[发明专利]一种石墨烯微胶囊纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯微胶囊纤维的制备方法，该方法制得球形的微胶囊具有外壳和内核结构以及连接外壳和内核结构的乳化剂，其中外壳结构由微胶囊壁材组成，内核结构由微胶囊芯材组成，壁材主要为石墨烯，芯材为相变材料，石墨烯为改性石墨烯，相变材料为石蜡，将一定含量的石墨烯溶于水中，加入pH值为3‑5的硅烷偶联剂的乙醇容溶液，搅拌、抽滤、洗涤、干燥后得到改性石墨烯。该石墨烯微胶囊纤维的制备方法，利用石墨烯和石蜡的特性，提高了微胶囊壁材的导热系数，使微胶囊芯材中的石蜡能够很好的实现吸收热量，并控制释放热量的功能，保证将人体的温度控制到舒适的感觉温度。

技术领域

本发明属于材料微胶囊技术领域，具体涉及一种石墨烯微胶囊纤维的制备方法。

背景技术

全球经济的快速增长使得人类对能源的需求日益加大，化石能源的枯竭不可避免。因此，减少对化石燃料的依赖，提高能源利用率，开发环境友好型材料是当前人类面临的重要课题。相变储能材料因其在相变的过程中能够吸收或释放大量的热，可以起到控温和储能的作用，能够解决能量供求在时间和空间上分配不平衡的矛盾，是提高能源利用率的有效手段。

目前人们感觉舒适的关键是皮肤的表面温度。无论环境温度或体内温度如何，衣服与皮肤之间的空气层产生的感觉温度都是相关的。“32±1°C”是人们穿着舒适的衣服温度的标准。因此如何将相变储存材料应用到纺织衣物上，并利用石墨烯解决热导率低的问题，使通过这种织物可以控制保持人体舒适，从而使其成为标准值是当前需要解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯微胶囊纤维的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯微胶囊纤维，该方法制得球形的微胶囊具有外壳和内核结构以及连接外壳和内核结构的乳化剂，其中外壳结构由微胶囊壁材组成，内核结构由微胶囊芯材组成，壁材主要为石墨烯，芯材为相变材料，石墨烯为改性石墨烯，相变材料为石蜡，包括以下步骤：

S1：将一定含量的石墨烯溶于水中，加入pH值为3-5的硅烷偶联剂的乙醇容溶液，搅拌、抽滤、洗涤、干燥后得到改性石墨烯，并重新加入离子水，搅拌、超声得到改性石墨烯溶液；

S2：将乳化剂加入离子水中，搅拌并调节pH，加入相变材料，同时加热温度至相变材料开始融化，超声得到相变材料乳化液；

S3：在微胶囊壁材制备的过程中将步骤S1中得到的改性石墨烯溶液加入，得到石墨烯改性壁材；

S4：将步骤S2得到的相变乳化液进行水浴加热，并将步骤S3得到的石墨烯改性壁材加入相变乳化液中，并经过超声分散、冷却、洗涤、干燥得到改性石墨烯微胶囊；

S5：将上述得到的微胶囊采用蒸馏水清理过滤后干燥，并加入水中，形成微胶囊悬浮液，并将微胶囊悬浮液对丝纤维进行流动浸泡，得到带有石墨烯微胶囊的纤维材料。

优选的，步骤S1中制备改性石墨烯溶液的超声时间为1.5-3小时，干燥环境为真空干燥，干燥温度为60℃。

优选的，步骤S2中制备相变材料乳化液的时间为0.5-1.5小时。

优选的，步骤S3制备石墨烯改性壁材时通过反应物在70-85℃下搅拌反应1小时制得。

优选的，步骤S4中水浴加热的温度为恒温70摄氏度，时间为2-4小时，超声分散的时间为0.5-1小时，真空干燥的温度为60-80℃，时间为36小时。

优选的，所述石蜡在微胶囊中的大小为2-30微米。

优选的，步骤S5中微胶囊悬浮液需先升温至80℃，并与丝纤维保温浸泡两小时后，再降温，重复3-4次，且丝纤维为蚕丝。