[发明专利]一种羽绒复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种羽绒复合材料，其特征在于，包括羽绒以及均匀分散在羽绒中的石墨烯材料改性短纤。

2.根据权利要求1所述的羽绒复合材料，其特征在于，所述石墨烯材料改性短纤的线密度为0.9-2D，长度小于20mm；

优选地，以所述羽绒复合材料的总质量为100％计，所述石墨烯材料改性短纤的质量百分含量为10-50％。

3.根据权利要求1或2所述的羽绒复合材料，其特征在于，在所述石墨烯材料改性短纤中，石墨烯材料的质量百分含量为0.1-2.0％；

优选地，所述石墨烯材料包括单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯、改性石墨烯、氧化石墨烯和生物质石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，在所述石墨烯材料改性短纤中，短纤包括涤纶短纤、锦纶短纤、腈纶短纤、丙纶短纤、粘胶短纤或莫代尔短纤中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选涤纶短纤。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的羽绒复合材料，其特征在于，所述石墨烯材料改性短纤的制备方法如下：

聚合物为涤纶、锦纶或丙纶中的任意一种或至少两种的组合，所述制备方法如下：

(1)石墨烯材料与聚合物熔融混合、造粒，得到石墨烯材料改性母粒；

(2)将石墨烯材料改性母粒与聚合物通过熔融纺丝，得到石墨烯改性短纤；

聚合物为腈纶、粘胶纤维或莫代尔纤维中的任意一种或至少两种的组合，所述制备方法如下：

(A)石墨烯材料与聚合物溶液混合、造粒，得到石墨烯材料改性浆料；

(B)将石墨烯材料改性浆料与聚合物浆料通过湿法纺丝，得到石墨烯改性短纤。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的羽绒复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(I)将石墨烯材料改性短纤利用阶梯式空气流速吹成丝状形态；

(II)将丝状形态的石墨烯材料改性短纤与羽绒混合，得到所述羽绒复合材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述阶梯式空气流速通过阶梯式压力的气压制造；

优选地，所述阶梯式压力为：在0.8MPa下保持10-15s后在0.6MPa下保持30-40s，最后在0.4MPa保持60-80s。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(II)所述混合为将羽绒分批加入丝状形态的石墨烯材料改性短纤中进行混合；

优选地，所述分批加入的次数为10-12次；

优选地，每批次加入的重量相同；

优选地，所述混合在搅拌状态下进行，所述搅拌为气动搅拌；

优选地，所述气动搅拌的气体流速为30-40m/s。

8.根据权利要求5-7中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)之前还包括预开松；

优选地，在所述预开松过程中，开松机打手转速为1400-1600r/min，打手至给棉罗拉隔距为5-6mm。

9.根据权利要求5-8中的任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(I)利用开松机对石墨烯材料改性短纤进行预开松，将预开松后的石墨烯材料改性短纤通过利用阶梯式压力的气压制造的阶梯式空气流速吹成丝状形态；

(II)将羽绒分批与丝状形态的石墨烯材料改性短纤在气动搅拌下混合，得到所述羽绒复合材料。

10.根据权利要求1-4中的任一项所述的羽绒复合材料在保暖材料中的应用。