[發明專利]一種耐腐蝕濕度響應的石墨烯復合智能纖維

在審

• 申請號: 202011495732.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112853549A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉海東;巫瑩柱;蔡瑞燕;張浩
• 申請（專利權）人: 廣東柏堡龍股份有限公司
• 主分類號: D01F11/06
• 分類號: D01F11/06;D01F11/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 馮錦旋;陳偉賢

本發明公開了一種耐腐蝕濕度響應的石墨烯復合智能纖維，從內到外由芯層與表層組成，所述芯層為改性耐腐蝕高吸濕脫濕纖維層，所述表層為石墨烯片層，所述石墨烯片層由多個石墨烯碎片有序上下交疊呈鱗片疊加覆蓋狀分布在改性耐腐蝕高吸濕脫濕纖維層表面而成，具有優異的耐腐蝕性能，纖維狀的材料使得其更為容易應用于智能紡織品中，可在腐蝕的環境中進行濕敏工作，具有巨大的產業化前景。

技術領域

本發明涉及紡織材料技術領域，具體屬于一種耐腐蝕濕度響應的石墨烯復合智能纖維。

背景技術

隨著科技的進步與人們的需求，智能紡織品已成為紡織行業的研究熱點。智能紡織品是將紡織技術與信息技術相結合在一起能用于人體穿著的新型紡織品，其能對人體的生物狀態進行實時的監控與反饋。智能紡織品發展迅速，滲透到各個領域，越發越被人們重視。環境濕度通過影響人體自身的熱平衡、皮膚濕潤度、呼吸器官感知等因素對人類的舒服感造成影響。當環境濕度太大時，人就會變得無精打采、精神萎靡不振。而當環境濕度太小時，人體自身的水分的蒸發會加快，導致人的心情煩躁。因此，環境的濕度會影響著人體的身體狀況，因此濕敏型傳感器在智能紡織品領域占據著重要的地位，而常見的濕敏傳感器可分為薄膜型傳感器與纖維型傳感器。而纖維型的傳感器相對于薄膜型的柔性傳感器，其具有更好地嵌入紡織品，更佳的穿適性等特點，因此纖維型的傳感器更適合用于智能紡織品中，再者常見的濕敏傳感器(如金屬濕敏傳感器、薄膜傳感器等)僅可在普通的環境中進行工作，無法在強腐蝕性中進行工作，因此對于強腐蝕性中濕敏傳感工作存在缺憾。

中國專利申請號201911230804.X(一種基于碳基柔性濕敏器件的露點測量方法)介紹了一種薄膜型基于碳基柔性濕敏器件，其利用激光誘導的方法制備具有碳電極的柔性薄膜，再利用電紡的方式在柔性薄膜上噴涂氧化石墨烯，形成全碳基的柔性濕敏器，最后將全碳基的柔性濕敏器件與半導體制冷器相結合，通過主動控溫的方式在濕敏器件表面產生結露，利用電極的電容量識別露點時刻并準確獲得結果，同時濕敏器件具有很好的抗腐蝕特性。但是該方法的制備復雜，條件要求高，成本高，且屬于薄膜型的濕敏器件，難于應用于嵌入智能紡織品中。

中國專利申請號201610058509.0(一種濕度敏感可伸縮聚苯胺導電纖維及其制備方法)介紹了一種纖維狀的濕度敏感可伸縮聚苯胺導電纖維，其氨綸包芯棉紗以氨綸為內線，彎曲纏繞在氨綸內線上的棉紗線包裹內線，質子酸摻雜聚苯胺形成的導電層均勻包覆在棉紗線上，該纖維導電率隨環境濕度的變化而變化。但該方法的制備復雜，需要使用大量的化學藥劑，難以大量產業化生產，且不耐腐蝕性。

綜上所述，一種高效簡單，無化學藥劑的綠色環保耐腐蝕濕敏傳感纖維的制備方法是我們需要關注和研究的，以便更好地服務于智能紡織品生產中。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種耐腐蝕濕度響應的石墨烯復合智能纖維，具有優異的耐腐蝕性能，纖維狀的材料使得其更為容易應用于智能紡織品中，可在腐蝕的環境中進行濕敏工作，具有巨大的產業化前景。

為了實現上述目的，本發明提供的一種耐腐蝕濕度響應的石墨烯復合智能纖維，從內到外由芯層與表層組成，所述芯層為改性耐腐蝕高吸濕脫濕纖維層，所述表層為石墨烯片層，所述石墨烯片層由多個石墨烯碎片有序上下交疊呈鱗片疊加覆蓋狀分布在改性耐腐蝕高吸濕脫濕纖維層表面而成。

優選的，所述改性耐腐蝕高吸濕脫濕纖維層由改性的樹脂母粒紡絲而成。

優選的，所述改性的樹脂母粒包括有聚酯和聚酰胺共聚母粒、陽離子改性的聚酯纖維母粒、吸濕改性聚酰胺纖維母粒、吸濕改性聚丙烯纖維母粒、聚氨酯纖維母粒、聚乙烯醇縮醛與聚氯乙烯共混纖維母粒。

優選的，所述石墨烯碎片厚度為0.1-20μm之間。

優選的，所述石墨烯碎片通過部分植入改性耐腐蝕高吸濕脫濕纖維層中來與改性耐腐蝕高吸濕脫濕纖維層固定連接。

優選的，一種耐腐蝕濕度響應的石墨烯復合智能纖維由如下步驟制備而成：