【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种芳纶掺炭纤维及其生产方法和应用。
技术介绍
1、透气式防毒服是一类可透过空气、湿气，但能阻止外界有毒气体、雾滴状毒剂、细菌和放射性尘埃对人体造成伤害的军民两用皮肤防护装备。透气式防毒服通常由两到三层材料组成，其中，对防毒起关键作用的是具有吸附作用的吸附层。
2、cn113106615a公开了一种防毒针织物及其生产方法，该生产方法包括将掺炭纱线与包覆丝织成针织坯布的步骤；所述掺炭纱线为由腈氯纶掺炭纤维以及任选的其他纤维制备得到的单纱。该专利文献所得到的防毒针织物具有较好的防毒性能和透气性能。该专利文献中提及了掺炭纱线由腈氯纶掺炭纤维与任选的其他纤维形成，所述其他纤维选自芳砜纶纤维、聚酰亚胺纤维、涤纶纤维、芳纶纤维、麻纤维以及棉纤维中的一种。但该专利文献的实施例中并没有涉及其他纤维，更未涉及芳纶纤维，只是采用了腈氯纶掺炭纤维形成的掺炭纱线。此外，该专利文献未涉及芳纶掺炭纤维。
3、cn111270386a公开了一种透气性纺织面料及其制备方法，该纺织面料包括相互交织的抗菌经纱原丝、纬纱原丝以及第二经纱原丝；以重量份计，抗菌经纱原丝包括吸水纤维4-10份、黄麻纤维3-9份、蚕丝纤维2-4份、抗菌涂层2-4份；纬纱原丝包括超细活性炭纤维5-12份、聚酯纤维4-12份、芳纶纤维3-9份、苎麻纤维1-3份；第二经纱原丝包括纳米碳纤维3-9份、竹炭纤维3-8份、15d涤纶短纤维2-6份。纬纱原丝制作过程为将超细活性炭纤维、聚酯纤维、芳纶纤维、苎麻纤维、蒸馏水混合后超声振荡6-10min，然后进行纺丝，得
4、cn1209507c公开了一种含有吸附材料的阻燃纤维及其制备方法，该制备方法是将树脂与吸附材料混合后溶于有机溶剂中，共混湿法纺制成含吸附材料的纤维。该专利文献中所述树脂为丙烯腈-氯乙烯的共聚物或丙烯腈-偏氯乙烯的共聚物，未涉及芳纶纤维。而且，该专利文献中方法为实验室制备方法，非工业化生产方法。所用活性炭或活性炭纤维的粒径要求在1μm以下，生产成本较高，不利于工业化生产。
5、cn104233903a公开了一种活性炭纤维纸及其制备方法，该活性炭纤维纸以芳纶沉析纤维为载体，其上负载活性炭纤维；芳纶沉析纤维的绝干质量占所述活性炭纤维纸绝干质量的10-50％。该专利文献未将活性炭牢固地附着和嵌入芳纶沉析纤维，无法形成能够用于防毒服的纤维。
6、目前为止，仍未有关于兼具较高断裂强度和较好吸附活性的芳纶掺炭纤维及其生产方法的报道。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种芳纶掺炭纤维的生产方法，该生产方法能够制得兼具较高断裂强度和较高吸附活性的芳纶掺炭纤维。本专利技术的另一个目的在于提供一种根据上述生产方法生产的芳纶掺炭纤维，该芳纶掺炭纤维的断裂强度大于等于1.8cn/dtex，苯吸附量能够达到15％。本专利技术的再一个目的在于提供如上所述芳纶掺炭纤维的应用。本专利技术通过如下技术方案达到上述目的。
2、一方面，本专利技术提供一种芳纶掺炭纤维的生产方法，包括以下步骤：
3、1)将活性炭粉末、分散剂和有机溶剂混合，得到活性炭分散液；
4、2)将活性炭分散液与芳香族聚酰胺溶液充分混合，得到纺丝液；
5、3)将所述纺丝液采用湿法纺丝工艺进行纺丝，得到芳纶掺炭纤维。
6、根据本专利技术的生产方法，优选地，所述分散剂选自聚乙二醇烷基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或多种。
7、根据本专利技术的生产方法，优选地，所述分散剂选自聚乙二醇烷基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
8、根据本专利技术的生产方法，优选地，所述分散剂与所述有机溶剂的质量比为0.002～0.1:1；所述有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种。
9、根据本专利技术的生产方法，优选地，所述有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种。
10、根据本专利技术的生产方法，优选地，活性炭分散液中活性炭的浓度为10～30wt％；所述活性炭粉末的粒径小于等于10μm；所述芳香族聚酰胺溶液中的芳香族聚酰胺为聚间苯二甲酰间苯二胺，聚间苯二甲酰间苯二胺的含量为15～30wt％。
11、根据本专利技术的生产方法，优选地，所述活性炭分散液中溶质的质量与所述纺丝液中总溶质的质量之比为10～30:100。
12、根据本专利技术的生产方法，优选地，所述湿法纺丝工艺包括以下步骤：
13、将所述纺丝液过滤，用喷丝孔喷出，经凝固浴凝固形成纤维，然后进行牵伸，烘干和热处理；
14、其中，牵伸倍数为7～20；烘干温度为110～170℃，烘干时间为30s～5min；热处理温度为300～550℃，热处理时间为1～7min。
15、另一方面，本专利技术还提供一种根据如上所述的生产方法制得的芳纶掺炭纤维，所述芳纶掺炭纤维的断裂强度大于等于1.8cn/dtex，苯吸附量能够达到15％。
16、再一方面，本专利技术还提供如上所述的芳纶掺炭纤维的应用。所述芳纶掺碳纤维可以在防毒服、口罩、防护服、足部防护、手部防护等特种防护产品以及窗帘、座垫、过滤器等民用产品中进行应用。
17、采用本专利技术的生产方法能够制得具有较高断裂强度和较好吸附活性的芳纶掺炭纤维，断裂强度不低于1.8cn/dtex，苯吸附量可达15％；而且本专利技术的生产方法对所用活性炭的粒径要求低，活性炭粒径可以在10μm以下，优选为在5μm以下，有利于工业化生产。根据本专利技术优选的技术方案，通过采用特定种类的分散剂形成活性炭分散液以及通过将特定量的该活性炭分散液与芳香族聚酰胺溶液混合，得到能够纺丝的纺丝液，进而纺丝得到性能较好的芳纶掺炭纤维。
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1.一种芳纶掺炭纤维的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述分散剂选自聚乙二醇烷基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述分散剂选自聚乙二醇烷基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述分散剂与所述有机溶剂的质量比为0.002～0.1:1；所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，活性炭分散液中活性炭的浓度为10～30wt％；所述活性炭粉末的粒径小于等于10μm；所述芳香族聚酰胺溶液中的芳香族聚酰胺为聚间苯二甲酰间苯二胺，聚间苯二甲酰间苯二胺的含量为15～30wt％。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特
8.根据权利要求1～7任一项所述的生产方法，其特征在于，所述湿法纺丝工艺包括以下步骤：
9.根据权利要求1～8任一项所述的生产方法制得的芳纶掺炭纤维，其特征在于，所述芳纶掺炭纤维的断裂强度大于等于1.8cN/dtex，苯吸附量能够达到15％。
10.根据权利要求9所述的芳纶掺炭纤维的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种芳纶掺炭纤维的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述分散剂选自聚乙二醇烷基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述分散剂选自聚乙二醇烷基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述分散剂与所述有机溶剂的质量比为0.002～0.1:1；所述有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王旭光，宋西全，李秀明，迟海平，刘江歌，霍晓兵，冷向阳，张兰，林威宏，刘夺奎，陈延平，郑襄丹，关振虹，
申请(专利权)人：北京邦维高科新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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