一种导电腈纶及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。具有较高的价值。

【技术实现步骤摘要】
一种导电腈纶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织
，具体涉及一种导电腈纶及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]普通腈纶在标准状态下的体积比电阻为10
14
Ω
·
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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。

技术实现思路

[0007]本专利技术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。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]本专利技术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。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，具体包括以下步骤：
[0011](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；
[0012](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；
[0013](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；
[0014](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；
[0015](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。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，步骤(1)中所述硫氰酸钠溶液浓度为45wt％
‑
50wt％。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，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)。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述石墨烯、导电炭黑、碳纳米管的质量比为(30
‑
40):(5
‑
10):(1
‑
4)。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，步骤(1)中所述石墨烯、导电炭黑、碳纳米管的总质量与分散剂的质量比为(6
‑
10):(1
‑
3)。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤(4)中所述石墨烯复合浆料中固体物和腈纶纺丝原液中的聚合体按固体对固体重量比为(0.0005
‑
0.002)：1。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，步骤(4)中采用高速剪切机在线添加，剪切机转速为1200
‑
2000转/分。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，步骤(5)中所述纺丝速度为50m/min
‑
100m/min。
[0023]本专利技术进一步保护一种上述的制备方法制得的导电腈纶。
[0024]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的制备方法可以实现对腈纶纤维的改性，使具有良好的导电性能，其体积比电阻<107Ω/cm，断裂强度≥2.4cN/dtex。本专利技术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。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]下述实施例中采用的超声波清洗系统的型号为ATLAS
‑
1000
‑
R，由中国科学院声学研究所东海研究站生产，主要参数：供电：220V/50HZ、频率：f＝20KHz、功率：1000W)。
[0027]实施例1
[0028](1)将5g聚乙烯吡咯烷酮和3g羟乙基纤维素加入到45wt％的硫氰酸钠溶液，搅拌分散20min，至分散剂全部溶解；
[0029](2)1g碳纳米管加入到配置好的硫氰酸钠溶液(含分散剂)，搅拌分散后，超声处理2h；；
[0030](3)将39g石墨烯和10g导电炭黑加入到分散液中，超声分散处理1h；
[0031](4)将制得的浆液以纺前在线添加的方式，通过两台串联的高速剪切机与腈纶纺丝原液进行在线共混，复合导电剂固体和腈纶纺丝原液中的聚合体按固体对固体重量比0.001：1；
[0032](5)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。
[0033]实施例2
[0034](1)将5g聚乙烯吡咯烷酮和3g羟乙基纤维素加入到45wt％的硫氰酸钠溶液，搅拌分散20min，至分散剂全部溶解；
[0035](2)4g碳纳米管加入到配置好的硫氰酸钠溶液(含分散剂)，搅拌分散后，超声处理2h；；
[0036](3)将30g石墨烯和15g导电炭黑加入到分散液中，超声分散处理1h；
[0037](4)将制得的浆液以纺前在线添加的方式，通过两台串联的高速剪切机与腈纶纺丝原液进行在线共混，复合导电剂固体和腈纶纺丝原液中的聚合体按固体对固体重量比0.001：1；
[0038](5)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。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电腈纶的制备方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硫氰酸钠溶液浓度为45wt％
‑
50wt％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述分散剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，杨雪红，章毅，周新露，赵泽，
申请(专利权)人：中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：