[發明專利]一種石墨烯復合PET母粒及其制備方法

在審

• 申請號: 201710781113.3
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107501877A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 陳俊兵;劉娜
• 申請（專利權）人: 華烯新材料科技無錫有限公司;紹興標點紡織科技有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L1/04;C08L27/18;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/18;C08K5/09;C08K3/36;C08J3/22
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技術領域

本發明屬于復合纖維制備領域，具體涉及一種石墨烯復合PET母粒及其制備方法。

背景技術

PET纖維的應用廣泛，技術成熟，但存在抗紫外、抗靜電性能差，干熱收縮率高等不足。目前改善聚合物性能主要從高性能及功能化方面進行，改善機械性能及熱穩定性的主要有納米粘土、納米二氧化硅、碳納米管等；抗紫外線功能化由炭黑、二氧化硅、二氧化鈦等無機納米顆粒完成；抗靜電利用膨脹石墨、碳納米管等碳材料完成功能化；此外，磁性、抗菌等功能摻雜磁性金屬顆粒、納米銀等賦予其特殊功能。但上述改善僅能提高一種性能，如在提高機械性能時，其抗靜電能力得不到改善；提高抗靜電能力時，成本高且抗熱性能得不到改善。

如何低成本的改進PET纖維使得PET纖維具有高機械性能、良好的抗靜電能力，是現有技術中PET纖維的主要發展方向。

發明內容

本發明提供一種PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂）纖維用復合母粒、PET纖維及制造方法，其能實現有效提高石墨烯復合PET母粒、PET纖維的綜合性能。

為實現上述技術目的，本發明采取的具體技術方案為，一種石墨烯復合PET母粒，包括如下重量份的各物質：

石墨烯 10-29份

苯胺單體 5-10份

咖啡酸 5-10份

硅烷偶聯劑 1-3份

填料 15-30份

微晶纖維素 1-2份

氧化劑 1-3份

溶劑 10-30份

聚四氟乙烯 1-3份，

其中，填料為二氧化硅、三氧化二鋁、鋁粉、二氧化鈦或葉蠟石粉中的一種或任意質量比的多種；

氧化劑為高錳酸鉀、雙氧水或過氧乙酸；

溶劑為乙醇或丙酮。

所述的石墨烯為3-10層石墨烯。

本發明的另一目的在于提供一種石墨烯復合PET母粒的制備方法，包括如下步驟，步驟一、向氧化石墨烯中加入苯胺單體、聚四氟乙烯，加熱促進溶解并攪拌均勻，得到混合物A；步驟二、向混合物A中加入咖啡酸、微晶纖維素并攪拌均勻，得到混合物B；步驟三、向混合物B種加入硅烷偶聯劑、填料、氧化劑與溶劑并混合均勻，靜置固化后得到石墨烯復合PET母粒。

作為本發明改進的技術方案，步驟一加熱溫度為60-150℃。

本發明的另一目的在于提供一種石墨烯復合PET纖維，包括如下重量份的各物質：

復合母粒 10-25份

PET70-90份

溶劑 30-40份

表面活性劑 2-5份。

作為本發明改進的技術方案，所述溶劑為水或醇類中的一種或任意質量比的多種；所述醇類為甲醇、乙醇或丙醇。

作為本發明改進的技術方案，表面活性劑優選為離子型表面活性劑。

本發明的另一目的在于提供一種石墨烯復合PET纖維的制備方法，包括如下步驟：步驟一、采用溶劑在超聲波中分散復合母粒，得到復合母粒懸浮液，將復合母粒懸浮液與表面活性劑混合攪拌均勻，得到分散均勻的復合母粒溶液；步驟二、將PET熔融擠塑并拉伸成絲，得到PET絲；步驟三、將PET絲勻速穿過復合母粒溶液，得到沾有復合母粒的PET絲；步驟四、將步驟三得到的PET絲卷起成球，并重新熔融，并擠塑拉伸成石墨烯復合PET纖維。

作為本發明改進的技術方案，步驟二中制備的PET絲的直徑為0.001-1mm。

作為本發明改進的技術方案，步驟三種，PET絲穿過復合母粒懸浮液的速度為0.1-1m/s。

有益效果

本發明分別通過改進石墨烯復合PET母粒與石墨烯復合PET纖維的制備工藝，實現了得到抗紫外、抗靜電性能較好的石墨烯復合PET纖維。

具體的，是在氧化劑的作用下，同時加入苯胺單體、咖啡酸向復合母粒中引入含P電子共軛結構的分子鏈，使得石墨烯復合PET纖維具有能導電的可能性；并在制備石墨烯復合PET纖維時向PET中引入石墨烯，具有P電子共軛結構的分子鏈與石墨烯協同作用提高導電遷移率，使得石墨烯復合PET纖維具有抗靜電作用；

另外，由于本申請中PET中引入大量苯環以及共軛雙鍵提高石墨烯復合PET纖維的剛性，再以石墨烯、微晶纖維素輔助使得本申請制備得到的石墨烯復合PET纖維具有高的干熱收縮性能；同時由于大量苯環的存在使得石墨烯復合PET母粒中填料能充分嵌入高分子結構中不僅提高高分子結構的干熱收縮性能還能提高PET的抗紫外性能。