[发明专利]一种快速升温纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种快速升温纤维及其制备方法，快速升温纤维的制备方法包括如下步骤：S1、将碳纳米管均匀分散于可纺性的基体溶液中，形成混合纺丝液，其中，所述混合纺丝液中，所述碳纳米管的含量为1wt‰‑13wt‰；S2、将步骤S1获得的混合纺丝液进行纺丝及后处理，获得快速升温纤维。本发明的制备过程简单，成本低，且制备的快速升温纤维具有较快的升温效果。

技术领域

本发明涉及纺织纤维制备领域，尤其涉及一种快速升温纤维及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步，市场上出现了许多新型材料，其中就有一种新型的石墨材料叫做碳纳米管。这种材料是是由石墨片层卷曲而成的圆柱形结构，其直径范围一般为一纳米至几百纳米。这些管状纤维的长度变化范围也很大，一般为几微米到几千微米；因此碳纳米管的长径比(长度与直径的比值)范围为一千～十万。这么大的长径比以及独特的结构使得碳纳米管与众多其他材料有很大差别。碳纳米管有很多独特的性质，例如，其强度是不锈钢的16倍，热导率为铜的5倍。此外，由于碳纳米管自身为粉末状态，它可能是构筑新型复合材料的最合适的添加剂。如果将碳纳米管加入到聚合物、陶瓷或金属基体中后，可以显著提高主体材料的导电性、导热性和其他物理性质。目前市场上的传统添加剂主要为炭黑、碳纤维或玻璃纤维等，这些传统添加剂的导电性和导热性都不理想，生产出的纤维升温速度也比较慢，因此，结合碳纳米管的特性以及上述存在的技术问题，因此，有必要提供一种新的技术方案。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种快速升温纤维及其制备方法，其将碳纳米管添加到聚酯溶液中混合均匀，混合溶液进入前纺设备经集束、拉伸、卷曲、热定形、切断等工序得到成品，制备过程简单，成本低，且制备的快速升温纤维具有较快的升温效果，具体技术方案如下所述：

第一方面，本发明的快速升温纤维制备方法，其包括如下步骤：

S1、将碳纳米管均匀分散于可纺性的基体溶液中，形成混合纺丝液，其中，所述混合纺丝液中，所述碳纳米管的含量为1wt‰-13wt‰；

S2、将步骤S1获得的混合纺丝液进行纺丝及后处理，获得快速升温纤维。

进一步地，所述碳纳米管的含量为7wt‰-10wt‰碳纳米管。

进一步地，步骤S1中将碳纳米管均匀分散于可纺性的基体溶液中具体包括如下步骤：

S11、将碳纳米管添加于可纺性的基体溶液中，获得混合溶液；

S12、对步骤S11中的混合溶液进行高速剪切混合、球磨、超声或汽蚀处理，获得分散均匀的混合纺丝液，所述混合纺丝液的温度为285～290℃，所述混合纺丝液的切片特性粘度为0.64～0.66。

进一步地，骤S11具体包括如下步骤：

S111、以碳纳米管、分散剂和N-甲基吡咯烷酮溶液为原料，经过超声或搅拌30min-3h，获得分散溶液，其中，所述分散剂包括指十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠离子分散剂；

S112、将分散溶液添加于可纺性的基体溶液中，获得混合溶液；

S113、对步骤S112中的混合溶液进行高速剪切混合、球磨、超声或汽蚀处理，获得分散均匀的混合纺丝液。

进一步地，步骤S2中将混合纺丝液进行纺丝及后处理，包括如下步骤：

S21、将步骤S1获得的混合纺丝液经过滤、脱泡、熟成后送至纺丝机，纺丝液通过计量泵由纺丝机喷丝头的喷丝孔挤出，形成纺丝细流，其中喷丝孔的孔径为0.06mm～0.8mm，所述喷丝头的拉伸倍数为1.2～1.4倍；

S22、将S21形成的纺丝细流进入至少一个凝固浴中形成丝束，经凝固浴的丝束由牵伸辊至少进行一次牵伸后输出，即得快速升温纤维；