[发明专利]一种基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：

步骤1，将热塑性树脂与功能性粉体、偶联剂、分散剂、抗氧剂均匀混合，通过双螺杆挤出机进行熔融共混造粒，制备出纺丝用功能性母粒；

步骤2，将步骤1所得的功能母粒与热塑性树脂共混熔融纺丝，或者将功能性母粒进行直接熔融纺丝，获得热塑性树脂纤维的原长丝；

步骤3，将步骤2所得的原长丝进行网络加弹后，获得具有屏蔽防护性能的网络纤维丝，即石墨烯复合柔性防辐射纤维。

2.如权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，热塑性树脂为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺中的任意一种或多种的混合物；热塑性树脂的用量按质量百分比计为原料总量的40-80％。

3.如权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的功能性粉体是将石墨烯和铅、钨、钽、碳化硼、氮化硼中的任意一种或多种以任意比例混合而得；功能性粉体的用量按质量百分比计为原料总量的10-50％；功能性粉体的粒径范围为0.1μm～7μm。

4.如权利要求4所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯，层间距约0.3～0.4nm，石墨烯片层间掺杂有包含溴、碘、溴化碘、氯化碘、钾、钙、氯化铁、氯化钼、氯化铝、氯化铜中的任意一种或多种混合的掺杂剂，掺杂剂的用量按质量百分比计为石墨烯的10～30％。

5.如权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、磷酸酯偶联剂中的任意一种或多种的混合物；偶联剂的用量按质量百分比计为原料总量的0.2-9％。

6.如权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为白油、石蜡、蒙旦蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺中的任意一种或多种的混合物；分散剂的用量按质量百分比计为原料总量的0.1～11％。

7.如权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的任意一种或两种的混合物；抗氧剂的用量按质量百分比计为原料总量的0.1-7％。

8.如权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中的熔融纺丝是将功能母粒与热塑性树脂混合，或者直接采用功能性母粒，然后依次完成干燥、熔融挤出、纺丝组件上喷丝、风冷固化以及卷绕成锭的工序；干燥温度为85-150℃，干燥时间为2-24h；纺丝组件中喷丝板孔数为48-180，直径为50-200mm，纺丝温度为240-330℃；卷绕速度为1000-4500m/min，卷绕角为3-6度。

9.如权利要求1所述的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，网络加弹的卷绕速度为200-800m/min，卷绕角为20-60度，油轮转速为0.8-2.2r/min，网络压力为0.1MPa-10Mpa。

10.一种通过如权利要求1～9中任意一项所述的方法制备的基于石墨烯复合材料的柔性防辐射纤维。