[发明专利]一种耐久性炭黑型导电纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合导电纤维及其制造方法，具体地说涉及一种耐久性炭黑型导电纤维及其制造方法

背景技术

衣物由于摩擦而产生静电是日常生活中经常见到的现象。静电的存在，使衣物更易吸附尘埃，从而严重影响到高精密仪器、生物制药、食品等行业的生产；同时，众所周知，静电的存在增加了易燃、易爆场所出现火灾、爆炸的可能性。因此，这些场合对织物的性能，特别是抗静电性能提出了更高的要求。具有强度高、耐磨性好、原料来源充分等优点的合成纤维广泛应用于纺织行业各个领域，但由于其疏水性，较天然纤维更易产生静电，因此对其进行抑制静电或消除静电的研究就成为拓宽其使用范围的必须。

以往，织物消除静电的最主要方法是对织物进行抗静电后整理，在其表面涂覆表面活性剂，或者在织物中加入亲水聚合物纺制的纤维，这些方法存在抗静电持久性差、不耐水洗或受环境温湿度条件影响大。目前，消除静电最有效的方法就是在织物中加入能够彻底、永久性消除静电的导电纤维。导电纤维之一枛复合型炭黑导电纤维可使导电性不受环境温湿度的影响，在任何状态下都赋予纤维制品突出的抗静电效果，同时由于其特殊的加工工艺，耐水洗性能优异，因而具有持久的抗静电性。

复合型炭黑导电纤维采用复合纺丝的技术，加入了占纤维总重量最多至30％的导电炭黑，使纤维最终具备良好的消除静电的性能，但因此也极大地提高了纤维的制造与使用难度。复合型炭黑导电纤维具有不同的截面，从而具有不同的导电性能、力学性能及可纺性能。

专利申请CN200510102574.0公开了一种导电性复合纤维的制造方法，将炭纳米管作为导电剂分散到热塑性高分子上形成芯材；将非导电性纤维材料作为皮材对两者进行复合纺丝而获得偏心型截面，然后通过拉伸工序制作导电性优异的导电纤维；专利申请CN00131865.9公开了炭黑主要以点状均匀分布在纤维外侧的导电纤维；专利申请CN02805915.8公开了一种混用有导电性热塑性成分和纤维形成性成分构成的导电性复合纤维的纤维复合体，导电性复合纤维由包含炭黑的热塑性聚合物构成，导电性热塑性成分包覆50％以上的纤维表面；专利申请CN200710077508公开了一种炭黑在纤维截面中呈四楔型分布的导电纤维；专利申请CN200710075982.0公开了一种导电层为三叶型或多层型复合导电纤维；申请号为CN200410044897.4，名称为“原液着色复合导电纤维”的专利申请中介绍了一种皮芯结构(导电炭黑在芯层)的导电纤维。

以上这些专利代表了市场上导电纤维的主要品种。其中炭黑在皮层的导电纤维具有良好的导电性能，但由于炭黑层完全裸露，不仅增加了加工难度，炭黑层因后期折揉等动作也具有更大的剥落风险。而炭黑在芯层则使纤维的功能性降低，难以进入对导电性能要求更苛刻的高品种净化场合。其余如3点、4点等截面形状的品种或者存在加工难度大，或者存在导电性能不够优良的缺陷。因此，本申请研究人员在现有技术的基础上，经过大量研究和实验，力求得到一种导电性优良，且纤维的功能性优良的导电性复合纤维，有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种耐久性炭黑型导电复合纤维，该复合纤维的炭黑不易剥落，因此提高了耐久性，同时，改善了纤维的力学性能，降低了纤维的表面摩擦系数，因而提高后加工性能，更有利于下游客户的使用。本发明的另一个目的是提供一种耐久性炭黑型导电复合纤维的制备方法。

本发明的另一个目的在于，提供一种耐久性炭黑型导电复合纤维的制备方法。

为实现本发明的第一个目的，一种耐久性炭黑型导电复合纤维，所述的复合纤维包括功能层和保护层，其中功能层包括导电性炭黑、聚酰胺或聚酯类成纤高聚物，保护层由聚酰胺或聚酯类成纤高聚物组成；在复合纤维的横截面圆O2中，所述的功能层由三条等长的圆弧L1、L2、L3以及圆O2的外周围成的部分构成，所述的三条等长圆弧分别通过比圆O2半径小的同心圆O1上的三个等距离点，且此三条等长圆弧相互之间不相交。

本发明中所述的成纤高聚物是指能制成纤维的合成高分子聚合物。

所述的聚酰胺类成纤高聚物包括聚己内酰胺、聚己二酸己二胺等，所述的聚酯类成纤高聚物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚对苯二甲酸丙二醇酯等。

所述的同心圆O₁半径为纤维半径的1/6～1/2。

所述的导电炭黑占功能层总重量的9-35％，聚酰胺或聚酯类成纤高聚物占功能层总重量的63-90％。其优选导电炭黑占功能层总重量的19-33％，聚酰胺或聚酯类成纤高聚物占功能层总重量的66％-80％。