[发明专利]一种含石墨烯的砭石复合纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含石墨烯的砭石复合纤维及其制备方法和应用。一种含石墨烯的砭石复合纤维，主要由以下成分制成：纤维载体切片、砭石和石墨烯材料；所述石墨烯材料为具有石墨烯片层结构的材料，包括石墨烯、氧化石墨烯及和石墨烯衍生物中的任意一种或至少两种的组合。本发明在砭石和纤维切片制成的复合纤维中，引入了石墨烯材料，以提高砭石与纤维之间的分散性，同时利用石墨烯材料的多种优良特性提高纤维的强度、远红外功能、热电性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及纺织材料领域，尤其是涉及一种含石墨烯的砭石复合纤维及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着人们生活的不断提高和科学技术的迅速发展，各种保健功能的纺织纤维及其制品大量涌现，例如负离子远红外纤维、生物磁纤维及其制品。采用这些功能纤维制成的服装，具有一定的保健、理疗功效，目前已被广泛应用。砭石含有四十多种有益于人体的微量元素和矿物质，以及人体所必需的钙、镁、锌、铬、锶、硒等20多种抗衰老元素。砭石有奇异的能量场，作用于人体皮肤表明可产生极远红外辐射，其频带极宽，远红外频率可达范围为7～20μm。砭石是通过微晶红外和脉冲的波段来达到一些治疗和保健的，若能将砭石有效的引入纤维制成功能纤维，将会使其功效持久地发挥作用。

例如，专利申请CN102586923A公开了一种砭石功能纤维及其加工工艺，由砭石功能母粒和丙纶纤维级树脂构成，所述砭石功能母粒包括下列组分，均为重量百分比：砭石粉体添加剂1～15％，偶联剂2.5～9％，分散剂15～25％，载体树脂52～67％。其在制备砭石功能母粒时需要用到大量常规的偶联剂和分散剂，用到的分散剂有PE高分子蜡、PP分子蜡或EVA，用到的偶联剂有硅烷、钛酸酯、铝酸酯和铝钛复合偶联剂，这些添加剂会稀释载体树脂，降低制备得到纤维的强度。

专利申请CN105970327A公开了一种含砭石的保健再生纤维素纤维，其由砭石和再生纤维构成，还添加了常规的分散剂和增稠剂，所用的分散剂有聚丙烯钠盐、多偏磷酸钠、焦磷酸钠、硬脂酸锌、六偏磷酸钠、聚乙二醇、三乙基己基磷酸、纳米二氧化钛，所用的增稠剂为羧甲基纤维素钠，这些添加剂也降低了再生纤维素原本的强度，干断裂强度仅达到2.4～4.6cN/dtex，保暖率最高达到93％。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种含石墨烯的砭石复合纤维，所述的砭石复合纤维解决了现有产品引入砭石后纤维强度降低的技术问题。

本发明的第二目的在于提供上述含石墨烯的砭石复合纤维的制备方法，所述的制备方法流程简单、工序与现有产品差异小，因此降低了产品升级时对车间的改造难度。

本发明的第三目的在于提供上述含石墨烯的砭石复合纤维的应用，其应用广泛，主要用于纺织领域，例如制造纱线、面料、无纺布、过滤材料或保暖絮绒填充料。

为了解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种含石墨烯的砭石复合纤维，主要由以下成分制成：纤维载体切片、砭石和石墨烯材料；

所述石墨烯材料为具有石墨烯片层结构的材料，包括石墨烯、氧化石墨烯及和石墨烯衍生物中的任意一种或至少两种的组合。

本发明所述石墨烯包括石墨通过剥离法制备得到。氧化石墨烯可以通过还原制备得到，或者石墨通过氧化还原制备得到，或者含碳气体通过CVD法制备得到，或者以生物质为原料通过高温裂解法制备得到。

本发明在砭石和纤维制成的复合纤维中，引入了石墨烯材料，以提高砭石与纤维之间的分散性，同时利用石墨烯材料的高强度特性提高纤维强度。