一种石墨烯生物复合纤维及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111910285A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010819191.X(22)申请日2020.08.14(71)申请人青岛裕王智能科技床业有限公司地址266000山东省青岛市李沧区九水路29-6号1-2层(72)发明人王宝林王金泉(74)专利代理机构北京挺立专利事务所(普通合伙)11265代理人田黎绒(51)Int.Cl.D01F6/92(2006.01)D01F1/10(2006.01)D01F1/09(2006.01)C01B32/184(2017.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种石墨烯生物复合纤维及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种石墨烯生物复合纤维及其制备方法和应用，本发明的石墨烯生物复合纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将石墨烯与涤纶聚酯切片混合后进行研磨，得到涤纶‑石墨烯混合粉料；步骤二：对涤纶‑石墨烯混合粉料进行搅拌烘干；步骤三：将干燥后的涤纶‑石墨烯混合粉料注入双螺杆挤出机，制得涤纶‑石墨烯混合条料；本发明通过将石墨烯与涤纶混合制成复合纤维，不仅保留了涤纶纤维的良好抗皱性与保形性，同时通过石墨烯的加入，使复合纤维具有良好的远红外、抗紫外、防静电、抗菌/抑菌等性能，利用石墨烯的特性，可有效消除传统涤纶纤维吸水性低，易因摩擦产生大量静电的弊端，有利于在纺织领域进行广泛应用。CN111910285ACN111910285A权利要求书1/1页1.一种石墨烯生物复合纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将石墨烯与涤纶聚酯切片混合后进行研磨，得到涤纶-石墨烯混合粉料；步骤二：对涤纶-石墨烯混合粉料进行搅拌烘干；步骤三：将干燥后的涤纶-石墨烯混合粉料注入双螺杆挤出机，制得涤纶-石墨烯混合条料；步骤四：对涤纶-石墨烯混合条料进行切粒，制得涤纶-石墨烯混合母粒；步骤五：将涤纶-石墨烯混合母粒进行烘干后，对涤纶-石墨烯混合母粒进行熔融纺丝，然后缓冷，成型，拉伸，淬冷，卷绕，制成石墨烯-涤纶纳米复合纤维。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯生物复合纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一中石墨烯与涤纶聚酯切片的比列为3：100～15：100，所述步骤一中制得的涤纶-石墨烯混合粉料的颗粒直径≤8μm。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯生物复合纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的搅拌烘干为低温负压搅拌烘干。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯生物复合纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤五中的熔融纺丝温度为260～320℃，纺丝牵引速度为600m/min～1000m/min，牵引后的丝线导入缓冷装置内，缓冷温度为280～300℃，缓冷过程中对丝线进行成型、拉伸，后导入冷水中进行淬冷固化，最后绕卷，淬冷固化的水温为30～45℃。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯生物复合纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤一的石墨烯为1-9层非氧化石墨烯，所述石墨烯由生物质原材料制备而成，其制备方法包括以下步骤：A)由生物质原材料中提取纤维素；B)对纤维素进行超声清洗后过滤并烘干；C)利用气氛烧结炉在保护气体下对纤维素进行加热煅烧，得到碳化料；D)对碳化料进行酸液浸泡后，过滤，除杂，烘干，得到生物质碳；E)利用气氛烧结炉在保护气体下对生物质碳进行高温石墨化，得到石墨烯。6.根据权利要求5所述的一种石墨烯生物复合纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤A中的生物质原材料为粗纤维植物，所述步骤A中的生物质原材料优选为稻秆、玉米秆、高粱秆、甘蔗渣、棉秆、竹叶中的一种或组合。7.根据权利要求5所述的一种石墨烯生物复合纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤B、C、E均在保护气氛中进行，所述保护气氛所用气体氮气、氩气、氙气、氨气中的任意一种。8.一种石墨烯生物复合纤维，其特征在于：所述石墨烯生物复合纤维通过权利要求1-7任一项所述的石墨烯生物复合纤维的制备方法制得。9.根据权利要求8所述的一种石墨烯生物复合纤维，其特征在于：在制备纺织品上的应用，所述纺织品包括服装、服装饰品、家用纺织品、装饰布艺制品、床上用品、床垫、手套、帽子、袜子、毯子。2CN111910285A说明书1/5页一种石墨烯生物复合纤维及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种复合纤维，具体是一种石墨烯生物复合纤维及其制备方法和应用。背景技术[0002]石墨烯是目前已知最薄的二维纳米材料，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层，碳原子之间由s键连接，结合方式为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极其优异的力学性能和结构刚性，石墨烯的强度比最好的钢铁还要强100倍。石墨烯具有很高的导电性，是世界上电阻率最小的材料；石墨烯还是一种非常好的抗菌材料