專利名稱：一種皮芯復合電磁屏蔽纖維及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電磁屏蔽纖維領域，更具體而言，涉及一種皮芯復合電磁屏蔽纖維及 其制備方法，特別是涉及一種包括聚合物和低熔點金屬的皮芯復合結構的電磁屏蔽纖維及 其熔融復合紡絲的方法。
背景技術：
隨著信息電子科技的發(fā)展，尤其當電腦的使用深入到社會生活的方方面面之后， 人們越來越多的暴露在電磁波的輻射之下。電磁波輻射帶給人們很多危害，如引發(fā)人體溫 升高，對人體固有的電磁波產生干擾，從而引發(fā)機體的病變。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。目前國內開發(fā)的金屬/聚合物導電復合纖維有多種制備方法，其中主要有噴涂 法、化學鍍、金屬長纖紡進短纖、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電層，使紡織品具有電磁屏蔽作用， 采用的是化學鍍和電鍍的方法；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、緯紗的金屬絲包芯紗及其 制造方法，是將金屬長絲摻和進了短纖紗中。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，將導電纖維層埋設在導電基體中，制成了可代替金屬的電 磁屏蔽塑料。對于納米金屬聚合物纖維，在2008年6月25日公開的專利CN101205640A“一 種熔體直紡生產皮芯結構微波屏蔽功能纖維的方法”報道了一種在纖維皮層中加入導電納 米金屬粒子的皮芯復合紡制備的纖維。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；納米粒子在復合纖維中易團聚，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。對于電磁屏蔽纖維熔融紡皮芯結構的研究也隨著該領域的發(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構電磁屏蔽纖維，所得的纖維屏蔽微波不超過 90%，說明其依然存在導電粉料易團聚，由于導電材料為分散相從而導致電磁屏蔽效能低 的問題；在2006年7月5日公開的專利CN1796623A “導電性能優(yōu)異的復合纖維的制造方 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，低熔點金屬(合金)/聚合物復合導電材料逐漸被人們關注。 它克服了其他導電金屬或合金熔點高加工難的問題。并且在熱塑性加工的過程中由于其 熔融可流動，原位復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復合材料的導電性能》中對復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復合材料中合金相微觀結構。但并未見報道對低熔點金屬(合 金)/聚合物復合纖維的制備和性能研究。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種皮芯復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金屬的皮芯復合結構的電磁屏蔽纖維及其熔融復合紡絲的方法。本發(fā) 明的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維織成面料后，能夠有效地屏蔽電磁波對人體的干擾，抑制 了電磁波輻射帶給人們的傷害。本發(fā)明的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構成，皮層的材料是熱塑性 樹脂，芯層的材料是低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相。本 發(fā)明的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，其中芯層與皮層的物質均為連續(xù)的纖維。本發(fā)明的一 種皮芯復合電磁屏蔽纖維，包括長絲和短絲。作為優(yōu)選的技術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降 低芯層的微波屏蔽能效，太小又會使纖維成纖困難，力學性能降低。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度等物性指標。本發(fā) 明的皮芯復合電磁屏蔽纖維除了同心結構還可以做成偏心結構，得到具有三維卷曲結構的 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性能及化學 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)上對纖維力學性能要求較高的領域。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，低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的質量比為99. 8 0.2 97 3。所述的低熔點金屬為金屬錫或鉍；所述的低熔點合金為錫、鉍、銻或銅中的兩種或 兩種以上合金。低熔點合金的熔點要低于其任一組分的熔點，導電性能也高于任一組分，使 用低熔點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。所述的偶聯劑為異丙基三羧鈦酸脂、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。本發(fā)明還提供了一種皮芯復合電磁屏蔽纖維的制備方法，包括以下步驟(1)低熔點金屬和/或合金的預處理用偶聯劑處理低熔點金屬和/或合金，其中低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的質 量比為99. 8 0.2 97 3 ；所述的低熔點金屬和/或合金為顆粒，粒度為1 5mm;如果偶聯劑是固態(tài)的，可直接混合；如果偶聯劑是液態(tài)的，則將偶聯劑與同比例稀 釋液混合，再將低熔點金屬和/或合金顆粒放入高溫捏合機中，并將上述偶聯溶液直接噴 灑在低熔點金屬和/或合金顆粒上并攪拌；低熔點金屬和/或合金采用1 5mm的顆粒主 要是因為，進螺桿時顆粒太大，則無法進料，同時也有利于熔融和紡成纖維。攪拌時轉速越 高，偶聯劑處理表面效果越好。高速攪拌15min，所得處理后的低熔點金屬和/或合金進行 2h烘干。(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為
a)將預處理后的低熔點金屬和/或合金和偶聯劑的混合物進行干燥；將熱塑性樹 脂進行真空干燥；b)紡絲設備預熱至聚合物及合金熔點以上，將所述干燥后的熱塑性樹脂喂入雙組 份復合紡絲機其中一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度在熱塑性樹脂熔點20-30°C以上，將所述干 燥后的低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的混合物喂入雙組份復合紡絲機的另一支螺桿中， 螺桿熔融區(qū)溫度在低熔點金屬和/或合金熔點的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。兩個組分分別經螺桿熔融混合后，通過紡絲箱體和復合紡絲組 件，經噴絲板擠出成皮芯結構纖維；所述的皮芯結構纖維，皮層的材料是熱塑性樹脂，芯層 的材料是低熔點金屬和/或合金和偶聯劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復合纖維經高速卷繞，形成皮芯復合電磁屏蔽纖維。如上所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維的制備方法，所述的低熔點金屬和/或合 金和偶聯劑的混合物與熱塑性樹脂的投料質量比為3 20 5，低熔點合金的密度約為 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合電磁屏蔽纖維的制備方法，所述的低熔點金屬為金屬錫 或鉍；所述的低熔點合金為錫、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。有益效果(1)本發(fā)明的制作設備簡單、成本低、有較好的實用價值；(2)利用與聚合物熔融共擠出的低熔點金屬(合金)作為連續(xù)金屬填料來取代金 屬粉末，更加有利于形成導電網絡，達到良好的屏蔽效能。(3)低熔點金屬(合金)作為芯層與聚合物復合增加了屏蔽效能的帶寬，可以在較 寬的頻率范圍內獲得較高的屏蔽效能。(4)熔融紡制的長絲，由于低熔點金屬和/或合金組分被完整包覆在皮層內部的， 解決了金屬層表面易氧化、易脫落或者金屬粉末易團聚，從而導致屏蔽效能下降的問題。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。本發(fā)明的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構成，皮層是熱塑性樹脂，芯 層是低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的混合物。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，低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的的質量比為99.8 0.2 97 3。所述的低熔點金屬為金屬錫或鉍；所述的低熔點合金為為錫、鉍、銻或銅中的兩種 或兩種以上合金。所述的偶聯劑為異丙基三羧鈦酸酯、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。實施例1(1)低熔點金屬和/或合金的預處理 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 并攪拌；攪拌時轉速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫銻(60/40)合金顆粒進行 2h烘干；其中錫銻(60/40)合金顆粒與異丙基三羧鈦酸酯的質量比為99. 8 0.2；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預處理后的錫銻(60/40)合金顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合物進行干燥； 將PP進行真空干燥；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 量比為35；b)紡絲設備預熱至230°C，將所述干燥后的PP喂入雙組份復合紡絲機其中一支螺 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合紡絲機的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為220°C ；分別經螺桿 熔融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復合紡絲組件，經噴絲板擠出成皮芯結構纖維，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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維長絲，纖度為65dteX/12f，強度為2. 7cN/dteX，斷裂伸長率為3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達到32dB，能屏蔽掉97. 39%的微波。實施例2(1)低熔點金屬和/或合金的預處理將二油?；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機，并將上述溶液直接噴灑在錫金顆粒上并攪拌；攪拌時轉速 200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫金顆粒進行池烘干；其中錫金顆粒與二油?；?二異辛脂磷酸酰氧基伏酸異丙酯的質量比為97 3；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預處理后的錫金顆粒和二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐サ幕旌衔?進行干燥；將PET進行真空干燥；錫金顆粒和二油?；愋林姿狨Ｑ趸岙惐サ?混合物與PET的投料質量比為20 5；b)紡絲設備預熱至290°C，將所述干燥后的PET喂入雙組份復合紡絲機其中一支 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酰基二異辛脂磷酸酰氧 基伏酸異丙酯的混合物喂入雙組份復合紡絲機的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為240°C ；分別經螺桿熔融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復合紡絲組件，經噴絲板擠出成皮芯結構 纖維，纖維的皮層是PET，其芯層是錫金顆粒和二油酰基二異辛脂磷酸酰氧基伏酸異丙酯的 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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維單絲纖度為3D，強度為2. 5cN/dteX，斷裂伸長率為5%。得到纖維的微波屏 蔽效能達到25dB，能屏蔽掉94. 38%的微波。d)經熱定型和剪切后，得到75mm具有一定三維卷曲結構的短纖。實施例3(1)低熔點金屬和/或合金的預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，并將上述溶液直接噴灑在鉍金顆粒上并攪拌；攪拌時轉速200r/min，高速 攪拌15min，所得處理后的鉍顆粒進行池烘干；其中鉍金顆粒與異丙基三油酸酰氧基鈦酸 酯的質量比為97 3 ；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預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行干燥；將 PBT進行真空干燥；鉍金顆粒和異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯的混合物與PBT的投料質量比 為 20 5 ；b)紡絲設備預熱至290°C，將所述干燥后的PBT喂入雙組份復合紡絲機其中一支 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合紡絲機的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫度為290°C ；分別經螺桿熔 融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復合紡絲組件，經噴絲板擠出成皮芯結構纖維，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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維長絲纖度為48dteX/12f，強度為2. 4cN/dtex,斷裂伸長率為4%。得到纖維 的微波屏蔽效能達到25dB，能屏蔽掉94. 38%的微波。實施例4(1)低熔點金屬和/或合金的預處理將雙(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，并將上述溶液直接噴灑在錫銅合金 (60/40)顆粒上并攪拌；攪拌時轉速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫銻合金顆 粒進行池烘干；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 量比為99. 8 0. 2 ；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預處理后的錫銅合金(60/40)顆粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯 的混合物進行干燥；將PTT進行真空干燥；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的投料質量比為3 5；
b)紡絲設備預熱至260°C，將所述干燥后的PTT喂入雙組份復合紡絲機其中一支 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合紡絲機的另一支螺桿中，螺桿熔融區(qū)溫 度為230°C ；分別經螺桿熔融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復合紡絲組件，經噴絲板擠出 成皮芯結構纖維，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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維長絲，纖度為82dteX/12f，強度為2. lcN/dtex，斷裂伸長率為3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達到30dB，能屏蔽掉96. 84%的微波。實施例5(1)低熔點金屬和/或合金的預處理將雙(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，并將上述溶液直接噴灑在鉍金顆粒上并攪拌；攪拌時轉速200r/ min,高速攪拌15min，所得處理后的鉍顆粒進行池烘干；其中鉍顆粒與雙(二辛氧基焦磷 酸酯基)乙撐鈦酸酯的質量比為97 3；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預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行 干燥；將PA66進行真空干燥；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的投料質量比為15 5 ；b)紡絲設備預熱至290°C，將所述干燥后的PA66喂入雙組份復合紡絲機其中一支 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 復合紡絲機的另一支螺桿中，螺桿溫度為290°C ；分別經螺桿熔融混合后兩個組分通過紡絲 箱體和復合紡絲組件，經噴絲板擠出成皮芯結構纖維，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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維長絲纖度為44dteX/12f，強度為3. 2cN/dteX，斷裂伸長率為2. 3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達到27dB，能屏蔽掉95. 36%的微波。實施例6(1)低熔點金屬和/或合金的預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 并攪拌；攪拌時轉速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫銻(60/40)合金顆粒進行 2h烘干；其中錫銻(60/40)合金顆粒與異丙基三羧鈦酸酯的質量比為98. 5 1.5；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預處理后的錫銻合金(60/40)顆粒和異丙基三羧鈦酸酯的混合物進行干燥； 將PET/PTT(90/10)進行真空干燥；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)的投料質量比為10 5 ；b)紡絲設備預熱至260°C，將所述干燥后的PET/PTT (90/10)喂入雙組份復合紡絲機其中一支螺桿中，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合紡絲機的另一支螺桿中，螺桿溫度為220°C ；分別經螺 桿熔融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復合紡絲組件，經噴絲板擠出成皮芯結構纖維，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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維長絲，纖度為75dteX/12f，強度為3. 2cN/dteX，斷裂伸長率為3%。得到纖 維的微波屏蔽效能達到35dB，能屏蔽掉98. 22%的微波。實施例7(1)低熔點金屬和/或合金的預處理將雙(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，并將上述溶液直接噴灑在錫鉍合金 (60/40)顆粒上并攪拌；攪拌時轉速200r/min，高速攪拌15min，所得處理后的錫鉍合金顆 粒進行池烘干；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 量比為99 1 ；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預處理后的錫鉍合金(60/40)顆粒和雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯 的混合物進行干燥；將PBT/PTT (50/50)進行真空干燥；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)的投料質量比為5 5；b)紡絲設備預熱至250°C，將所述干燥后的PBT/PTT (50/50)喂入雙組份復合紡絲 機其中一支螺桿中，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合紡絲機的另一支螺桿中，螺桿溫度 為220°C ；分別經螺桿熔融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復合紡絲組件，經噴絲板擠出成 皮芯結構纖維，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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維長絲，纖度為83dteX/12f，強度為4. lcN/dtex，斷裂伸長率為2. 3%。得到 纖維的微波屏蔽效能達到40dB，能屏蔽掉99%的微波。實施例8(1)低熔點金屬和/或合金的預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，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；攪拌時轉速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量比為98 2 ；(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預處理后的錫/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行干燥；將PET/PBT/PTT (60/20/20)進行真空干燥；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)的投料質量比為 18 5 ；b)紡絲設備預熱至260 °C，將所述干燥后的PET/PBT/PTT (60/20/20)喂入雙 組份復合紡絲機其中一支螺桿中，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合紡絲機的另一支 螺桿中，螺桿溫度為220°C ；分別經螺桿熔融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復合紡絲組 件，經噴絲板擠出成皮芯結構纖維，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合纖維經2000m/min的速度高速卷繞，形成皮芯復 合電磁屏蔽纖維長絲纖度為46dteX/12f，強度為4. 2cN/dtex,斷裂伸長率為2%。得到纖維 的微波屏蔽效能達到45dB，能屏蔽掉99. 44%的微波。
權利要求
1.一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構成，其特征是皮層的材料是熱塑性 樹脂，芯層的材料是低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相。
2.根據權利要求1所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的皮層與芯 層的截面積比為3 20 1。
3.根據權利要求1所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，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.根據權利要求3所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，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.根據權利要求1所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的芯層中，低 熔點金屬和/或合金與偶聯劑的質量比為99. 8 0.2 97 3。
6.根據權利1或5所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的低熔點金屬 為金屬錫或鉍；所述的低熔點合金為為錫、鉍、銻或銅中的兩種或兩種以上合金。
7.根據權利要求1或5所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，其特征在于，所述的偶聯劑 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)低熔點金屬和/或合金的預處理用偶聯劑處理低熔點金屬和/或合金，其中低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的質量比 為99. 8 0.2 97 3;所述的低熔點金屬和/或合金為顆粒，粒度為1 5mm;(2)皮芯復合熔融擠出通過雙組份復合紡形式制備皮芯復合結構纖維，具體步驟為a)將預處理后的低熔點金屬和/或合金和偶聯劑的混合物進行干燥；將熱塑性樹脂進 行真空干燥；b)紡絲設備預熱至聚合物及合金熔點以上，將所述干燥后的熱塑性樹脂喂入雙組份 復合紡絲機其中一支螺桿中，將所述干燥后的低熔點金屬和/或合金和偶聯劑的混合物喂 入雙組份復合紡絲機的另一支螺桿中，分別經螺桿熔融混合后兩個組分通過紡絲箱體和復 合紡絲組件，經噴絲板擠出成皮芯結構纖維；所述的皮芯結構纖維，皮層的材料是熱塑性樹 脂，芯層的材料是低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相；c)將噴絲口噴出的初生皮芯復合纖維經高速卷繞，形成皮芯復合電磁屏蔽纖維。
9.根據權利要求8所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維的制備方法，其特征在于，所述 的低熔點金屬和/或合金與偶聯劑的混合物與熱塑性樹脂的投料質量比約為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.根據權利要求8所述的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維的制備方法，其特征在于，所述 的低熔點金屬為金屬錫或鉍；所述的低熔點合金為錫、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金屬的皮芯復合結構的電磁屏蔽纖維及其熔融復合紡絲的方法。本發(fā)明的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維，由皮層和芯層構成，皮層的材料是熱塑性樹脂，芯層的材料是低熔點金屬和/或合金和偶聯劑的混合物，皮層與芯層均為連續(xù)相。本發(fā)明還提供了一種皮芯復合電磁屏蔽纖維的制備方法，包括低熔點金屬和/或合金的預處理及皮芯復合熔融擠出兩大步驟。本發(fā)明的一種皮芯復合電磁屏蔽纖維織成面料后，能夠有效地屏蔽電磁波對人體的干擾，抑制了電磁波輻射帶給人們的傷害。
文檔編號D01F8/06GK102140707SQ20101060288
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權日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 申請人:東華大學