[发明专利]一种石墨烯/聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯/聚酰胺复合材料，其特征在于，由导电材料和聚酰胺单体制备得到，所述导电材料包括MXene和/或炭黑，以及石墨烯；其中，以重量份计算，导电材料的重量份为3～60份，聚酰胺单体的重量份为50～80份。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/聚酰胺复合材料，其特征在于，导电材料中，MXene和/或炭黑

与石墨烯的质量之比为(1～40)：(1～20)。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯/聚酰胺复合材料，其特征在于，所述导电材料包括MXene、石墨烯和炭黑；

优选地，MXene、石墨烯和炭黑的质量之比为(1～25)：(1～20)：(1～15)；更优选地，MXene、石墨烯和炭黑的质量之比为(1～10)：(1～5)：(1～5)；最优选地，MXene、石墨烯和炭黑的质量之比为(1～4)：(1～2)：(1～1.5)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯/聚酰胺复合材料，其特征在于，所述MXene为M_n+1X_n，其中n＝1、2或3；所述M选自Ti、Mo、Nb、V中的至少一种，X为C；优选为Ti₃C₂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的石墨烯/聚酰胺复合材料，其特征在于，满足以下特征中的至少一者：

(a)所述MXene的层数为1～3层，片径的大小不大于2μm；

(b)所述炭黑的粒径范围为10～15nm；

(c)所述石墨烯的片径大小不大于1μm，层数为1～3层。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的石墨烯/聚酰胺复合材料的方法，其特征在于，将所述导电材料分散混合得到浆料，将所述浆料与所述聚酰胺单体混合，于170～210℃、0.1～10Mpa下进行预聚合反应1～24h，再于真空条件下升温至250～300℃缩聚2～12h，即得；

优选地，将所述导电材料分散混合得到浆料的步骤包括：

将所述石墨烯和炭黑在第一溶剂中混合，磨砂机混合2～3小时得到所述浆料；

或，

将所述MXene在第二溶剂中混合，超声1～2h得到分散液，再将所述分散液与所述石墨烯、炭黑加入第一溶剂，于磨砂机混合2～3小时得到所述浆料；

或，

将所述MXene在第二溶剂中混合，超声1～2h得到分散液，再将所述分散液与所述石墨烯加入第一溶剂，于磨砂机混合2～3小时得到所述浆料。

7.权利要求1-6任一项所述的石墨烯/聚酰胺复合材料用于纺丝领域的应用。

8.一种纺丝材料，其特征在于，包含权利要求1-6任一项所述的石墨烯/聚酰胺复合材料；

优选地，包含所述石墨烯/聚酰胺复合材料以及尼龙；所述石墨烯/聚酰胺复合材料与尼龙的质量比为1：(15～25)；所述尼龙包括尼龙6，尼龙66，尼龙10，尼龙12，尼龙1212和尼龙610中的至少一种。

9.一种纺丝纤维，其特征在于，以权利要求8所述的纺丝材料经熔融纺丝得到；纺丝温度为220～300℃，牵伸速率为3500～5000m/min。

10.根据权利要求9所述的纺丝纤维，其特征在于，具备如下特征中的至少一种：

(a)表面电阻为10⁵～10¹⁰Ω；

(b)纤维强度为1.8～3.5cN/dtex；

(c)纤维相对密度为1～1.5；

(d)熔点为210～230℃；

(e)纺丝纤维的直径为5～15um。