[发明专利]一种尼龙碳纤维及其制备工艺

说明书

本发明提供了一种尼龙碳纤维，所述尼龙碳纤维包括芯层与皮层，所述尼龙碳纤维由尼龙材料组成的芯层与碳黑材料组成的皮层通过复合纺丝组件经复合纺丝制成，所述芯层偏离所述皮层的圆心设置且所述芯层被不完全包覆在所述皮层的内部，所述芯层与所述皮层相邻接处形成有凹陷的过渡区，所述过渡区的芯层区域通过物化处理形成粘黏态并涂覆有金属涂层，所述尼龙碳纤维以几何中心对横截面的外周形成各向异性的显化。本发明所公开的一种尼龙碳纤维，其具备优异的导电性和各向异性，兼具尼龙和碳纤维的双重特性，同时还具有金属纤维的优势，便于后期制造处理，具有多种领域的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合导电纤维技术领域，更具体涉及一种尼龙碳纤维及其制备工艺。

背景技术

随着科学技术的发展，多种行业对于织物或服装的导电性、抗静电性，电磁屏蔽性有了越来越高的要求，对于导电纤维的制造方法也已经有了各种提案。导电纤维的种类众多，有金属系导电纤维、碳黑系导电纤维、导电高分子型纤维和金属化合物型导电纤维多种。这些方法制得的导电纤维导电性基本满足生产生活的需要，但是也不可避免的存在很多缺点。

例如金属系导电纤维主要有采用多次多股拉拔、切削、熔抽法制得的纯金属丝和将金属用真空喷涂或化学电涂法沉降在纤维表面，使纤维具有金属一样的导电性的导电纤维。采用多次多股拉拔或切削或熔抽法，这种利用金属的导电性能制成的金属类导电纤维，主要有不锈钢纤维，铜纤维和铝纤维，这类纤维导电性能优良，且耐热、耐化学腐蚀，但制造困难，较细的单丝造价高，与普通纤维抱合力差，纤维的混纺不能匀化；例如实用新型专利ZL200720033528、实用新型专利ZL200720033522等，都是采用亚麻棉纱线或合成纤维与金属丝线混编制得。而喷涂法和沉降法制得的导电纤维则牢度难以达到后续生产的要求，在织造编织工序和其后的工序中表面的镀覆层脱落，或者在布帛的染色处理或精炼处理时镀覆层容易被溶解除去，例如发明专利ZL200610032518公开了一种超细轻质导电纤维的制备方法，在纤维上通过化学镀金属获得良好的导电性；专利申请92108939提供了一种具有导电性能的纤维和导电布的制配方法，通过对清洗处理后的纤维及布进行电镀；发明专利ZL02159717公开了一种植物导电纤维及其制备方法，用化学电镀的方法在植物纤维上包覆金属层。金属系导电纤维的导电性能最好，其体积比电阻可以只有10^-4-10^-5Ω·cm。碳黑系导电纤维是利用碳黑的导电性能来制造导电纤维，有掺杂型，即将碳黑与成纤物质混合后纺丝，碳黑在纤维中成连续相结构，赋予纤维导电性能。

目前大部分的专利都是以此类方法制造导电纤维，先将导电成分分散于载体树脂经双螺杆造粒成导电母粒，然后将导电母粒与成纤高聚物熔融后通过复合纺丝组件经复合纺丝工艺制得。例如专利申请200710075982发明了一种耐久高性能复合导电纤维，先利用混炼方法将炭黑分散于载体树脂经双螺杆造粒成导电母粒，然后将导电母粒与成纤高聚物熔融后通过特殊设计的三叶型和多层型复合喷丝组件经复合纺丝加工工艺制得；专利申请200610023797、专利申请200510102574、专利ZL200410033773和专利申请200410017918各自公开了一种含碳纳米管的导电复合纤维；专利ZL200410025182和专利申请03115681各自公布了一种含有炭黑导电成分的复合导电纤维。而利用碳黑或金属化合物，通过吸附涂敷是制成导电性能优良纤维的最合理途径。

金属镀法是将普通纤维先进行表面处理，再用真空喷涂或化学镀法将金属沉积在纤维表面，使得纤维具有金属一样的导电性，而现有技术中采用的完全涂敷方法，会使得导电纤维不具备各向异性，后期处理受到过多限制，在织造编织工序和其后的工序中表面的镀覆层脱落，或者在布帛的染色处理或精炼处理时镀覆层容易被溶解除去，难以达到持久的导电性效果。

有鉴于此，有必要对现有技术中的尼龙碳纤维结构予以改进，以解决上述问题。

发明内容