物及合金熔點(diǎn)以上，將所述干燥后的熱塑性樹脂喂入雙組份 復(fù)合紡絲機(jī)其中一支螺桿中，將所述干燥后的低熔點(diǎn)金屬和/或合金和偶聯(lián)劑的混合物喂 入雙組份復(fù)合紡絲機(jī)的另一支螺桿中，分別經(jīng)螺桿熔融混合后兩個(gè)組分通過紡絲箱體和復(fù) 合紡絲組件，經(jīng)噴絲板擠出成皮芯結(jié)構(gòu)纖維；所述的皮芯結(jié)構(gòu)纖維，皮層的材料是熱塑性樹 脂，芯層的材料是低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復(fù)合纖維經(jīng)高速卷繞，形成皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維的制備方法，其特征在于，所述 的低熔點(diǎn)金屬和/或合金與偶聯(lián)劑的混合物與熱塑性樹脂的投料質(zhì)量比約為3 20 5； 所述的熱塑性樹脂為單種聚合物或聚合物合金；其中，所述的聚合物為PET、PBT、PTT、PA或 PP ；所述的聚合物合金為PET、PBT、PTT、PA或PP中的兩種或兩種以上的物理混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維的制備方法，其特征在于，所述 的低熔點(diǎn)金屬為金屬錫或鉍；所述的低熔點(diǎn)合金為錫、鉍、銻或銅中的兩種或兩種以上的合 金；所述的偶聯(lián)劑為異丙基三羧鈦酸脂、二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐?、異丙基 三油酸酰氧基鈦酸酯或雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維及其制備方法，特別是涉及一種包括聚合物和低熔點(diǎn)金屬的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽纖維及其熔融復(fù)合紡絲的方法。本發(fā)明的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構(gòu)成，皮層的材料是熱塑性樹脂，芯層的材料是低熔點(diǎn)金屬和/或合金和偶聯(lián)劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相。本發(fā)明還提供了一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維的制備方法，包括低熔點(diǎn)金屬和/或合金的預(yù)處理及皮芯復(fù)合熔融擠出兩大步驟。本發(fā)明的一種皮芯復(fù)合電磁屏蔽纖維織成面料后，能夠有效地屏蔽電磁波對(duì)人體的干擾，抑制了電磁波輻射帶給人們的傷害。
文檔編號(hào)D01F8/06GK102140707SQ20101060288
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者倪建華, 林佩潔, 王依民, 王燕萍, 田原, 郭志洪 申請(qǐng)人:東華大學(xué)