[發(fā)明專利]石墨烯復(fù)合纖維連續(xù)生產(chǎn)裝置及制備方法

在審

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• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109338511A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉忠范;崔光;程熠
• 申請（專利權(quán)）人: 北京石墨烯研究院;北京大學(xué)
• 主分類號: D01F8/18
• 分類號: D01F8/18
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 董天寶;于寶慶

本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合纖維的連續(xù)生產(chǎn)裝置及制備方法，包括：爐體；爐膛，位于所述爐體內(nèi)并貫穿所述爐體；雙側(cè)密封艙室，分別位于所述爐體的左右兩側(cè)，并各自設(shè)有與所述爐膛相通的傳送口，所述雙側(cè)密封艙室中的一個(gè)設(shè)有進(jìn)氣端，另一個(gè)設(shè)有出氣端；送絲轉(zhuǎn)輪，位于設(shè)有所述出氣端一側(cè)的密封艙室內(nèi)；收絲轉(zhuǎn)輪，位于設(shè)有所述進(jìn)氣端一側(cè)的密封艙室內(nèi)。該裝置可實(shí)現(xiàn)石墨烯復(fù)合纖維的連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、操作簡便。采用本發(fā)明的方法制備的石墨烯復(fù)合纖維具有導(dǎo)熱性能好、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，具有更加廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯復(fù)合材料的制備，具體涉及一種石墨烯復(fù)合纖維連續(xù)生產(chǎn)裝置及制備方法。

背景技術(shù)

玻璃纖維是一種優(yōu)良的絕緣材料，具有優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)性能，已經(jīng)在很多方面替代了金屬材料，無論是傳統(tǒng)的建筑、PCB電路板、管道運(yùn)輸、摩擦材料領(lǐng)域，還是在新興風(fēng)電、交通工具、筆記本等產(chǎn)品領(lǐng)域，高性能玻纖市場整體容量正在加快擴(kuò)張，尤其在交通工具領(lǐng)域，玻璃纖維的使用可以促進(jìn)交通工具輕量化和低能耗的發(fā)展步伐，提高燃油利用效率。

光纖是一種能夠傳導(dǎo)光波和各種光信號的纖維。在當(dāng)今的信息時(shí)代，人們在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和科學(xué)研究中有大量的信息及數(shù)據(jù)需要加工和處理，而光纖正是傳輸信息的最理想的工具。以光導(dǎo)通信技術(shù)為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電纜系統(tǒng)比較,在同樣多的時(shí)間內(nèi)它可以進(jìn)行更大量和更多類型信息的傳送。一根光纖電纜相當(dāng)于100根傳送電話所使用的同軸電纜所傳送的信息。而且傳送時(shí)的損耗低，接點(diǎn)數(shù)目可以減少1/20。光導(dǎo)系統(tǒng)的波帶很寬，由幾十MHZ/km到幾百GHz/km,而且可以防止電訊號的噪音。另外，光纖消耗材料少，與同軸電纜相比可節(jié)省大量有色金屬。

玻璃纖維和光纖雖然在很多方面替代了傳統(tǒng)金屬材料，但與傳統(tǒng)金屬材料相比，玻璃纖維/光纖還有很多亟待解決的問題。玻璃纖維/光纖的熱導(dǎo)率僅有1.4W/m·K左右，而傳統(tǒng)金屬材料的熱導(dǎo)率極高，例如銅的熱導(dǎo)率可達(dá)397W/m·K。過低的熱導(dǎo)率使得玻璃纖維/光纖與金屬材料相比，雖然具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)，但在某些對材料導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能有一定要求的部位，玻璃纖維/光纖與傳統(tǒng)金屬材料相比便失去了優(yōu)勢。

石墨烯作為一種性能優(yōu)異的二維材料，具有電阻率低，導(dǎo)熱系數(shù)高，力學(xué)性能優(yōu)異等的特點(diǎn)。單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)極高，室溫下可達(dá)約5200W/m·K，是現(xiàn)階段已知的熱導(dǎo)率最高的材料。石墨烯玻璃纖維/光纖的結(jié)合將產(chǎn)生出一種新型的石墨烯復(fù)合纖維，其導(dǎo)熱能力將大大提高，從而具有更加廣闊的應(yīng)用范圍。然而，由于特殊的生產(chǎn)方式和應(yīng)用場景，玻璃纖維或光纖一般都具有較長的尺寸，這就給石墨烯復(fù)合纖維的連續(xù)生產(chǎn)帶來很大難度。

因此，亟需一種石墨烯復(fù)合纖維的連續(xù)生產(chǎn)裝置及制備方法，以解決上述種種問題。

需注意的是，前述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯復(fù)合纖維的連續(xù)生產(chǎn)裝置及制備方法，以解決由于尺寸限制等原因而無法進(jìn)行石墨烯復(fù)合纖維連續(xù)生產(chǎn)的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合纖維的連續(xù)生產(chǎn)裝置，包括：

爐體；

爐膛，位于所述爐體內(nèi)并貫穿所述爐體；

雙側(cè)密封艙室，分別位于所述爐體的左右兩側(cè)，并各自設(shè)有與所述爐膛相通的傳送口，所述雙側(cè)密封艙室中的一個(gè)設(shè)有進(jìn)氣端，另一個(gè)設(shè)有出氣端；

送絲轉(zhuǎn)輪，位于設(shè)有所述出氣端一側(cè)的密封艙室內(nèi)；

收絲轉(zhuǎn)輪，位于設(shè)有所述進(jìn)氣端一側(cè)的密封艙室內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，還包括電機(jī)，所述電機(jī)連接于所述收絲轉(zhuǎn)輪。