[發(fā)明專利]一種石墨烯/納米炭黑改性粘膠纖維的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910837159.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110424060B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳琛;韓燚;高超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州高烯科技有限公司
• 主分類號(hào): D01F2/08
• 分類號(hào): D01F2/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開(kāi)了一種石墨烯/納米炭黑改性粘膠纖維的制備方法，通過(guò)將特定DBP值的納米炭黑以特定比例與單層氧化石墨烯復(fù)合，在加熱的堿性環(huán)境下氧化石墨烯發(fā)生還原并形成穩(wěn)定復(fù)合結(jié)構(gòu)，經(jīng)水洗后可直接與粘膠紡絲液混合，保持良好分散，經(jīng)紡絲后得到具有防靜電、防紫外和抗菌功能的新型粘膠纖維，產(chǎn)品功能穩(wěn)定且不隨水洗衰減，可直接在粘膠纖維生產(chǎn)線上進(jìn)行，對(duì)原有工藝變動(dòng)極小，所得產(chǎn)品可在內(nèi)衣、外套、褲襪、鞋材中得到應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化纖織物領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯/納米炭黑改性粘膠纖維的制備方法。

背景技術(shù)

粘膠纖維屬纖維素纖維。它是以天然纖維(木纖維，棉短絨)為原料，經(jīng)堿化、老化、磺化等工序制成可溶性纖維素黃原酸酯，再溶于稀堿液制成粘膠，經(jīng)濕法紡絲而制成。由于粘膠纖維本身從天然木纖維素中提取而來(lái)，具有天然環(huán)保、親水透氣、涼爽舒適的特性。然而，隨著人們生活水平的提高，對(duì)粘膠纖維提出了新的功能性要求，如防紫外、發(fā)熱、保暖、抗菌抑菌、防靜電等。目前對(duì)粘膠纖維的改性主要是通過(guò)添加各種功能性材料或經(jīng)過(guò)后整理實(shí)現(xiàn)上述功能，功能單一，耐洗滌性能及舒適性不佳。

石墨烯是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的明星材料，其具有無(wú)與倫比的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、催化、半導(dǎo)體等諸多性能，被認(rèn)為是可以引起產(chǎn)業(yè)升級(jí)的“工業(yè)味精”材料。由于石墨烯具有超高的電導(dǎo)率，將石墨烯加入其它材料中制備防靜電或?qū)щ姴牧弦渤蔀榻陙?lái)的熱門課題。由于單層及層數(shù)少的石墨烯價(jià)格非常昂貴，目前市場(chǎng)銷售的石墨烯改性纖維大部分是添加含有多層石墨烯和石墨粉的石墨烯材料，其石墨烯優(yōu)良性能并沒(méi)有得到充分體現(xiàn)，而且價(jià)格不菲，限制了它的使用范圍。

CN109402815 A《石墨烯復(fù)合纖維紗線及其制備方法和應(yīng)用》將石墨烯分散在水中與紡絲粘膠混合紡絲得到復(fù)合纖維，但是石墨烯本身不親水。很難均勻分散在水中，不利于紡絲和后續(xù)功能的實(shí)現(xiàn)。CN109440213A《一種氧化石墨烯改性阻燃纖維素纖維及其制備方法》將氧化石墨烯和阻燃劑與甲纖混合后紡絲，實(shí)現(xiàn)阻燃、增強(qiáng)和抑菌。對(duì)于粘膠纖維而言，其水相制備的特征特別適合氧化石墨烯體系，然而對(duì)于實(shí)現(xiàn)防靜電效果而言，氧化石墨烯的絕緣特性又不適用。因此需要開(kāi)拓一種結(jié)合水相分散和優(yōu)良導(dǎo)電的制備方案，解決粘膠纖維的防靜電問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)不足，提供一種石墨烯/納米炭黑改性粘膠纖維的制備方法。構(gòu)成該織物的纖維中，還原氧化石墨烯和炭黑復(fù)合后均勻分散在粘膠纖維內(nèi)部，并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用和水洗仍可保持電導(dǎo)率不衰減，具有高耐用性。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種石墨烯/納米炭黑改性黏膠纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)向25質(zhì)量份、質(zhì)量濃度為2mg/g的氧化石墨烯水分散液中加入0.01質(zhì)量份氫氧化鈉混合攪拌均勻，得到混合液；

(2)將低DBP值納米炭黑和高DBP值納米炭黑按質(zhì)量比3～5:1的比例混合后，得到混合納米炭黑，將0.12～0.2質(zhì)量份混合納米炭黑加入步驟(1)所得的混合液中，在100℃下攪拌反應(yīng)1h，得到混合分散液；所述高DBP值納米炭黑的DBP值為360～400，低DBP值納米炭黑的DBP值為200～280。

(3)向步驟(2)所得混合分散液中加入100質(zhì)量份、甲纖含量為9～12wt％的粘膠紡絲原液，混合均勻后，通過(guò)噴絲頭紡絲在凝固浴中成形、牽伸、洗滌、脫硫、上油、烘干、打包得到石墨烯/納米炭黑改性黏膠纖維。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)的氧化石墨烯的碳氧比在3到7之間。

本發(fā)明的有益效果在于：