[发明专利]一种石墨烯改性色浆、制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明属于染料技术领域，涉及一种色浆，具体涉及一种石墨烯改性色浆、制备方法及其用途。

背景技术

石墨烯是碳原子之间SP²杂化成键，排列成二维蜂窝状晶格的单原子层平面晶体，其具有大比表面积，优异的电学、热学和力学性能。目前，石墨烯最吸引研究者的特性是其优异的力学性能。石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。使用石墨烯与基体聚合物复合制备复合材料或纤维，能够明显改善材料的性能，如提高物理机械性质，改善电学和耐热性能等。

关于石墨烯混杂聚合物复合材料的制备技术已有报道，目前制备石墨烯/聚合物复合材料的方法主要有：溶液共混法、机械共混法和原位聚合法。CN101462889A以石墨烯和碳纤维材料为原料，通过涂覆的方法在碳纤维材料表面涂覆石墨烯涂层制备而成。CN101474897A以石墨烯材料和有机材料为原料，通过旋涂、喷涂、浸渍-提拉等薄膜制备方法层层叠加成膜。陈丹等利用溶液共混法制备了力学性能优异的石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜(D.Chen，H.Zhu and T.X.Liu，Acs Appl Mater Inter，2.(2010).)。Wang等通过原位聚合制备出了低介电常数，力学性能优异的氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜(.J.Y.Wang，S.Y.Yang，Y.L.Huang，H.W.Tien，W.K.Chin and C.C.M.Ma，J Mater Chem，21.(2011))。Luong，N.D.等通过原位聚合，制备了石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜，提高了聚酰亚胺薄膜的力学性能，改善了其导电性能，改善后的力学性能达到2.3GPa(N.D.Luong，U.Hippi，J.T.Korhonen，A.J.Soininen，J.Ruokolainen，L.S.Johansson，J.D.Nam，L.H.Sinh and J.Seppala，Polymer，52.(2011).)。

原液染色是指在聚合物加工过程中或过程后，在纺丝前加入着色剂制得有色纤维的生产方法。与普通的染色方式相比，原液染色基色牢度高，后处理也更简单，受到市场的欢迎。原液着色纤维是在纺丝原液中加入颜料浆进行纺丝制得的纤维。粘胶长短纤维生产厂家的纺丝工艺过程一般是将色浆按一定比例利用纺前静态混合注射机加入到纺丝原液中，通过喷丝头的孔道以一定的速度喷出，有色原液细流在凝固浴中与凝固浴发生凝固、分解、再生反应而生成初生纤维，通过牵伸和后处理，完成有色纤维的纺丝。而颜料颗粒大小直接影响颜色的色调，颜料的加工粒度应在1.0微米以下。颜料粒度越细，粒径分布范围越窄，颜色的亮度和纯度越高；而颜料的粒度越大，色光散射越明显，颜色均匀性和着色的牢度也越差。按颜料1.5～3.0％的加入量，颜料粒度大于纤维直径的1/50时，就会出现色光散射。另外，如果颜料浆的颜料在粘胶中的分散均匀性差，颜料会被原液包裹团聚(吸附颜料浆中的水分，降低互溶性)，造成实际稳定状态下颜料的粒度增大且分布不匀，对纤维色泽均匀性的影响比颜料本身还重要。因此，颜料浆体应当及时施以强力剪切塑化。已有技术的研究证明，必须尽可能地稳定工艺过程，保证工艺参数在较小范围内波动，才能提高纤维染色均匀性。

已有的石墨烯用于纺丝制备纺织品主要是通过将其加入纺丝液，然后纺丝得到石墨烯改性的纺织品。但是，在该方法中，石墨烯在纺丝液中分散不均匀，导致得到的纺织品中石墨烯分散不均匀，无法很好地发挥石墨烯的功效。此外，在着色纺织品制备的过程中，颜料极易包覆石墨烯，导致得到的纺织品中石墨烯完全的被颜料包覆，而无法发挥其功效。

发明内容

针对已有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种石墨烯改性色浆。通过将石墨烯加入色浆，然后再将色浆与纺丝液混合进行纺丝，可以实现石墨烯在纺织品中的均匀分散，得到各方面性能优异的纺织品。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种石墨烯改性色浆，其按各组分占的重量百分比包括以下组分：

余量为溶剂。

在本发明中，所述色浆除“石墨烯、炭黑、功能助剂以及分散剂”以外，还可以包括“其他组分”，所述“其他组分”可以赋予所述色浆不同的特性。所述“余量为溶剂”即指，除上述“石墨烯、炭黑、功能助剂以及分散剂”以及上述“其他组分”以外的组分为溶剂。