[发明专利]一种导电腈纶及其制备方法

说明书

本发明提出了一种导电腈纶及其制备方法，属于纺织技术领域，将石墨烯、导电炭黑、碳纳米管在硫氰酸钠溶剂中均匀分散，配置成混合导电剂，将混合导电剂与纺丝原液在高速剪切机中混合均匀，混合后的纺丝原液由纺丝计量泵计量后通过喷丝孔挤出，在凝固浴中形成初生纤维，再进行冷牵伸、水洗以及热牵伸，干燥，经过干燥致密化后的纤维，进行卷曲、上油和汽蒸定型，生产出导电腈纶。本发明制备的混合导电剂在纺丝原液中具有良好的分散稳定性，生产出的导电腈纶纤维具有较高的导电性；另外，纤维的强度等指标也能达到相应的指标，具有较高的价值。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种导电腈纶及其制备方法。

背景技术

腈纶即聚丙烯腈纤维，是一种具有柔软、轻盈、保暖且耐腐蚀优点的类羊毛纤维。相较于羊毛腈纶具有更轻的质量，更高的强度，更好的弹性、保暖性与耐晒性，因此在家居服饰，帐篷、窗帘、幕布等室外织物方面有广泛的应用。但是腈纶缺少亲水基团、导湿性差、易起静电等缺点，这一特点也限制了腈纶的市场应用面。

普通腈纶在标准状态下的体积比电阻为10¹⁴Ω·cm。一般认为，纤维的体积电阻小于10⁷Ω·cm时即可称为导电纤维。通过改性将腈纶的体积比电阻降至10⁷Ω·cm以下，这种纤维称为导电腈纶。腈纶纤维导电改性方法中表面处理和表面接枝应用较多但此方法制备的纤维导电电性能会随着纤维使用使用时间的推移而衰减。

日本三菱人造丝公司制备了具有优良白度和强度的抗静电皮芯结构聚丙烯腈纤维，含有15％、70％TiO2，按一定的比例共纺，然后拉伸，进行热收缩得到持久性好的抗静电腈纶该纤维可用于抗静电的运动服。

日本钟纺公司将钛酸钾顺晶加入到纺丝液中制备出电阻为2.4 10²Ω纤度为2.8g/D的淡灰色导电纤维。

目前国内尚未见具有优异导电性能的腈纶纤维生产的相关文献。

发明内容

本发明针对现有腈纶纤维静电现象严重，使用面受限的问题，提供了一种导电腈纶纤维及其制备方法，采用混合导电剂与纺丝原液共混的方法生产出导电腈纶。所得到的腈纶纤维具有良好的导电性；另外，纤维的强度等指标能达到指标，应用领域更加广泛。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种导电腈纶的制备方法，将石墨烯、导电炭黑、碳纳米管在硫氰酸钠溶剂中均匀分散，配置成混合导电剂，将混合导电剂与纺丝原液在高速剪切机中混合均匀，混合后的纺丝原液由纺丝计量泵计量后通过喷丝孔挤出，在凝固浴中形成初生纤维，再进行冷牵伸、水洗以及热牵伸，干燥，经过干燥致密化后的纤维，进行卷曲、上油和汽蒸定型，生产出导电腈纶。

作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：

(1)将分散剂加入到配制好的硫氰酸钠溶液，搅拌分散10-40min，至全部溶解，得到含分散剂的硫氰酸钠溶液；

(2)将碳纳米管加入到步骤(1)中的含分散剂的硫氰酸钠溶液中，搅拌分散后，超声处理1-3h；

(3)将石墨烯和导电炭黑加入步骤(2)中的溶液中，超声分散处理0.5-2h；得到石墨烯复合浆料；

(4)将步骤(3)制得的石墨烯复合浆液以纺前在线添加的方式，与腈纶纺丝原液进行在线共混；

(5)之后经过纺丝、水洗、热牵伸、上油、烘干、卷曲和热定型，得到导电腈纶。

作为本发明的进一步改进，步骤(1)中所述硫氰酸钠溶液浓度为45wt％-50wt％。

作为本发明的进一步改进，步骤(1)中所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和羟乙基纤维素的混合物，所述聚乙烯吡咯烷酮和羟乙基纤维素的质量比为(3-7)：(2-4)。