[发明专利]一种石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，包括以下组分：聚乙烯、增强体、分散剂、抗氧剂；所述聚乙烯、增强体的重量比为：20～25:1.5～4.5；

所述增强体为硬质纤维和石墨烯。

2.根据权利要求1所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述石墨烯在复合纤维中的重量百分比为1‰～1％。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述石墨烯为单层或少层石墨烯、改性石墨烯、氧化石墨烯中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述改性石墨烯为采用十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、聚二烯基丙二甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化铵、十二烷基胺醋酸盐、三乙酸胺双硬脂酸酯甲基硫酸甲酯胺中的一种改性剂和正十二烷基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基乙烯基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种改性剂改性的石墨烯。

5.根据权利要求1所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述硬质纤维的直径为2～10微米，长度为20～100微米。

6.根据权利要求1所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述硬质纤维包括：碳纤维，还包括玄武岩纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳化硅中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯，其重均分子量为1×10⁶～8×10⁶。

8.根据权利要求1所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述分散剂为硬质酸盐、硬脂酸锌、己烯基双硬脂酰胺、油酸酰、聚乙烯蜡、聚乙二醇；分散剂的添加量为复合纤维总重量的0.01～1％。

9.根据权利要求1所述的石墨烯超高分子量聚乙烯复合纤维，其特征在于，所述抗氧剂为巴斯夫B-215、2，6-二特丁基苯酚、2，4，6-三特丁基苯酚或亚磷酸三苯酯中的一种；抗氧剂的添加量为复合纤维总重量的0.01～1％。

10.一种根据权利要求1所述的聚乙烯复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将聚乙烯加入溶剂中，在50～100℃下溶解分散均匀，得到第一混合液；

B、按照配比，将改性石墨烯、硬质纤维、分散剂、抗氧剂混合搅拌均匀，然后与第一混合液混合，得到聚乙烯纺丝原液；

C、将聚乙烯纺丝原液加入至双螺杆混料机中，经过挤出得到原丝，冷却为凝胶状态，静置去除原丝的内应力，并经预牵伸、萃取、加热牵伸和卷绕成型工序，即得所述复合纤维；

步骤A中，所述溶剂为白油；所述聚乙烯与溶剂的重量比为：20～25:250～350。