[发明专利]一种耐低温石墨烯涤纶长丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐低温石墨烯涤纶长丝及其制备方法，该方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将涤纶切片与粘合剂混合成浆液，去除水分，形成纺丝粘液；步骤3，以熔融纺丝方式将步骤2所得的纺丝粘液从喷丝板挤压出来形成纤维丝束；步骤4，在高温条件下，将步骤3所得的纤维丝束与增强剂经凝固再生、水洗、干燥制成耐低温涤纶长丝。本发明还提供了通过该方法制备的耐低温石墨烯涤纶长丝。本发明提供的耐低温石墨烯涤纶长丝及其制备方法，制备的耐低温纤维质量稳定，耐寒、韧性好、防水性能好，能够在低温情况下保持良好的柔软度，不易折断，使用寿命增加。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯复合耐低温纤维及其制备方法，具体地，涉及一种耐低温石墨烯涤纶长丝及其制备方法。

背景技术

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

涤纶纤维是一种成本低，性能好，用途极为广泛的化学纤维，但传统涤纶纤维并不具备功能性，随着社会发展，传统涤纶已不能满足人们对功能性纺织品的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯复合耐低温纤维及其制备方法，制备的耐低温纤维，质量稳定、耐寒、韧性好、防水性能好，能够在低温情况下保持良好的柔软度，不易折断，使用寿命增加。

为了达到上述目的，本发明提供了一种耐低温石墨烯涤纶长丝的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将涤纶切片与粘合剂混合成浆液，去除水分，形成纺丝粘液；步骤3，以熔融纺丝方式将步骤2所得的纺丝粘液从喷丝板挤压出来形成纤维丝束；步骤4，在高温条件下，将步骤3所得的纤维丝束与增强剂经凝固再生、水洗、干燥制成耐低温涤纶长丝。

上述的耐低温石墨烯涤纶长丝的制备方法，其中，所述的各原料包含基料、粘合剂和增强剂；基料包含涤纶切片、改性石墨烯粉体；粘合剂包含水性聚氨酯、丙烯酸乳液、聚酰亚胺；增强剂包含氧化铝纤维、玻璃纤维、稀土氧化物。

上述的耐低温石墨烯涤纶长丝的制备方法，其中，所述的各原料按重量份数计包含涤纶切片40～60份，改性石墨烯粉体1～3份，水性聚氨酯3～8份，丙烯酸乳液5～10份，聚酰亚胺5～10份，氧化铝纤维1～5份，玻璃纤维1～5份，稀土氧化物1～5份。

上述的耐低温石墨烯涤纶长丝的制备方法，其中，所述的稀土氧化物为氧化镧、氧化铕、氧化钇中的任意一种或多种。

上述的耐低温石墨烯涤纶长丝的制备方法，其中，所述的氧化铝纤维的直径为3.5～4.0μm；玻璃纤维的直径为5.0～6.0μm。

上述的耐低温石墨烯涤纶长丝的制备方法，其中，所述的步骤2中，将涤纶切片与粘合剂混合成浆液，搅拌均匀，再通过真空薄膜蒸发器去除水分，形成纺丝粘液。

上述的耐低温石墨烯涤纶长丝的制备方法，其中，所述的步骤4中，高温条件的温度为220～230℃，水洗的温度90℃，干燥采用烘箱干燥，温度为60℃。

本发明还提供了通过上述的方法制备的耐低温石墨烯涤纶长丝。

本发明提供的耐低温石墨烯涤纶长丝及其制备方法具有以下优点：