[发明专利]一种高强度高导电性合成纤维/石墨烯复合纸及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度高导电性合成纤维/石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）合成纤维分散剂的制备：所述合成纤维分散剂为分散剂2；

分散剂2：对纸浆纤维进行高浓打浆，打浆度为50-70 ºSR，然后加入水溶性阳离子型高分子助剂和阴离子型高分子助剂，搅拌5-15min，获得分散剂2；

2）合成纤维的分散：

将合成纤维、水和合成纤维分散剂通过疏解机进行疏解分散，获得合成纤维浆料；

3）复合浆料的制备：

将石墨烯浆料与合成纤维浆料混匀，加入阳离子型助留剂，搅拌均匀，获得复合浆料；

4）复合纸抄造：

将复合浆料通过湿法抄造技术进行抄造成型，干燥，热压，获得高强度高导电性合成纤维/石墨烯复合纸；

步骤1）的分散剂2中，所述阳离子型高分子助剂为分子量100-200万的阳离子聚丙烯酰胺，分子量100-200万的聚乙烯亚胺，分子量100-200万的阳离子瓜尔胶或分子量10-20万的聚酰胺环氧氯丙烷树脂；所述阴离子型高分子助剂为分子量20-30万的羧甲基纤维素或分子量100-200万的阴离子聚丙烯酰胺；

步骤1）的分散剂2中，所述纸浆纤维为长度3 mm的木纤维、棉纤维和/或麻纤维，打浆浆浓为20-30%；

分散剂2中，所述水溶性阳离子型高分子助剂的用量为纸浆的0.5-1wt%，阴离子型高分子助剂的用量为纸浆的0.5-1wt%；水溶性阳离子型高分子助剂与阴离子型高分子助剂的用量相同；

步骤2）中所述合成纤维素分散剂的加入量为合成纤维质量的3-8%；

步骤3）中所述阳离子型助留剂用量为石墨烯质量的1-4%；

石墨烯浆料中石墨烯与合成纤维浆料中合成纤维的质量比为（3~7）：（7~3）；

步骤3）的阳离子型助留剂为分子量100-200万的阳离子聚丙烯酰胺，分子量100-200万的聚乙烯亚胺或分子量10-30万的聚酰胺环氧氯丙烷树脂；

步骤4）中所述干燥为90-105℃干燥5-10分钟；所述热压的条件为125~135℃，5-10 MPa热压3-5分钟；

分散剂2中，所述搅拌的转速为100-300 rpm；

步骤2）中所述合成纤维的长度为2-6 mm，直径为10-20 μm；

步骤2）中所述疏解的转速为500-2000rpm；

步骤2）中所述合成纤维在合成纤维浆料中浓度为0.2-0.5wt%；

步骤3）中所述石墨烯浆料的浓度为1~5wt%；

所述石墨烯浆料中石墨烯通过介质研磨法制备，在介质研磨法中石墨烯在浆料中的浓度为8-10wt%，介质研磨法中分散介质为聚乙烯吡咯烷酮，分散介质的添加量为浆料质量的1-1.6%；

所述合成纤维包括低熔点合成纤维和高熔点合成纤维；所述低熔点合成纤维和高熔点合成纤维的质量比为1：（4-8）；

所述低熔点合成纤维包括ES纤维、聚乙烯纤维；所述高熔点合成纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、维纶纤维、聚乳酸纤维。

2.根据权利要求1所述高强度高导电性合成纤维/石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于：

分散剂2中所述水溶性阳离子型高分子助剂以水溶液的形式使用，溶液的浓度为0.5-1.5wt%；阴离子型高分子助剂以水溶液的形式使用，溶液的浓度为0.5-1.5wt%。

3.根据权利要求1所述高强度高导电性合成纤维/石墨烯复合纸的制备方法，其特征在于：

步骤3）中所述搅拌的转速为200-500 rpm；

步骤3）中阳离子型助留剂为阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚酰胺环氧氯丙烷树脂；阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚酰胺环氧氯丙烷树脂各自以水溶液的形式使用；阳离子聚丙烯酰胺水溶液的浓度为0.05-0.1wt%，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为0.05-0.1wt%，聚酰胺环氧氯丙烷树脂水溶液的浓度为0.1-0.2wt%。

4.一种由权利要求1~3任一项所述制备方法得到的高强度高导电性合成纤维/石墨烯复合纸。