[发明专利]一种石墨烯复合PP纤维及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合纤维制备领域，具体涉及一种石墨烯复合PP纤维及制备方法。

背景技术

PP（聚丙烯）纤维具有质轻、强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、具有电绝缘性与保暖性，在纤维应用领域占据大量的市场。但聚丙烯纤维电阻率很高(7×10Ω.cm)，导热系数小，与其他化学纤维相比，丙纶的电绝缘性和保暖性最好，但加工时易产生静电；且聚丙烯纤维的熔点低(165~173℃)，对光和热的稳定性差。

现有技术中为了扩大PP纤维的使用范围，通常会通过添加无机填料实现改变PP纤维的综合性能。但其在具体应用时会存在如下问题，一是添加的无机填料分散度的问题，不同尺寸的无机填料对聚合物性能影响较为明显，一般是（无机填料）颗粒尺寸越小越能提高聚合物的综合性能，但填料过小时会存在团聚问题，而一旦无机填料在纤维中发生团聚，那么纤维团聚处的韧性极差；二是无机填料添加量的控制问题，添加过少，则不能提高纤维的性能；添加过多则会影响纤维本身的性能；如何实现有效添加无机填料实现有效提高纤维的综合性能是研究的热点。

发明内容

本发明提供一种PP（聚丙烯）纤维用复合母粒、PP纤维及制造方法，其能实现有效提高PP纤维的综合性能。

为实现上述技术目的，本发明采取的具体技术方案为，一种复合母粒，包括如下重量份的各物质：

石墨烯 10-29份

聚丙烯酸钠 10-30份

阳离子表面活性剂 1-5份

填料 15-30份

微晶纤维素 1-2份

溶剂 10-30份

硅胶 1-3份

植物多酚 1-4份，

其中，填料为三氧化二铝、铝粉、二氧化钛或叶蜡石粉中的一种或任意质量比的多种；

溶剂为乙醇或丙酮。

所述的石墨烯为3-10层石墨烯。

本发明的另一目的在于提供一种复合母粒的制备方法，包括如下步骤，步骤一、在超声波分散的作用下，向聚丙烯酸钠中加入溶剂后搅拌均匀；步骤二，逐滴向步骤一中得到的溶液中加入植物多酚，并持续搅拌1-2h；步骤三、向步骤二得到的溶液中加入填料与微晶纤维素，并搅拌均匀；步骤四、向步骤三中得到的溶液中加入阳离子表面活性剂，分散均匀后加入石墨烯，搅拌1-4h后加入硅胶，继续搅拌0.5-1h后，在50-70℃下风干，即得到复合母粒。

作为本发明改进的技术方案，阳离子表面活性剂优选为脂肪胺盐。

本发明的另一目的在于提供一种石墨烯复合PP纤维，包括如下重量份的各物质：

复合母粒 10-25份

PP 70-90份

溶剂 30-40份

表面活性剂 2-5份；

其中，所述溶剂为酯类或醇类中的一种或任意质量比的多种；所述醇类为甲醇、乙醇或丙醇；酯类为醋酸乙酯、醋酸丁酯或醋酸异丙酯。

作为本发明优选的技术方案，表面活性剂优选为阴离子型表面活性剂。

本发明的又一目的在于提供一种石墨烯复合PP纤维的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将一半复合母粒加热熔融，得到复合母粒熔体；步骤二、将PP溶解于溶剂中，加入阴离子表面活性剂后搅拌分散均匀；步骤三、在搅拌的条件下向复合母粒溶体中逐滴加入步骤二得到的溶液；步骤四、将步骤三得到的溶体进行挤塑成型并拉伸成丝，得到PP丝；步骤五、将另一半复合母粒熔融，得到复合母粒溶体，将PP丝匀速穿过复合母粒溶体，得到沾有复合母粒的PP丝；步骤六、将步骤五得到的PP丝卷起成球，并重新熔融，并挤塑拉伸成石墨烯复合PP纤维。

作为本发明优选的技术方案，步骤五中制备的PP丝的直径为0.001-1mm。

作为本发明优选的技术方案，步骤五，PP丝穿过复合母粒悬浮液的速度为0.1-1m/s。

有益效果

本发明分别通过改进复合母粒与石墨烯复合PP纤维的制备工艺，实现了得到抗紫外、抗静电性能较好的石墨烯复合PP纤维。