[发明专利]一种石墨烯涤纶阻燃纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯涤纶阻燃纤维，其特征在于：所述纤维，石墨烯含量为1.5-3.5%，干断裂强度为6.1-6.5cN/dtex，极限氧指数为31-33%；

所述纤维的制备方法，包括制备混合功能母粒、熔融纺丝；

所述制备混合功能母粒，将二氧化硅-石墨烯复合多孔材料与石墨烯分散悬浊液、干燥后的PET料、助剂乙撑双硬脂酸酰胺与硬脂酸钙加入密炼机中密炼，挤出造粒并回收溶剂NMP后，得到混合功能母粒；

所述的助剂为乙撑双硬脂酸酰胺与硬脂酸钙，比例为3:2，添加比例为PET料干燥重量的3-4%；

所述二氧化硅-石墨烯复合多孔材料，粒径为3-3.5微米，孔隙度在60-70%，孔径在600纳米-1000纳米，石墨烯相对于干燥硅酸的质量百分比为6-10%；

所述石墨烯分散悬浊液，石墨烯含量为20-25%，石墨烯粒径为200-400纳米；

所述二氧化硅-石墨烯复合多孔材料，为PET料干燥重量的30-35%；

所述石墨烯分散悬浊液中的石墨烯粉体，为PET料干燥重量的10-15%；

所述熔融纺丝，将干燥后普通PET料和混合功能母粒送入螺杆挤压机加热熔融，熔融状态的混合料经过增压泵增压到30-50MPa，后打入超高压釜，在釜内1-2小时内增压至300-500MP a，保压4-6小时后，在2-3小时缓慢减压至常压状态，然后经纺丝箱过滤和计量泵分配，再喷丝成丝束，纺丝速度为1200-1300

m/min；所述混合功能母粒占干燥后普通PET料和混合功能母粒之和的质量分数为15%-25%。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯涤纶阻燃纤维，其特征在于：所述纤维，在500-600℃着火点温度下，20分钟内的熔缩率小于2-3%。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯涤纶阻燃纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法，包括制备二氧化硅-石墨烯复合多孔材料、制备石墨烯分散悬浊液、制备混合功能母粒、熔融纺丝、冷却成型、牵伸。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯涤纶阻燃纤维的制备方法，其特征在于：所述制备二氧化硅-石墨烯复合多孔材料，包括以下步骤：

将粒径为300 -500纳米的石墨烯按对生产干燥硅酸质量的6-10%加入浓度为30-40%的硅酸钠水溶液中，加入碳酸氢钠，充分搅拌2-3小时后在50-70分钟内缓慢升温至50-60℃保温，超声波超声2-3小时，在30-40转/分的速率下搅拌的同时，缓慢加入稀硫酸，调节pH至5-6，直至无絮状沉淀和气泡产生；过滤后得到石墨烯硅酸凝胶物质，脱水、干燥后，在20-30分钟内升高温度至150-160℃，保温时间为4-5小时至重量无损失后，粉碎后得到粒径为3-3.5微米，孔隙度在60-70%，孔径在600纳米-1000纳米的二氧化硅-石墨烯复合多孔材料。

5.根据权利要求3所述的一种石墨烯涤纶阻燃纤维的制备方法，其特征在于：

所述制备石墨烯分散悬浊液，将粒径为200-400纳米的石墨烯分散在NMP载体中，高速搅拌2-3小时，配成石墨烯含量为20-25%的石墨烯分散悬浊液。

6.根据权利要求3所述的一种石墨烯涤纶阻燃纤维的制备方法，其特征在于：

所述冷却成型，将丝束通过环吹风冷却成型，所述环吹风温为 16℃-19℃，所述环吹风速为 8.0m/s-10.0m/s。

7.根据权利要求3所述的一种石墨烯涤纶阻燃纤维的制备方法，其特征在于：

所述牵伸，总牵伸倍数为 1.4-1.8 倍；第一牵伸机速度为 50m/min-60m/min，牵伸浴槽的温度为 80℃-90℃，第二牵伸机速度为135m/min-185m/min，加热箱的温度为110℃-120℃，第三牵伸机速度为 165m/min-195m/min。