本发明属于功能纺织材料技术领域，具体涉及一种原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法。
背景技术：
抗静电问题一直是化纤面料所面临的一个持久的问题，目前已经有一些解决方案例如从纤维的本源上来解决，可以制备导电纤维，例如采用高添加量和复合纺丝技术制备导电纤维，所用导电粉体为ato、azo、ito、或者导电炭黑等，纤维的电阻可以达到106欧姆甚至更低，完全可以满足面料的抗静电要求，目前在一些安全领域有着广泛的应用。但是此类纤维也有不可弥补的缺陷：
第一、成本太高，白色导电纤维目前市场最低价在25万/吨左右，这个价格对于传统纺织品来说难以接受；
第二、纤维力学性能差，目前针织面料越来越多，尤其是经编面料的应用越来越广泛，但是对纤维的机械性能也较高，导电纤维基本不能达到针织张力的要求，难以在针织领域大范围使用；
第三、纤维的直径太粗，目前市场上的导电纤维单纤细度在6-10d左右，会产生强烈的刺痒感，影响面料的手感和风格；
第四、纤维的颜色差异，导电纤维一般都带有颜色，目前市场上以黑色、灰色或者浅色导电丝为主，这些颜色的差异会使得面料形成条纹或者隐纹，影响面料的视觉效果。
目前市场上比较多的面料是采用抗静电后整理来实现面料的抗静电功能的，这种方式相对于使用导电纤维来说成本较低，效果显著，因此也为大多数面料厂家所使用。但是这种方式虽然低廉有效，却也存在不可避免的缺陷：
(1)附加污染，目前一般是采用抗静电剂后整理，增加了废水的污染程度，也增加了废水的处理难度；
(2)持久性不够，目前采用的抗静电后整理方式耐洗性不好，一般很少有能达到标准要求的耐洗性，不利于纺织品的出口，降低了纺织品的竞争优势，增加了贸易中的纠纷。
技术实现要素：
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有原位聚合复合导电/抗静电纤维制备的技术缺陷，提出了本发明。
因此，本发明其中的克服现有技术中存在的不足，提供一种原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法，通过纳米导电粉体制备及表面修饰制备功能母粒并进行纺丝，制备具有不同颜色的抗静电纤维。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法，其包括，纳米导电粉体的表面修饰：将纳米导电粉体进行表面修饰，温度为20～90℃，搅拌速度为500～2000转/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与所述纳米导电粉体混合，表面修饰剂的加入量为纳米导电粉体质量的1～5wt％，高速混合30～90min；抗静电母粒的制备：将经表面修饰后的纳米导电粉体与树脂粉体混合均匀，纳米导电粉体占整体质量的10～50wt％，混好的原料经共混造粒，得到抗静电母粒；将抗静电母粒于100～180℃温度干燥2～8小时，将抗静电母粒与基本树脂切片混合均匀，然后进行熔体纺丝，纺丝速度为600～3000m/min，纺丝组件初始压力8～16mpa，得到原位聚合复合导电/抗静电纤维。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：在纳米导电粉体的表面修饰前，还包括，制备粒径小于500nm的纳米蒙脱土粉体。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：所述纳米蒙脱土粉体采用机械粉碎法制备。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：在制备粒径小于500nm的纳米蒙脱土粉体后，纳米导电粉体的表面修饰前，还包括，通过导电有机物互穿网络聚合将所述纳米蒙脱土粉体制备成具有导电性能的纳米导电粉体。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：所述导电有机物为聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔或聚苯胺中的一种或几种。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：所述互穿网络聚合，将导电有机物单体以一定比例添加到纳米蒙脱土悬浮液中，在温度为100～300℃，压力为0.1～1mpa及催化剂的条件下进行反应聚合，形成具有互穿网络结构的导电纳米粉体，其中，所述导电有机物单体添加量为纳米蒙脱土质量的10～50％。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：所述催化剂为氮掺杂二氧化钛或二丁基锡。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：所述表面修饰剂为活性有机硅系列表面修饰剂，包括乙烯基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：所述树脂粉体为pet粉体或尼龙6粉体。
作为本发明所述原位聚合复合导电/抗静电纤维的制备方法的一种优选方案，其中：所述抗静电纤维的单丝纤度为0.5～10d。
本发明的有益效果：本发明采用全新的抗静电机理制备新的抗静电纤维，纤维直径可以做到超细纤维，纤维可以做成白色，具有永久性抗静电功能，机械性能可以达到普通纤维的标准，完全满足各种织造的要求，成本与抗静电后整理相当，仅为使用白色导电纤维的四分之一，减少了污染，本发明可以扩大纺织品的出口，提升纺织品的附加值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明得到的抗静电纤维的sem图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1：
(1)通过机械粉碎方式制备粒径小于500nm蒙脱土粉体；
(2)通过导电有机物互穿网络聚合将蒙脱土粉体制备成具有导电性能的纳米导电粉体，即将导电有机物单体以一定比例添加到纳米蒙脱土悬浮液中，在温度为200℃，压力为0.5mpa及氮掺杂二氧化钛的条件下进行反应聚合，形成具有互穿网络结构的导电纳米粉体，其中，导电有机物单体添加量为纳米蒙脱土质量的20％；
(3)纳米导电粉体的表面修饰：将纳米导电粉体通过高速捏合机进行表面修饰，温度为60℃，搅拌速度为1000转/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与纳米导电粉体混合，表面修饰剂的加入量为纳米导电粉体质量的3wt％，高速混合60min；
(4)抗静电母粒的制备：将经步骤(3)表面修饰后的纳米导电粉体与树脂粉体混合均匀，纳米导电粉体占整体质量的10wt％，旋转混料机混合均匀后再经双螺杆挤出机共混挤出造粒，得到抗静电母粒；
(5)将抗静电母粒于120℃温度干燥2～8小时；将抗静电母粒与基本树脂切片混合均匀，喂入纺丝机的喂料器进行熔体纺丝，纺丝速度为2600m/min，纺丝组件初始压力8mpa，得到所述的抗静电纤维。
实施例1得到的抗静电纤维的力学性能经测试为：
强度为2.25cn/dtex，断裂伸长率为17％，满足各种织造方式的要求，单纤的直径为1d(7微米)，可以开发平布、绒类等各种面料，其电阻为509欧姆，小于国标要求的1011欧姆，制备的面料静电荷逸散周期为7.6秒，也小于国标要求的15秒，比表面积电荷密度为2.8uc/m2小于国标要求的7uc/m2，摩擦静电电压为560v，小于国标要求的2500v。
参见图1，图1为实施例1得到的抗静电纤维的扫描电镜图片，从图片上可以看到粒径小于500纳米的导电颗粒在纤维表面形成了均匀分布，同时有点黏连，黏连物质为导电高分子，起到导电及抗静电功能。
实施例2：
(1)通过机械粉碎方式制备粒径小于500nm蒙脱土粉体；
(2)通过导电有机物互穿网络聚合将蒙脱土粉体制备成具有导电性能蒙脱土粉体，即将导电有机物单体以一定比例添加到纳米蒙脱土悬浮液中，在温度为100℃，压力为0.1mpa及二丁基锡的条件下进行反应聚合，形成具有互穿网络结构的导电纳米粉体，其中，所述导电有机物单体添加量为纳米蒙脱土质量的10～50％；
(3)纳米导电粉体的表面修饰：将纳米导电粉体通过高速捏合机进行表面修饰，温度为60℃，搅拌速度为1000转/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与纳米导电粉体混合，表面修饰剂的加入量为纳米导电粉体质量的3wt％，高速混合60min；
(4)抗静电母粒的制备：将经步骤(3)表面修饰后的纳米导电粉体与树脂粉体混合均匀，纳米导电粉体占整体质量的30wt％，旋转混料机混合均匀后再经双螺杆挤出机共混挤出造粒，得到抗静电母粒；
(5)将抗静电母粒于120℃温度干燥2～8小时；将抗静电母粒与基本树脂切片混合均匀，喂入纺丝机的喂料器进行熔体纺丝，纺丝速度为2600m/min，纺丝组件初始压力8mpa，得到所述的抗静电纤维。
实施例2得到的抗静电纤维的力学性能经测试为：
强度为2.35cn/dtex，断裂伸长率为16％，满足各种织造方式的要求，单纤的直径为1d(7微米)，可以开发平布、绒类等各种面料，其电阻为209欧姆，小于国标要求的1011欧姆，制备的面料静电荷逸散周期为4.2秒，也小于国标要求的15秒，比表面积电荷密度为2.3uc/m2小于国标要求的7uc/m2，摩擦静电电压为330v，小于国标要求的2500v。
实施例3：
(1)通过机械粉碎方式制备粒径小于500nm蒙脱土粉体；
(2)通过导电有机物互穿网络聚合将蒙脱土粉体制备成具有导电性能蒙脱土粉体，即将导电有机物单体以一定比例添加到纳米蒙脱土悬浮液中，在温度为300℃，压力为1mpa及氮掺杂二氧化钛的条件下进行反应聚合，形成具有互穿网络结构的导电纳米粉体，其中，所述导电有机物单体添加量为纳米蒙脱土质量的10～50％；
(3)纳米导电粉体的表面修饰：将纳米导电粉体通过高速捏合机进行表面修饰，温度为60℃，搅拌速度为1000转/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与纳米导电粉体混合，表面修饰剂的加入量为纳米导电粉体质量的3wt％，高速混合60min；
(4)抗静电母粒的制备：将经步骤(3)表面修饰后的纳米导电粉体与树脂粉体混合均匀，纳米导电粉体占整体质量的50wt％，旋转混料机混合均匀后再经双螺杆挤出机共混挤出造粒，得到抗静电母粒；
(5)将抗静电母粒于120℃温度干燥2～8小时；将抗静电母粒与基本树脂切片混合均匀，喂入纺丝机的喂料器进行熔体纺丝，纺丝速度为2600m/min，纺丝组件初始压力8mpa，得到所述的抗静电纤维。
实施例3得到的抗静电纤维的力学性能经测试为：
强度为2.25cn/dtex，断裂伸长率为17％，满足各种织造方式的要求，单纤的直径为1d(7微米)，可以开发平布、绒类等各种面料，其电阻为104欧姆，小于国标要求的1011欧姆，制备的面料静电荷逸散周期为2.2秒，也小于国标要求的15秒，比表面积电荷密度为1.3uc/m2小于国标要求的7uc/m2，摩擦静电电压为60v，小于国标要求的2500v。
实施例4：
(1)通过机械粉碎方式制备粒径小于500nm蒙脱土粉体；
(2)通过导电有机物互穿网络聚合将蒙脱土粉体制备成具有导电性能蒙脱土粉体，即将导电有机物单体以一定比例添加到纳米蒙脱土悬浮液中，在温度为200℃，压力为0.5mpa及氮掺杂二氧化钛的条件下进行反应聚合，形成具有互穿网络结构的导电纳米粉体，其中，所述导电有机物单体添加量为纳米蒙脱土质量的20％；
(3)纳米导电粉体的表面修饰：将纳米导电粉体通过高速捏合机进行表面修饰，温度为60℃，搅拌速度为1000转/min，表面修饰剂经雾化装置喷入与纳米导电粉体混合，表面修饰剂的加入量为纳米导电粉体质量的3wt％，高速混合60min；
(4)抗静电母粒的制备：将经步骤(3)表面修饰后的纳米导电粉体与树脂粉体混合均匀，纳米导电粉体占整体质量的8wt％，旋转混料机混合均匀后再经双螺杆挤出机共混挤出造粒，得到抗静电母粒；
(5)将抗静电母粒于120℃温度干燥2～8小时；将抗静电母粒与基本树脂切片混合均匀，喂入纺丝机的喂料器进行熔体纺丝，纺丝速度为2600m/min，纺丝组件初始压力8mpa，得到所述的抗静电纤维。
实施例4得到的抗静电纤维的力学性能经测试为：
强度为2.59cn/dtex，断裂伸长率为19％，满足各种织造方式的要求，单纤的直径为1d(7微米)，可以开发平布、绒类等各种面料，其电阻为1300欧姆，大于国标要求的1011欧姆，制备的面料静电荷逸散周期为14.7秒，接近国标要求的15秒，比表面积电荷密度为5.9uc/m2接近于国标要求的7uc/m2，摩擦静电电压为1200v，小于国标要求的2500v。含量低于10％时，抗静电性能有一个急剧的下降，这是因为抗静电性能跟填料的填充量有关，有一个临界阈值，低于这个阈值性能会很难升上去，达到这个阈值会有一个大幅提升。
本发明经研究创造性的在纤维中形成了互穿网络结构，互穿网络结构实际上是插层聚合后得到的一种聚合物与片层无机粉体之间形成的结构，片层无机物起到了层和靶向的作用，可以固定住聚合物的方向和结构，聚合物分子链将片层无机物连接起来，起到了很好的力学增强作用，同时功能化效果明显，分散均匀。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。