[發明專利]一種石墨烯復合功能性屏蔽纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 202110477087.1
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113151920A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 任國峰;馬立國;劉少華
• 申請（專利權）人: 任國峰
• 主分類號: D01F6/90
• 分類號: D01F6/90;D01F1/10;D01F1/09;H05K9/00
• 代理公司: 上海尚象專利代理有限公司 31335
• 代理人: 劉云

本發明公開了一種石墨烯復合功能性屏蔽纖維及其制備方法，該制備方法包含：步驟1，制備改性石墨烯粉體材料；步驟2，將各原料裝入混料機中混料；步驟3，將混合料裝入擠出機，將混合料制備成顆粒均勻的功能粒料；步驟4，將功能粒料裝入紡絲機中，通過紡絲制得石墨烯復合功能纖維；步驟5，將石墨烯復合功能纖維纏繞在輥筒上備用；步驟6，將纖維按照要求纏繞成中空狀，將屏蔽物體置于中空處；步驟7，打開電源，將纖維中通電形成閉合電流，形成屏蔽層。本發明還提供了通過該方法制備的石墨烯復合功能性屏蔽纖維。本發明制備的纖維具有良好的屏蔽效果，石墨烯的導電效果良好，屏蔽纖維使用耗電量小，節約資源，并且纖維強度高，抗拉伸性能好。

技術領域

本發明涉及一種石墨烯復合功能性纖維及其制備方法，具體地，涉及一種石墨烯復合功能性屏蔽纖維及其制備方法。

背景技術

處于靜電平衡狀態的導體，電荷只分布在導體的外表面上。如果這個導體是中空的，當它達到靜電平衡時，內部也將沒有電場。這樣，導體的外殼就會對它的內部起到“保護”作用，使它的內部不受外部電場的影響，這種現象稱為靜電屏蔽。即電磁波傳播到電磁屏蔽材料表面時，利用屏蔽材料的反射、吸收、衰減等使電磁輻射場產生的電磁波不能進入被屏蔽區域。

石墨烯具有電導率高、熱導率高、比表面積大、密度低等特點，其本征強度高達130GPa，常溫下的電子遷移率可達到15000cm²/(V·s)，是目前電阻率最小的材料之一。并且石墨烯具有室溫量子霍爾效應和良好的鐵磁性，擁有獨特性能的石墨烯可以突破碳材料原有的局限，成為一種新型有效的電磁屏蔽和微波吸收材料。

常用電磁屏蔽材料包括金屬材料、磁性材料、導電聚合物、碳基導電復合材料等，良好的電損耗與磁損耗賦予了它們優異的電磁屏蔽性能。

吸波材料是指能吸收投射到它表面的電磁波能量，并通過材料的介質損耗電磁波能量轉換為熱能或其他形式的能量，一般由基體材料與吸收介質復合而成。

石墨烯具有優異的導電性，是作電磁蔽的優良材料。碳系材料的屏蔽作用主要取決于表面反射，而石墨烯的結構有利于提高多次反射損耗。

最早用于個人防護的服裝是金屬和纖維編織物，一般金屬纖維的混紡比例5％-20％，隨著后續軍事隱身技術的需要，吸波材料獲得巨大發展。

申請號為CN202011105946.6，一種導電纖維增強的屏蔽材料及其制備方法的專利公開了一種導電纖維增強的屏蔽材料及與其相對應的制備方法，其中，導電纖維增強的屏蔽材料，包括以下質量組分的物質：生膠100份；氧化鋅2-10份；硬脂酸2-10份；補強炭黑10-300份；交聯助劑0.2-5份；交聯劑0.2-10份；導電粉50-200份；導電纖維0.5-20份；軟化劑10-150份。本發明的屏蔽材料具有較好的力學性能和工藝性能，沖擊彈性好，拉伸強度高，并且價格低廉，因此廣泛應用于汽車電控及轉向部件、電子器件、醫療設備用通信等領域。

申請號為CN201922322243.8，一種耐磨損型電磁屏蔽功能纖維的專利公開了一種耐磨損型電磁屏蔽功能纖維，包括木纖維層板，所述木纖維層板的側壁固定連接有純膨脹石墨層，所述純膨脹石墨層的上表面固定連接有防護樹脂板，所述防護樹脂板的上表面設置有底板，所述底板的側壁底部位置固定連接有固定座，所述底板的設置為凹字形結構，所述底板凹字形結構的內部均勻固定連接有多個下梯形緩沖塊，所述底板的上方設置有連接橫板，所述連接橫板的下表面均勻固定連接有多個上梯形緩沖塊，所述上梯形緩沖塊與下梯形緩沖塊相互卡接，所述上梯形緩沖塊與下梯形緩沖塊之間設置有空槽，所述空槽的內部填充有隔音棉。

發明內容

本發明的目的是提供一種石墨烯復合功能性纖維，主要解決的問題是將石墨烯均勻分散到纖維中，在纖維內外形成一條導電碳層，當有電流通過纖維時，可以較好的屏蔽外部信號，同時石墨烯的加入使得纖維具有一定的拉伸強度。