[发明专利]一种含高分散性石墨烯片晶及液相表面导电膜的改性锦纶纤维及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及纤维技术，属于纤维素纤维领域，尤其涉及一种含高分散性石墨烯片晶及液相表面导电膜的改性锦纶纤维及其制备工艺。

背景技术

锦纶（nylon），翻译名称“耐纶”、“尼龙”，学名为聚酰氨纤维，是中国所产聚酰胺类纤维的统称。在美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的，它是世界上最早的合成纤维品种，由于性能优良，原料资源丰富，一直被广泛使用。锦纶的品种很多，有锦纶6、锦纶66、锦纶11、锦纶610其中最主要的是锦纶66和锦纶6。广泛应用在工业方面如帘子线，传动带，软管，绳索，渔网等。纳米尼龙的优点在于其热性能、力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高，而制造成本与普通尼龙相当。现有技术中的尼龙为了不产生静电，早期是添加聚醚，但在低温下不理想，近来以炭黑等导电性微粒，可涂布或内加以消除静电，此在地毯用途已迅速扩大，但是目前不能用于内衣裤等贴身衣物的制作。

近年来，随着国内外市场对锦纶工业丝需求不断变化，市场竞争也越来越激烈；特别值得提出的是，石墨烯作为新兴的一种产物，国内有很少的报道将石墨烯应用在锦纶的制备中，用于制备贴身服用材料等，可能受限于尼龙材料本身的特性。总体来看，现有技术中，需要解决的问题主要有：现有技术制备的锦纶纤维透气、吸湿性能不好，不容易产生静电；现有技术制备的锦纶纤维制成的衣物，悬垂感不强，不具有美感等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含高分散性石墨烯片晶及液相表面导电膜的改性锦纶纤维的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：纤维素复合石墨烯片晶制备

将纳米石墨烯颗粒、粘胶改性剂与粘胶纺丝液混合后制备成纤维素膜，将纤维素膜打碎成≤1微米的纤维素复合石墨烯颗粒。

所述纳米石墨烯颗粒粒径为60-80纳米；

所述石墨烯颗粒的加入量为粘胶纺丝液的质量为3-5%；所述粘胶改性的加入量为粘胶纺丝液的15-20%。

所述粘胶改性剂的组成为：

乙醇、氢氧化铝、卵磷脂、粘胶溶液；

所述乙醇的浓度为20-35%；所述粘胶改性剂中氢氧化铝的加入量为乙醇溶液质量的1.0-4.5%；所述卵磷脂的加入量为乙醇溶液质量的0.2-0.6%；所述粘胶溶液的加入量为乙醇溶液质量的的3-5倍。

所述粘胶改性剂的制备工艺：

将乙醇加热到40-46℃，持续搅拌下缓慢加入卵磷脂和氢氧化铝搅拌30-40min后，加入石墨烯纳米颗粒，继续搅拌至呈均一溶液，最后加入粘胶溶液，混合搅拌20-30min；将混合搅拌后的粘胶溶液进行超声处理；所述超声频率为12-14KHz；然后进行超声处理20-30min， 得粘胶改性剂；

采用此种方法制备的粘胶改性剂，加入到粘胶纺丝液中，制备的纤维素膜容易打碎成均匀的颗粒；而一般情况下，纤维素膜韧性较高，打碎的时候，容易产生大小不一的碎片，堵塞纺丝孔或者制备的纤维容易产生疵点和纤维产生断头。

同时改性剂的加入可以使纤维素晶体容易与后续工艺中的锦纶原料进行复配，使制备的锦纶纤维更能产生良好的吸湿、透气的效果。

所述粘胶纺丝液中甲种纤维素含量为12.5-14.5%，含碱为2.5-2.7%；粘胶纺丝液中甲种纤维素的含量的增多可以提高纤维素晶体与纳米石墨烯颗粒之间的结合能力，从而提高终产品的产品的强力性能。

步骤2：纤维素复合锦纶颗粒制备

将制备的纤维素复合石墨烯颗粒与锦纶66造粒；

将锦纶66经高速混合机混合，将制备的纤维素复合石墨烯颗粒加入混合机中与熔融物料进行混合，混合时间30-50min，然后经过造粒机进行造粒，制备成纤维素复合锦纶颗粒；

所述纤维素复合石墨烯颗粒的加入量为锦纶66的5-15%。

步骤3：锦纶复合石墨烯颗粒制备

将纳米石墨烯颗粒直接与锦纶66在高速混合机中进行混合造粒，混合时间180-260min；所述纳米石墨烯颗粒的加入量为锦纶66质量的2-5%；然后利用造粒机造粒成锦纶复合石墨烯颗粒。

石墨烯表面积大，如果同时纳米石墨烯颗粒的加入量过多，在与锦纶66混合时，容易混团，因此将混合时间延长，防止产生团聚，最短时间为180min，同时加入量限制在2-5%；纳米石墨烯的加入量太少，制备的纤维的功能性不能得到体现，加入量太大，则严重影响制备的锦纶纤维的强力。

步骤4：纺丝

将制备的纤维素复合锦纶颗粒和锦纶复合石墨烯颗粒通过高速混合机进行混合，混合熔融完成后，进行熔融纺丝；