[發明專利]一種復合纖維、制備方法及其用途

在審

• 申請號: 201710153981.7
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106930098A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 張金柱;王文平;張安;劉頂
• 申請（專利權）人: 山東圣泉新材料股份有限公司
• 主分類號: D06M11/74
• 分類號: D06M11/74;D06M15/05;D06M101/24;D06M101/28;D06M101/32;D06M101/34;D06M101/38
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

1.一種復合纖維的制備方法，其特征在于，所述制備方法為將初生纖維在石墨烯類物質分散液中浸漬，之后經過冷卻、干燥，得到復合纖維。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述浸漬的溫度范圍處于初生纖維材料的高彈態溫度；

優選地，所述浸漬溫度至少比初生纖維材料的玻璃化轉變溫度高5℃以上；

優選地，所述石墨烯類物質分散液的濃度為0.1～5wt％，優選0.3～2wt％；

優選地，所述石墨烯類物質分散液中的石墨烯類物質的粒徑為不大于20μm；優選為100nm～10μm，進一步優選200nm～5μm；

優選地，所述浸漬時間為15～120min；

優選地，所述石墨烯類物質分散液中添加有納米纖維素；

優選地，所述納米纖維素的直徑不大于10nm，長徑比不小于10；

優選地，所述納米纖維素在分散液中的濃度為2wt％以下，優選1wt％以下，再優選0.5wt％以下。

3.如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯類物質包括石墨烯、生物質石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯衍生物的任意1種或至少2種的混合，優選石墨烯和/或生物質石墨烯；

優選地，所述石墨烯衍生物包括元素摻雜石墨烯或官能團化石墨烯物中的任意1種或至少2種的組合；

優選地，當所述石墨烯類物質為氧化石墨烯時，在冷卻之前和/或之后進行還原處理；

優選地，所述還原處理的方法包括還原劑還原法和/或加熱還原法；

優選地，所述還原劑還原法包括加入還原劑進行還原；

優選地，所述還原劑的加入量為石墨烯類物質的10～200wt％，優選50～100wt％；

優選地，所述還原劑包括抗壞血酸、水合肼、葡萄糖、乙二胺、檸檬酸鈉、L-半胱氨酸、氫碘酸或硼氫化鈉中的任意1種或至少2種的組合；

優選地，所述加熱還原法包括在非氧化性氣氛中，加熱進行還原；

優選地，所述加熱還原法步驟包括：在高壓反應釜中，通入保護性氣氛和/或還原性氣氛，加熱還原；所述加熱還原的溫度≤200℃，壓力≤1.6MPa。

4.如權利要求1～3之一所述的制備方法，其特征在于，所述初生纖維通過聚合物紡絲得到；

優選地，所述聚合物包括聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯醇縮醛和聚氯乙烯中的任意1種或至少2種的組合；

優選地，所述紡絲包括靜電紡絲、熔體紡絲、濕法溶液紡絲、干法溶液紡絲中的任意1種或至少2種的組合。

5.如權利要求1～4之一所述的制備方法，其特征在于，將所述初生纖維在石墨烯類物質分散液中浸漬分兩步進行，具體包括如下步驟：

(A1)將初生纖維浸漬至第一石墨烯類物質分散液中，得到第一浸漬纖維；所述第一石墨烯類物質分散液中石墨烯類物質的粒徑＜1μm；

(A2)將第一浸漬纖維浸漬至第二石墨烯類物質分散液中，得到第二浸漬纖維；所述第二石墨烯類物質分散液中石墨烯類物質的粒徑為1～20μm。

6.一種如權利要求1～5之一所述方法制備得到的復合纖維，其特征在于，所述復合纖維內部存在石墨烯類物質，所述復合纖維外部也存在石墨烯類物質。

7.如權利要求6所述的復合纖維，其特征在于，存在于所述復合纖維外部的石墨烯類物質比存在于復合纖維內部的石墨烯類物質多；

優選地，所述復合纖維內部包括復合纖維的結晶區、非結晶區、以及結晶區與非結晶區之間的間隙；

優選地，所述復合纖維內部結晶區存在石墨烯類物質，同時所述復合纖維外部存在石墨烯類物質；

優選地，所述復合纖維中，石墨烯類物質占復合纖維的0.5～3wt％；

優選地，所述石墨烯類物質的粒徑≤20μm；

優選地，所述復合纖維內部存在的石墨烯類物質的粒徑＜1μm；

優選地，所述復合纖維外部存在的石墨烯類物質的粒徑為1～20μm。

8.如權利要求6或7所述的復合纖維，其特征在于，當所述石墨烯類物質為石墨烯和/或生物質石墨烯時，所述復合纖維的比電阻≤1×10⁵Ω·cm；

優選地，當所述石墨烯類物質為石墨烯和/或生物質石墨烯時，所述復合纖維水洗50次之后，其比電阻≤1×10⁵Ω·cm。