石墨烯涤纶抗静电复合纤维及其制备方法与流程

文档序号:15154674发布日期:2018-08-10 21:47阅读:343来源:国知局

本发明涉及一种复合纤维,特别是石墨烯涤纶抗静电复合纤维。



背景技术:

涤纶面料是日常生活中用的非常多的一种化纤服装面料,其最大的优点是抗皱性和保形性很好,因此,适合做外套服装、各类箱包和帐篷等户外用品。涤纶纤维的强度比棉花高近1倍,比羊毛高3倍,因此涤纶织物结实耐用。涤纶纤维可在70~170℃使用,是合成纤维中耐热性和热稳定性最好的。涤纶的弹性接近羊毛,耐皱性超过其他纤维,织物不皱,保形性好。涤纶的吸水回潮率低,绝缘性能好,但由于吸水性低,摩擦产生的静电大,染色性能较差。

锦纶的强力、耐磨性好,居所有纤维之首。它的耐磨性是棉纤维的10倍,是干态粘胶纤维的10倍,是湿态纤维的140倍。因此,其耐用性极佳。锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好,但小外力下易变形,故其织物在穿用过程中易变皱折。锦纶有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。

但是随着人们生活水平的提高,对纺织品的要求也越来越高,上述涤纶面料和锦纶面料因为各自的优缺点,已经无法满足人们的要求。随之市面上开始出现了涤锦纤维,其具有手感柔软、穿着舒服、强度高的优点,但是质量不高、不易染色、次品率高、经济效益差。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种复合牢固、手感柔软、弹性好具有一定抗静电能力的石墨烯涤纶抗静电复合纤维,以及该复合纤维的制备方法。

为了实现上述目的,本发明所设计的石墨烯涤纶抗静电复合纤维,所述复合纤维是以锦纶纤维为芯线,外包覆涤纶纤维组成,所述锦纶纤维按重量份包括95-98份锦纶、2-5份改性剂,所述改性剂按重量份包括70-80份石墨烯、10-18份玄武岩、2-5份聚四氟乙烯;

所述涤纶纤维按重量份包括93-95份涤纶、5-7份抗静电剂,所述抗静电剂按重量份包括70-80份富勒烯、10-15份碳纤维和5-10份氮化铝。

本发明还公开了一种石墨烯涤纶抗静电复合纤维的制备方法,包括以下步骤:

第一步:制备改性剂,将70-80份石墨烯、10-18份玄武岩、2-5份聚四氟乙烯混合后加入到反应炉中进行高温加热,加热温度为400-500℃,冷却后研磨成粉即得改性剂;

第二步:制备锦纶纤维,将95-98份锦纶、2-5份改性剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到改性锦纶熔体,温度为240-250℃;

第三步:制备抗静电剂,先将70-80份富勒烯、10-15份碳纤维和5-10份氮化铝于高速混合机中混合2min后在2.5mpa压力下压实5min,然后移入380℃的加热炉中加热2h后取出,待冷却后研磨成粉末,即得抗静电剂;

第四步:制备涤纶纤维,将93-95份涤纶、5-7份抗静电剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到变性涤纶熔体,温度为300-320℃;

第五步:制备石墨烯涤纶抗静电复合纤维,通过共轭纺丝组件将变性涤纶熔体包覆在改性锦纶熔体的芯线外进行拉丝形成石墨烯涤纶抗静电复合纤维。

所述锦纶纤维是在锦纶中添加改性剂来增加其强度。所述改性剂中的石墨烯即作为载体又作为主体助剂,提高了锦纶的强度。石墨烯添加到锦纶中,可对6-14µm波长的远红外光吸收率达到88%以上。同时石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能,石墨烯具有强大的比表面积,其功能性织物具有吸附异味、吸湿透气等综合性能。结合其强大的远红外功能,激活了皮肤免疫细胞功能,加强了白细胞和网状内皮细胞的吞噬功能,达到消炎抑菌的目的。另外石墨烯复合后的锦纶纤维可降低表面电阻率,将产生的静电荷迅速泄露,同时赋予材料表面一定的润滑性,降低摩擦系数,从而抑制和减少静电荷的产生。平衡人体体表的正常电位差,防止皮肤瘙痒、色素沉着,有平衡养肤之功效。玄武岩经过高温处理后具有高强度、耐高温、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高的特点。聚四氟乙烯能提高锦纶的耐酸碱强度。

所述涤纶纤维是在涤纶中添加抗静电剂来提高抗静电能力。所述抗静电剂中的富勒烯作为载体,添加碳纤维和氮化铝,使得该抗静电剂的导电能力得到迅速提高。

本发明得到的石墨烯涤纶抗静电复合纤维,其技术效果通过将锦纶纤维和涤纶纤维进行互补,凸出优点,改善缺点,最终制得的复合纤维手感舒适、强度高、有一定的抗静电能力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1:

本实施例提供的石墨烯涤纶抗静电复合纤维,所述复合纤维是以锦纶纤维为芯线,外包覆涤纶纤维组成,所述锦纶纤维按重量份包括95份锦纶、5份改性剂,所述改性剂按重量份包括70份石墨烯、10份玄武岩、2份聚四氟乙烯;

所述涤纶纤维按重量份包括93份涤纶、7份抗静电剂,所述抗静电剂按重量份包括70份富勒烯、10份碳纤维和5份氮化铝。

本发明还公开了一种石墨烯涤纶抗静电复合纤维的制备方法,包括以下步骤:

第一步:制备改性剂,将70份石墨烯、10份玄武岩、2份聚四氟乙烯混合后加入到反应炉中进行高温加热,加热温度为400-500℃,冷却后研磨成粉即得改性剂;

第二步:制备锦纶纤维,将95份锦纶、5份改性剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到改性锦纶熔体,温度为240-250℃;

第三步:制备抗静电剂,先将70份富勒烯、10份碳纤维和5份氮化铝于高速混合机中混合2min后在2.5mpa压力下压实5min,然后移入380℃的加热炉中加热2h后取出,待冷却后研磨成粉末,即得抗静电剂;

第四步:制备涤纶纤维,将93份涤纶、7份抗静电剂混合均匀加入到螺杆挤压机中进行熔融挤压得到变性涤纶熔体,温度为300-320℃;

第五步:制备石墨烯涤纶抗静电复合纤维,通过共轭纺丝组件将变性涤纶熔体包覆在改性锦纶熔体的芯线外进行拉丝形成石墨烯涤纶抗静电复合纤维。

对本实施例所得石墨烯涤纶抗静电复合纤维进行抗静电检测,该复合纤维表面电阻率在109,不产生静电。

实施例2:

本实施例所提供的石墨烯涤纶抗静电复合纤维,原料和制备方法大致和实施例1相同,其主要区别在于所述锦纶纤维按重量份包括98份锦纶、2份改性剂,所述改性剂按重量份包括80份石墨烯、18份玄武岩、5份聚四氟乙烯。

对本实施例所得石墨烯涤纶抗静电复合纤维进行抗静电检测,该复合纤维表面电阻率在109,不产生静电。

实施例3:

本实施例所提供的石墨烯涤纶抗静电复合纤维,原料和制备方法大致和实施例1相同,其主要区别在于所述涤纶纤维按重量份包括95份涤纶、5份抗静电剂,所述抗静电剂按重量份包括80份富勒烯、15份碳纤维和10份氮化铝。

对本实施例所得石墨烯涤纶抗静电复合纤维进行抗静电检测,该复合纤维表面电阻率在109,不产生静电。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种石墨烯涤纶抗静电复合纤维,所述复合纤维是以锦纶纤维为芯线,外包覆涤纶纤维组成,所述锦纶纤维按重量份包括95‑98份锦纶、2‑5份改性剂,所述改性剂按重量份包括70‑80份石墨烯、10‑18份玄武岩、2‑5份聚四氟乙烯;所述涤纶纤维按重量份包括93‑95份涤纶、5‑7份抗静电剂,所述抗静电剂按重量份包括70‑80份富勒烯、10‑15份碳纤维和5‑10份氮化铝。本发明制得的石墨烯涤纶抗静电复合纤维,其技术效果通过将锦纶纤维和涤纶纤维进行互补,凸出优点,改善缺点,最终制得的复合纤维手感舒适、强度高、有一定的抗静电能力。

技术研发人员:余三川
受保护的技术使用者:宁波三邦超细纤维有限公司
技术研发日:2018.01.30
技术公布日:2018.08.10
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