[发明专利]一种石墨烯多功能氨纶纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯多功能氨纶纤维，其特征在于：所述石墨烯多功能氨纶纤维由氨纶切片与石墨烯多功能氨纶母粒通过熔融混纺制备得到；所述石墨烯多功能氨纶母粒包括如下重量份的组分：氨纶切片60～92份，羧基化石墨烯3～35份，羧基硅烷偶联剂改性的功能性纳米粒子5～37份。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维，其特征在于：所述氨纶切片与石墨烯多功能氨纶母粒的质量份比例为氨纶切片60～90份，石墨烯多功能氨纶母粒10～40份。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维，其特征在于：所述功能性纳米粒子包括纳米负离子粉、纳米远红外粉、纳米抗菌防螨粉、纳米磁性粉、无机纳米除甲醛粉、无机纳米除异味粉、无机纳米抗辐射防紫外线粉中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维，其特征在于：所述纳米负离子粉包括电气石负离子粉、天然蛋白石矿粉、二氧化钛纳米粒子中的至少一种；所述纳米远红外粉包括蛭石原矿石粉、麦饭石原矿石粉、远红外陶瓷粉、氧化锆纳米粉体、太极石粉体、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锰、纳米氧化钙中的至少一种；所述纳米抗菌防螨粉包括氧化镧纳米粉体、氧化锌纳米粉体、二氧化钛纳米粉体、沸石纳米粉体、二氧化硅纳米粉体、氧化铝纳米粉体、氧化铜纳米粉体、氧化镁纳米粉体、碘化银纳米粉体中的至少一种；所述纳米磁性粉包括灵磁石纳米粉体；所述无机纳米除甲醛粉包括纳米矿晶、纳米二氧化钛中的至少一种；所述无机纳米除异味粉包括纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米硅藻土中的至少一种；所述无机纳米抗辐射防紫外线粉包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维，其特征在于：所述羧基化石墨烯和羧基硅烷偶联剂改性的功能性纳米粒子的粒径范围为50～600nm。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维，其特征在于：所述羧基硅烷偶联剂是指3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维，其特征在于：所述石墨烯多功能氨纶母粒中还包括阻燃剂、稳定剂或抗氧剂功能组分。

8.权利要求1～7任一项所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)羧基化石墨烯的制备：

将石墨烯加入到高能球磨机中，以氢氧化钠为研磨助剂进行高能球磨表面处理，产物水洗至中性后与氯乙酸在水溶液中反应，洗涤、干燥，得到羧基化石墨烯；

(2)羧基硅烷偶联剂改性的功能性纳米粒子的制备：

将功能性纳米粒子分散到异丙醇溶剂中，然后滴加羧基硅烷偶联剂进行表面改性，得到羧基硅烷偶联剂改性的功能性纳米粒子；

(3)将羧基化石墨烯及羧基硅烷偶联剂改性的功能性纳米粒子与氨纶切片通过挤出机混合挤出，得到石墨烯及功能改性氨纶母粒；

(4)石墨烯多功能氨纶纤维的制备：

将所得石墨烯及功能改性氨纶母粒与氨纶切片按比例充分混合后进行熔融共混纺丝，得到石墨烯多功能氨纶纤维。

9.根据权利要求8所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述氢氧化钠的加入量为石墨烯质量的0.05％～5％；所述高能球磨表面处理的时间为0.5～12h。

10.根据权利要求8所述的一种石墨烯多功能氨纶纤维的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述羧基硅烷偶联剂的加入量为功能性纳米粒子质量的0.05％～3％。