[发明专利]一种石墨烯复合功能性屏蔽纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯复合功能性屏蔽纤维及其制备方法，该制备方法包含：步骤1，制备改性石墨烯粉体材料；步骤2，将各原料装入混料机中混料；步骤3，将混合料装入挤出机，将混合料制备成颗粒均匀的功能粒料；步骤4，将功能粒料装入纺丝机中，通过纺丝制得石墨烯复合功能纤维；步骤5，将石墨烯复合功能纤维缠绕在辊筒上备用；步骤6，将纤维按照要求缠绕成中空状，将屏蔽物体置于中空处；步骤7，打开电源，将纤维中通电形成闭合电流，形成屏蔽层。本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯复合功能性屏蔽纤维。本发明制备的纤维具有良好的屏蔽效果，石墨烯的导电效果良好，屏蔽纤维使用耗电量小，节约资源，并且纤维强度高，抗拉伸性能好。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯复合功能性纤维及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯复合功能性屏蔽纤维及其制备方法。

背景技术

处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。如果这个导体是中空的，当它达到静电平衡时，内部也将没有电场。这样，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，这种现象称为静电屏蔽。即电磁波传播到电磁屏蔽材料表面时，利用屏蔽材料的反射、吸收、衰减等使电磁辐射场产生的电磁波不能进入被屏蔽区域。

石墨烯具有电导率高、热导率高、比表面积大、密度低等特点，其本征强度高达130GPa，常温下的电子迁移率可达到15000cm²/(V·s)，是目前电阻率最小的材料之一。并且石墨烯具有室温量子霍尔效应和良好的铁磁性，拥有独特性能的石墨烯可以突破碳材料原有的局限，成为一种新型有效的电磁屏蔽和微波吸收材料。

常用电磁屏蔽材料包括金属材料、磁性材料、导电聚合物、碳基导电复合材料等，良好的电损耗与磁损耗赋予了它们优异的电磁屏蔽性能。

吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗电磁波能量转换为热能或其他形式的能量，一般由基体材料与吸收介质复合而成。

石墨烯具有优异的导电性，是作电磁蔽的优良材料。碳系材料的屏蔽作用主要取决于表面反射，而石墨烯的结构有利于提高多次反射损耗。

最早用于个人防护的服装是金属和纤维编织物，一般金属纤维的混纺比例5％-20％，随着后续军事隐身技术的需要，吸波材料获得巨大发展。

申请号为CN202011105946.6，一种导电纤维增强的屏蔽材料及其制备方法的专利公开了一种导电纤维增强的屏蔽材料及与其相对应的制备方法，其中，导电纤维增强的屏蔽材料，包括以下质量组分的物质：生胶100份；氧化锌2-10份；硬脂酸2-10份；补强炭黑10-300份；交联助剂0.2-5份；交联剂0.2-10份；导电粉50-200份；导电纤维0.5-20份；软化剂10-150份。本发明的屏蔽材料具有较好的力学性能和工艺性能，冲击弹性好，拉伸强度高，并且价格低廉，因此广泛应用于汽车电控及转向部件、电子器件、医疗设备用通信等领域。

申请号为CN201922322243.8，一种耐磨损型电磁屏蔽功能纤维的专利公开了一种耐磨损型电磁屏蔽功能纤维，包括木纤维层板，所述木纤维层板的侧壁固定连接有纯膨胀石墨层，所述纯膨胀石墨层的上表面固定连接有防护树脂板，所述防护树脂板的上表面设置有底板，所述底板的侧壁底部位置固定连接有固定座，所述底板的设置为凹字形结构，所述底板凹字形结构的内部均匀固定连接有多个下梯形缓冲块，所述底板的上方设置有连接横板，所述连接横板的下表面均匀固定连接有多个上梯形缓冲块，所述上梯形缓冲块与下梯形缓冲块相互卡接，所述上梯形缓冲块与下梯形缓冲块之间设置有空槽，所述空槽的内部填充有隔音棉。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯复合功能性纤维，主要解决的问题是将石墨烯均匀分散到纤维中，在纤维内外形成一条导电碳层，当有电流通过纤维时，可以较好的屏蔽外部信号，同时石墨烯的加入使得纤维具有一定的拉伸强度。