[发明专利]电焊手套用石墨烯聚酰亚胺耐高温阻燃纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电焊手套用石墨烯聚酰亚胺耐高温阻燃纤维及其制备方法，该方法包含：步骤1，称取原料；步骤2，将对硝基苯酚和三乙胺、四氢呋喃加入反应瓶，搅拌后冷却，加入苯膦酰二氯，进行反应，过滤，再通过洗涤后过滤干燥，得到二(4‑硝基苯氧基)苯基膦氧；步骤3，将二(4‑硝基苯氧基)苯基膦氧、钯碳、四氢呋喃加入高压釜，通氢气，进行反应，过滤烘干，得到二(4‑胺基苯氧基)苯基膦氧；步骤4，将二(4‑胺基苯氧基)苯基膦氧和剩余原料混合，搅拌溶解制得纺丝液，进行纺丝，经过凝固浴，再将初生丝烘干。本发明还提供了该方法制备的纤维。本发明制备的纤维具有更好的断裂强度及耐高温性，可用于电焊手套、抗电弧手套等。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯聚酰亚胺复合纤维及其制备方法，具体地，涉及一种电焊手套用石墨烯聚酰亚胺耐高温阻燃纤维及其制备方法。

背景技术

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

聚酰亚胺(PI)以其优异的热、介电和力学等优异性能成为电子、电力和航天等领域广泛使用的高分子材料。聚酰亚胺纤维的弹性模量较高，仅次于碳纤维，是先进复合材料的增强材料。但由于聚酰亚胺纤维的制备较困难，生产成本较高等原因，导致其商业化应用不多。目前，聚酰亚胺纤维的主要用途是在环保领域用作耐高温过滤材料。除此之外，聚酰亚胺纤维还可应用于防火阻燃服装、隔热防护服等，穿着舒适、安全性好、使用寿命长，是最为理想的制作防护服装的纤维材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯聚酰亚胺复合纤维及其制备方法，能够解决现有问题，具有更好的断裂强度及耐高温性，可用于电焊手套、抗电弧手套等领域。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电焊手套用石墨烯聚酰亚胺耐高温阻燃纤维的制备方法，其中，步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将对硝基苯酚和三乙胺、四氢呋喃加入到反应瓶中，充分搅拌后冷却，加入苯膦酰二氯，进行反应，过滤，再通过洗涤后过滤干燥，得到二(4-硝基苯氧基)苯基膦氧；步骤3，将步骤2所得的二(4-硝基苯氧基)苯基膦氧和钯碳，以及四氢呋喃加入到高压釜中，通入氢气，进行反应，然后过滤烘干，得到二(4-胺基苯氧基)苯基膦氧；步骤4，将步骤3所得的二(4-胺基苯氧基)苯基膦氧和改性剂、氧化石墨烯溶液、4,4-二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐、3,3,4,4-联苯四酸二酐混合，并加入N,N’-二甲基乙酰胺，充分搅拌溶解制得纺丝液，然后进行纺丝，经过凝固浴，将初生丝送入烘箱中烘干，得到石墨烯聚酰亚胺纤维。

上述的电焊手套用石墨烯聚酰亚胺耐高温阻燃纤维的制备方法，其中，所述的步骤1的原料中，包含4,4-二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐、3,3,4,4-联苯四酸二酐、N,N’-二甲基乙酰胺、苯膦酰二氯、对硝基苯酚、钯碳、氧化石墨烯溶液、改性剂。

上述的电焊手套用石墨烯聚酰亚胺耐高温阻燃纤维的制备方法，其中，所述的原料中按质量百分比计包含4,4-二氨基二苯醚30％～49％、均苯四甲酸二酐20％～40％、3,3,4,4-联苯四酸二酐10％～30％、N,N’-二甲基乙酰胺10％-35％、苯膦酰二氯0.1％～5％、对硝基苯酚0.1％～5％、钯碳0.1％～5％、氧化石墨烯溶液0.1％～10％、改性剂0.1％～5％。