[發明專利]一種石墨烯海島纖維及其制造方法

有效

• 申請號: 201811338628.7
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109706546B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李東華;陸育明;王佳歡;馮忠耀;朱亞宏;楊成;周永華;楊衛忠;李忠;趙學東;王緣
• 申請（專利權）人: 上海德福倫化纖有限公司
• 主分類號: D01F8/14
• 分類號: D01F8/14;D01F1/10;D01F1/09;C08G63/183;C08G63/84
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 陸林輝

一種石墨烯海島纖維及其制造方法，包括如下步驟：由石墨烯功能材料通過酯化聚合制得石墨烯母粒，之后與PET共混、熔融制得石墨烯島組分；將石墨烯島組分與可溶性聚酯海組分熔融共混，得到石墨烯海島原絲，再經集束、牽伸，緊張熱定型，卷曲、上油，松弛熱定型，切斷等工序制得石墨烯海島纖維。本發明的石墨烯海島纖維可降低材料表面電阻率，能將產生的靜電荷迅速泄放，同時賦予材料表面一定的潤滑性，進一步降低摩擦系數，從而抑制和減少靜電荷的產生；生物相容性良好，是一種無毒、綠色、高效的功能紡織品，兼有石墨烯纖維的遠紅外、抗菌抑菌、防靜電功能。

技術領域

本發明屬于合成纖維生產技術領域，具體涉及一種石墨烯海島纖維及其制造方法。

背景技術

隨著經濟、社會生活的發展，人們對多功能紡織品的要求日益提高，尤其是無毒、綠色、遠紅外、抗菌抑菌、防靜電、具有獨特的金屬光澤、無化學染整、色澤自然持久等功能的紡織品需求旺盛。海島復合纖維織物手感柔軟、滑爽，可制成具有高密性、吸濕性、拒水性，并有獨特的美觀性和時裝風格性的織物；海島復合纖維單絲線密度小，纖維比表面積大，其覆蓋性、膨松性、保暖和吸附性高，使織物具有極強的吸塵性、去污性和過濾性；海島復合纖維間空隙多而密，具有優良的防水透氣性能，隔熱保暖作用好。海島復合纖維超細，纖維更加柔軟，制成織物，可產生毛細管的芯吸作用，使織物吸附更多水分，并可將這些水分移至織物表面，使其蒸發，增加了穿著的舒適感。因此，海島纖維具有普通纖維無法比擬的優點，可以制成許多高性能和高附加值的紡織品，如利用高收縮絲的收縮性能，可織成密度更大、耐水壓更高的織物。這類織物雖密度很高，但質地輕盈，懸垂性好，色澤柔和手感柔軟而又豐滿，外觀雍華而溫馨，同時能保持相當的透濕性和透氣性，穿著十分舒適。

石墨烯是一種新型碳納米輕質材料，具有獨特的單原子層二維晶體結構、高比表面積，高的強度、電導率、熱導率，對各類光線的吸收效率高、遮蔽效果理想。石墨烯被譽為“改變21世紀的神奇材料”，隨著石墨烯應用領域相關工藝的逐步成熟完善，手機屏幕任意彎曲、電動汽車瞬間充電、電腦屏幕透明薄如白紙這些不可思議的事情將變成現實。2015年11月30 日，中國工業和信息化部、國家發展改革委、科技部印發《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》，提出到2020年形成完善的石墨烯產業體系，實現石墨烯材料標準化、系列化和低成本化。石墨烯材料在紡織品功能開發方面同樣引起廣泛關注，在紡織纖維的聚合或紡絲過程中添加少量的石墨烯可顯著改善纖維力學、電學性能。用于制備纖維的石墨烯功能材料可通過不同制備方法得到，如機械剝離法、CVD法、化學氧化還原法、插層剝離法、生物質資源水熱碳化等，現有技術制備得到的石墨烯中會存在某些雜質元素、碳元素的其他同素異形體或層數非單層甚至多層的石墨烯結構(例如3層、5層、10層、20層等)。生物質石墨烯是以農業廢棄物如玉米桿、玉米芯、高粱桿、甜菜渣、甘蔗渣、糠醛渣、木糖渣、木屑、棉稈等原料通過生物質資源水熱碳化方式制備得到的。

中國專利CN106702530A公開了一種海島纖維，該海島纖維通過將石墨烯和納米功能粒子與第一島組份預分散后制得納米功能母粒，再與第二島組份均勻混合后與海組份一起進行共混熔融紡絲，制成具有特殊功能效果的海島纖維。該專利指出海島纖維本身相對較細(﹤0.05D)，纖維本身機械性能較差，導致面料成品的機械性能和起毛球性能較差，而納米功能粒子的加入勢必更加影響纖維的機械性能。因此該專利在加入納米功能粒子的同時加入石墨烯，石墨烯的加入可改善海島纖維的機械性能?？梢娫搶＠氖┲皇亲鳛檩o助材料，加入的目的僅是為了使功能纖維獲得更好的機械性能。目前為止，未見將石墨烯專用于制備滌滌海島纖維的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯海島纖維及其制造方法，該海島纖維可降低材料表面電阻率，將產生的靜電荷迅速泄放，同時賦予材料表面一定的潤滑性，進一步降低摩擦系數，從而抑制和減少靜電荷的產生；生物相容性良好，是一種無毒、綠色、高效的功能紡織品，兼有石墨烯纖維的遠紅外、抗菌抑菌、防靜電功能。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：