[發明專利]一種基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 202110475295.8
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113122948A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 沙嫣;沙曉林;馬立國
• 申請（專利權）人: 南通強生石墨烯科技有限公司
• 主分類號: D01F6/46
• 分類號: D01F6/46;D01F1/10;D01F6/92;D01F6/90;D01F8/06;D01F8/14;D01F8/12
• 代理公司: 上海尚象專利代理有限公司 31335
• 代理人: 劉云

1.一種基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的方法包含：

步驟1，將熱塑性樹脂與功能性粉體、偶聯劑、分散劑、抗氧劑均勻混合，通過雙螺桿擠出機進行熔融共混造粒，制備出紡絲用功能性母粒；

步驟2，將步驟1所得的功能母粒與熱塑性樹脂共混熔融紡絲，或者將功能性母粒進行直接熔融紡絲，獲得熱塑性樹脂纖維的原長絲；

步驟3，將步驟2所得的原長絲進行網絡加彈后，獲得具有屏蔽防護性能的網絡纖維絲，即石墨烯復合柔性防輻射纖維。

2.如權利要求1所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，熱塑性樹脂為聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺中的任意一種或多種的混合物；熱塑性樹脂的用量按質量百分比計為原料總量的40-80％。

3.如權利要求1所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的功能性粉體是將石墨烯和鉛、鎢、鉭、碳化硼、氮化硼中的任意一種或多種以任意比例混合而得；功能性粉體的用量按質量百分比計為原料總量的10-50％；功能性粉體的粒徑范圍為0.1μm～7μm。

4.如權利要求4所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的石墨烯，層間距約0.3～0.4nm，石墨烯片層間摻雜有包含溴、碘、溴化碘、氯化碘、鉀、鈣、氯化鐵、氯化鉬、氯化鋁、氯化銅中的任意一種或多種混合的摻雜劑，摻雜劑的用量按質量百分比計為石墨烯的10～30％。

5.如權利要求1所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、磷酸酯偶聯劑中的任意一種或多種的混合物；偶聯劑的用量按質量百分比計為原料總量的0.2-9％。

6.如權利要求1所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的分散劑為白油、石蠟、蒙旦蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、乙撐雙硬脂酸酰胺、油酸酰胺中的任意一種或多種的混合物；分散劑的用量按質量百分比計為原料總量的0.1～11％。

7.如權利要求1所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的任意一種或兩種的混合物；抗氧劑的用量按質量百分比計為原料總量的0.1-7％。

8.如權利要求1所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的步驟2中的熔融紡絲是將功能母粒與熱塑性樹脂混合，或者直接采用功能性母粒，然后依次完成干燥、熔融擠出、紡絲組件上噴絲、風冷固化以及卷繞成錠的工序；干燥溫度為85-150℃，干燥時間為2-24h；紡絲組件中噴絲板孔數為48-180，直徑為50-200mm，紡絲溫度為240-330℃；卷繞速度為1000-4500m/min，卷繞角為3-6度。

9.如權利要求1所述的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維的制備方法，其特征在于，所述的步驟3中，網絡加彈的卷繞速度為200-800m/min，卷繞角為20-60度，油輪轉速為0.8-2.2r/min，網絡壓力為0.1MPa-10Mpa。

10.一種通過如權利要求1～9中任意一項所述的方法制備的基于石墨烯復合材料的柔性防輻射纖維。