[發(fā)明專利]一種石墨烯改性的氨綸纖維及其制備方法、應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710780028.5
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107366036B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐地源;苑亞楠;呂冬生;王雙成;許日鵬;宋現(xiàn)芬
• 申請（專利權(quán)）人: 山東圣泉新材料股份有限公司
• 主分類號: D01F6/94
• 分類號: D01F6/94;D01F1/09;D01F1/10;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/10
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 劉書芝<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明提供了一種石墨烯改性的氨綸纖維及其制備方法、應(yīng)用。制備方法：將第一部分石墨烯材料與擴(kuò)鏈劑在有機(jī)溶劑中混勻，得到擴(kuò)鏈溶液；將二異氰酸酯、聚醚二元醇和第二部分石墨烯材料混合，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，加入有機(jī)溶劑稀釋，得到預(yù)聚物溶液；將擴(kuò)鏈溶液和預(yù)聚物溶液混合擴(kuò)鏈，得到聚合物溶液；將第三部分石墨烯材料與分散劑在有機(jī)溶劑中混勻，加入到聚合物溶液中，熟化，之后紡絲；三步加入的石墨烯材料的重量比為20～40:10～30:30～70。本發(fā)明相比傳統(tǒng)氨綸纖維，具有斷裂伸長率高、斷裂強(qiáng)度大、電導(dǎo)率高、抑菌率高等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造內(nèi)衣、滑雪服、運(yùn)動衣、游泳衣、襪口、傳送帶、醫(yī)療織物或宇航服等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種石墨烯改性的氨綸纖維及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)

氨綸是一種彈性纖維，學(xué)名聚氨酯纖維(PU)，具有彈性優(yōu)異、強(qiáng)度高、良好的耐化學(xué)藥品、耐油、耐汗水、不蟲蛀、不霉、日曬不泛黃等特性。氨綸用于制作彈性編織物或紡織物，如各種內(nèi)衣、滑雪服、運(yùn)動衣、游泳衣、襪口、傳送帶類以及醫(yī)療織物、宇航服等。

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，由于其十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域都得到了長足的發(fā)展。以材料領(lǐng)域?yàn)槔┏Ｓ糜趯w維的改性，擴(kuò)展纖維的功能，例如抗菌性、遠(yuǎn)紅外功能、導(dǎo)電性等。

專利申請CN105019052A公開了一種高性能聚氨酯彈性纖維的制備方法，該方法包括以下步驟：1、將聚四亞甲基醚二醇與二異氰酸酯類物質(zhì)反應(yīng)生成異氰酸酯封端的預(yù)聚物；2、將石墨烯材料和預(yù)聚物混合進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)；3、向第2步中的反應(yīng)液中加入擴(kuò)鏈劑和終止劑，進(jìn)行擴(kuò)鏈，之后再加入其它添加劑(包括抗氧劑、防黃劑和潤滑劑)，再經(jīng)過干法紡絲即得最終產(chǎn)品。該方法把石墨烯材料通過交聯(lián)反應(yīng)介入氨綸分子鏈中，同時形成了多維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高了氨綸纖維的斷裂強(qiáng)度和耐熱性，其斷裂強(qiáng)力在63.2～70.1g之間。

專利申請CN106995946A公開了一種石墨烯-氨綸復(fù)合纖維的制備方法，該方法包括以下步驟：首先將氨綸切片、石墨烯和偶聯(lián)劑以99.74～93:0.01～5:0.25～2的比例混合制成母粒，然后經(jīng)過熔融紡絲制得纖維。工藝制得的復(fù)合纖維的抗菌率在85％～100％之間，斷裂強(qiáng)度在1.55～1.95cN/dtex之間，斷裂伸長率在549～678％之間。

以上兩種技術(shù)制得的復(fù)合纖維的斷裂伸長率相比普通氨綸纖維有所提高，但是并沒有充分利用石墨烯優(yōu)異的柔韌性能，導(dǎo)致纖維的柔性仍有局限性。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種石墨烯改性的氨綸纖維的制備方法，所述的制備方法解決了石墨烯改性所得的氨綸纖維斷裂伸長率低的問題。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種石墨烯改性的氨綸纖維，該氨綸纖維相比傳統(tǒng)氨綸纖維，具有斷裂伸長率高、斷裂強(qiáng)度大、導(dǎo)電率高、抑菌率高等優(yōu)點(diǎn)，作為彈性體材料應(yīng)用廣泛，可用于制造內(nèi)衣、滑雪服、運(yùn)動衣、游泳衣、襪口、傳送帶、醫(yī)療織物或宇航服等。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種石墨烯改性的氨綸纖維的制備方法，包括下列步驟：

步驟A：將第一部分石墨烯材料與擴(kuò)鏈劑在有機(jī)溶劑中混勻，得到擴(kuò)鏈溶液；

步驟B：將二異氰酸酯、聚醚二元醇和第二部分石墨烯材料混合，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，之后加入有機(jī)溶劑稀釋，得到預(yù)聚物溶液；

步驟C：將所述擴(kuò)鏈溶液和所述預(yù)聚物溶液混合，進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，得到聚合物溶液；

步驟D：將第三部分石墨烯材料與分散劑在有機(jī)溶劑中混勻，得到助劑漿料；