[发明专利]一种抗菌防静电的运动服面料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌防静电的运动服面料及其制备方法，通过选择特定DBP值的炭黑以特定比例与单层改性石墨烯复配，形成了纳米复合结构，具有良好的导电性。再将其与对苯二甲酸、乙二醇进行原位共聚、异形喷丝板纺丝、经纬编织后，得到具有抗菌、防静电、吸湿排汗功能的面料，可用于运动服中。本发明在仅添加微量石墨烯和少量炭黑下，将防静电、防紫外、抗菌等性能赋予传统涤纶纤维，同时异形截面提高了纤维的吸湿导汗功能，可满足不同应用需求，并且产品可纺性好，性能稳定，成本低，工业化难度小，具有显著的实用价值。

技术领域

本发明属于纤维领域，尤其涉及一种抗菌防静电的运动服面料及其制备方法。

背景技术

涤纶是三大合成纤维之一，因其优良的物理和化学特性被广泛应用于服装、包装材料、日化用品、特种纤维甚至军事材料。相比于锦纶、腈纶等化纤材料，涤纶具有显著成本优势和性价比，因此应用最为广泛，市场需求极大。然而，由于涤纶本身为疏水材料，制成衣物后吸湿排汗性差，相比天然纤维如棉、麻、丝等舒适度不佳，并且静电易于积累，如何进一步改进涤纶的性能成为生产者们共同追求的目标。

日常生活中，静电是一种非常常见的现象。当静电在积累并剧烈释放时，极易引发电路击穿、信息干扰、火灾、电击等现象，轻则使人体产生不适，增大灰尘吸附而使环境变脏，重则干扰电磁信号，引发头晕、头痛，击穿电子元器件，甚至引发爆炸和火灾。消除静电的主要方法是提高材料的电导率，使多余电荷从物体表面传递出去或中和。目前常用的导电添加剂包括金属纤维、碳纤维、复合导电纤维、导电高分子、纳米碳颗粒等，从性价比角度考虑，炭黑这种具有多孔纳米碳结构的导电材料是最具竞争力的防静电添加材料。已有许多研究和报道证实炭黑可以有效提升高分子材料的防静电效果，然而，单一添加炭黑往往需要较高的添加量(大于5％)才能实现效果，而在这样大的添加量下，复合材料的力学性能很可能收到影响，并且由于炭黑团簇体的存在，将复合材料加工成纤维和薄膜等材料存在产品均一性差、强度低等缺陷。

石墨烯是近年来新发现的明星材料，其具有无与伦比的力学、电学、热学、光学、催化、半导体等诸多性能，被认为是可以引起产业升级的“工业味精”材料。，由于石墨烯具有超高的电导率，将石墨烯加入其它材料中制备防静电或导电材料也成为近年来的热门课题。受限于成本、制备难度、环境友好等诸多因素，单一使用石墨烯也不是最优选择，将石墨烯的高电导率和炭黑的低成本相结合，或许是制备防静电复合材料的一个捷径。CN103832997A《一种石墨烯/炭黑复合材料及其制备方法和应用》采用氧化石墨和炭黑复配的方式制备出导电复合粉体，然而制备复杂，成本较高，工业化难度大。CN107516740A《一种炭墨、石墨烯粉体复合导电剂及其制备》采用向氧化石墨制备过程中加入炭黑得到复合导电剂，但是氧化石墨本身的氧化剂可能对炭黑结构产生破坏，复合粉体的导电性难以保证。CN106147185《含多维碳纳米材料的导电聚碳酸酯基粒料、其制法及应用》将炭黑、石墨烯和碳纳米管一起与聚碳酸酯进行共混，实现多维碳材料共同形成导电网络的目的，然而该方法不能避免碳材料的聚集，无法进行纺丝处理。因此，目前对于防静电复合纤维的制备仍存在诸多难题，如果可以实现抗菌、防静电和吸湿排汗等多个性能集中于一体，则可以实现纤维产品的差异化和多功能化，极大增强产品的竞争力，拓展市场应用面。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术不足，提供一种抗菌防静电的运动服面料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种抗菌防静电的运动服面料，由石墨烯复合异形涤纶纤维按经纬编织而成。

进一步地，所述石墨烯复合异形涤纶纤维至少包括接枝有PET分子的单层石墨烯、纳米炭黑和游离的PET，纳米炭黑附着于单层石墨烯片的两面；纳米炭黑包含高DBP值纳米炭黑和低DBP值纳米炭黑，低DBP值纳米炭黑的添加量是高DBP值纳米炭黑的3～5倍(质量比)，纳米炭黑与石墨烯的质量比为1.2～3:0.04～0.24；石墨烯在复合涤纶纤维中的质量含量为0.04～0.24％。

进一步地，所述单层石墨烯片内的缺陷位点处富集低DBP值纳米炭黑。