[发明专利]一种石墨烯氨纶及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯氨纶，其特征在于：由以下重量配比的原料制得，氧化石墨烯10-100、混胺20-200、由多异氰酸酯与单异氰酸酯组成的混合物1500-2500、聚四亚甲基醚二醇5000-10000、溶剂2000-6000、辅料100-200，其中，多异氰酸酯中的异氰酸酯与单异氰酸酯中的异氰酸酯的摩尔比为0.5～4.8；

该方法包括如下步骤：

(1)预聚体制备

向反应器中加入溶剂，在搅拌条件下，先后将聚四亚甲基醚二醇和多异氰酸酯投入反应器，在69℃-89℃的温度下反应90-120min形成预聚体，再加入溶剂溶解，制得预聚物溶液；

(2)氧化石墨烯改性分散液的制备

将氧化石墨烯溶解分散在溶剂中，制得分散液，向分散液中加入多元胺，加完后将温度升高至90℃～120℃，对氧化石墨烯进行还原改性，反应4h～48h后，将温度调整至50℃～100℃，加入多异氰酸酯与单异氰酸酯的混合物，反应4h～48h，制得氧化石墨烯改性分散液；

(3)扩链反应

等到预聚物溶液冷却到8℃，在搅拌条件下，向预聚物溶液中加入混胺和步骤(2)制得的氧化石墨烯改性分散液进行扩链反应和链终止反应，制得石墨烯氨纶聚合体溶液；

(4)纺丝原液的制备

向石墨烯氨纶聚合体溶液中加入防变黄剂、消光剂、抗氧化剂、硬脂酸镁，得到纺丝原液；

(5)纺丝

将步骤(4)制得的纺丝原液在40℃-60℃的温度下熟化后，借助干法纺丝系统制得氧化石墨烯添加量为1‰的干法纺石墨烯氨纶。

2.根据权利要求1所述的石墨烯氨纶的制备方法，其特征在于：所述的混胺由扩链剂和终止剂组成。

3.根据权利要求2所述的石墨烯氨纶的制备方法，其特征在于：所述扩链剂选自乙二胺、丙二胺、戊二胺中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的石墨烯氨纶，其特征在于：所述终止剂选自二乙胺、二丙胺、环己胺、正丁醇、乙醇胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的石墨烯氨纶的制备方法，其特征在于：所述的多异氰酸酯选用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的石墨烯氨纶的制备方法，其特征在于：所述的单异氰酸酯选用苯基异氰酸酯、对甲苯异氰酸酯、间甲苯异氰酸酯、异氰酸乙酯、异氰酸异丙酯、环己基异氰酸酯、4-氰基苯异氰酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯氨纶的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。

8.根据权利要求1所述的石墨烯氨纶的制备方法，其特征在于：辅料包括防变黄剂、消光剂、抗氧化剂、硬脂酸镁中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的石墨烯氨纶的制备方法，其特征在于：所述聚四亚甲基醚二醇的分子量为1800-3000。