一种石墨烯聚酯纤维及其制造方法、一种面料及服装技术

本申请公开了一种石墨烯聚酯纤维，包括：皮层和芯层的皮芯复合结构；所述芯层为石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯母粒；所述皮层为聚酯切片。本申请提供的石墨烯聚酯纤维通过将所述石墨烯聚酯切片或者所述石墨烯聚酯母粒作为芯层进行纺制，使得石墨烯仅分布于芯层而在皮层没有分布，避免了本身为黑色的石墨烯对所述皮层的颜色影响，进而使得所述石墨烯聚酯纤维更易于染成浅色，适用范围更广泛。

Graphene polyester fiber, process for producing the same, fabric and garment

The present invention discloses a graphene polyester fiber comprising a leather core composite structure of a cortex and a core layer; the core layer is a graphene polyester slice or a graphene polyester masterbatch; the cortex is a polyester slice. Graphene polyester fiber is provided by the graphene or graphene the polyester polyester masterbatch as the core layer of spinning, the graphene is only distributed in the core layer in the cortex without distribution, to avoid the color itself is black on the graphene cortex, thus making the graphene polyester fiber dyed more easily, more widely used.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯聚酯纤维及其制造方法、一种面料及服装
本申请涉及纺织
，具体涉及一种石墨烯聚酯纤维。本申请同时涉及石墨烯聚酯纤维的制造方法、一种面料及服装。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂窝晶格的二维纳米材料，具有完美的大π共轭体系和最薄的单层原子厚度的结构。石墨烯具有优异的力学、电学、光学和热学特性，如高电子迁移率，高比表面积，高热导率和出色的力学性能，由于其特殊的纳米结构以及优异的物理化学性能(高强、高导热、高导电、超轻质)而在生物医学、储能、传感器和复合材料等诸多领域有巨大的应用潜能。目前，科研工作者分别通过不同的方法制备出了石墨烯纤维。由于石墨烯的优良特性，使得所制得的石墨烯纤维具有抗菌、防紫外以及抗静电等性能。然而通过现有技术制备出的石墨烯纤维虽然工艺流程简单，但石墨烯略带黑色，难以染成浅色，这就使得所述石墨烯纤维存在适用范围窄的缺点。以上缺点限制了石墨烯纤维的应用，尤其在纺织服装领域。如何提供一种适合染成浅色的石墨烯纤维成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本申请提供一种石墨烯聚酯纤维，以解决现有技术中不易染成浅色、适用范围窄的问题。本申请另外提供石墨烯聚酯纤维的制造方法、一种面料及服装。本申请提供一种石墨烯聚酯纤维，包括：皮层和芯层的皮芯复合结构；所述芯层为石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯母粒；所述皮层为聚酯切片。可选的，所述皮层与所述芯层的横截面直径的比例范围为1∶9至9∶1。可选的，所述石墨烯聚酯纤维的横截面为圆形、三角形、扁平形、十字形或者三叶形。可选的，所述石墨烯聚酯切片的质量或者所述石墨烯聚酯母粒的质量占所述芯层质量的百分比的范围为：大于等于1％并小于等于25％。可选的，所述石墨烯聚酯切片或者所述石墨烯聚酯母粒包括石墨烯微粒。可选的，所述石墨烯微粒为修饰石墨烯微粒。可选的，所述修饰石墨烯微粒至少包含一个修饰层，且所述修饰层位于所述修饰石墨烯微粒的表面。可选的，所述聚酯切片为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚对苯二甲酸丁二醇酯切片。可选的，所述石墨烯聚酯纤维的断裂强度大于等于2.9cN/dtex，断裂伸长率大于等于20％。本申请还提供一种石墨烯聚酯纤维的制造方法，包括下列步骤：提供石墨烯微粒；将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片；将所述石墨烯聚酯切片作为芯层，将聚酯切片作为皮层，通过纺丝和加工，得到皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维。可选的，所述提供石墨烯微粒的步骤具体为：提供修饰石墨烯微粒。可选的，所述提供修饰石墨烯微粒步骤包括：在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂；对每次加入的物质所得的溶液，通过分散工艺进行分散，获得修饰石墨烯分散液；将所述修饰石墨烯分散液过滤、烘干以及研磨，制得所述修饰石墨烯微粒。可选的，所述分散工艺为搅拌或者超声波分散。可选的，所述分散工艺为搅拌，相应的，所述对每次加入的物质所得的溶液，通过所述搅拌进行分散，获得修饰石墨烯分散液的步骤包括：将所述分散剂加入溶剂中，通过搅拌，分散大于等于15min且小于等于45min；接着加入所述石墨烯微粒，继续搅拌，分散大于等于20min且小于等于60min；接着加入所述微粒修饰剂，继续搅拌，分散大于等于30min且小于等于120min，得到所述修饰石墨烯分散液。可选的，所述分散工艺为超声波分散，相应的，所述对每次加入的物质所得的溶液，通过所述超声波分散工艺进行分散，获得修饰石墨烯分散液的步骤包括：将所述分散剂加入溶剂中，通过超声波分散，分散大于等于15min且小于等于45min；接着加入所述石墨烯微粒，继续进行超声波分散，分散大于等于20min且小于等于60min；接着加入所述微粒修饰剂，继续进行超声波分散，分散大于等于30min且小于等于120min，得到所述修饰石墨烯分散液。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述石墨烯微粒的粒径大于等于0.1μm且小于等于55μm，厚度大于等于0.4nm且小于等于60nm。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述石墨烯微粒的粒径为1μm、15μm或者35μm，厚度为2nm、16nm或者48nm。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述分散剂包括：十六烷基三甲基溴化铵或聚乙烯蜡。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述修饰剂包括：钛酸酯偶联剂TMC-311、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述溶剂为去离子水或者乙醇溶液。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂；对每次加入的物质所得的溶液，通过分散工艺进行分散，获得修饰石墨烯分散液的步骤中，加入所述微粒修饰剂后的分散工艺为搅拌，所述搅拌的条件为：在大于等于60℃且小于等于80℃的条件下，以300r/min的搅拌速度搅拌大于等于50min且小于等于85min。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂的步骤中，所述石墨烯微粒的重量份数为10至85份；所述分散剂的重量份数为0.5至8份；所述微粒修饰剂的重量份数为7至50份。可选的，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂的步骤中，所述石墨烯微粒的重量份数为15份、35份或者60份；所述分散剂的重量份数为2份、3份或者5份；所述微粒修饰剂的重量份数为20份、30份或者45份。可选的，所述将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片步骤包括：将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，通过螺杆挤出机，依次经过挤出、冷却、造粒以及真空干燥制得所述石墨烯聚酯切片。可选的，所述将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片步骤中的所述石墨烯聚酯切片的粒径大小范围为大于等于5nm且小于等于100nm。可选的，所述石墨烯聚酯切片的粒径大小为20nm、40nm或者80nm。可选的，所述将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片步骤中的所述石墨烯聚酯切片的含水率小于等于40PPM。可选的，所述将所述石墨烯聚酯切片作为芯层，将聚酯切片作为皮层，通过纺丝和加工，得到皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维的步骤包括：将所述石墨烯聚酯纤维切片与所述聚酯切片干燥处理；接着进行纺丝，具体为通过双螺杆挤压机获得原丝；接着对所述原丝进行加工，包括依次进行高倍拉伸、二次拉伸、热定型和卷绕，最后获得所述皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维。可选的，所述将所述石墨烯聚酯纤维切片与所述聚酯切片干燥处理的条件为：在真空中进行所述干燥处理，温度范围为大于等于60℃且小于等于90℃，时间范围为大于等于10小时且小于等于45小时。可选的，所述接着进行纺丝，具体为通过双螺杆挤压机获得原丝步骤中的所述纺丝的温度条件为大于等于270℃且小于等于295℃。可选的，所述接着对所述原丝进行加工，包括依次进行高倍拉伸、二次拉伸、热定型和卷绕，最后获得所述皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维步骤中的所述卷绕的速度范围为大于等于2400m/min且小于等于3500m/min。可选的，所述聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯聚酯纤维，其特征在于，包括：皮层和芯层的皮芯复合结构；所述芯层为石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯母粒；所述皮层为聚酯切片。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯聚酯纤维，其特征在于，包括：皮层和芯层的皮芯复合结构；所述芯层为石墨烯聚酯切片或者石墨烯聚酯母粒；所述皮层为聚酯切片。2.根据权利要求1所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述皮层与所述芯层的横截面直径的比例范围为1∶9至9∶1。3.根据权利要求1所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述石墨烯聚酯纤维的横截面为圆形、三角形、扁平形、十字形或者三叶形。4.根据权利要求1所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述石墨烯聚酯切片的质量或者所述石墨烯聚酯母粒的质量占所述芯层质量的百分比的范围为：大于等于1％并小于等于25％。5.根据权利要求1所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述石墨烯聚酯切片或者所述石墨烯聚酯母粒包括石墨烯微粒。6.根据权利要求5所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述石墨烯微粒为修饰石墨烯微粒。7.根据权利要求6所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述修饰石墨烯微粒至少包含一个修饰层，且所述修饰层位于所述修饰石墨烯微粒的表面。8.根据权利要求1所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述聚酯切片为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片、聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚对苯二甲酸丁二醇酯切片。9.根据权利要求1所述石墨烯聚酯纤维，其特征在于，所述石墨烯聚酯纤维的断裂强度大于等于2.9cN/dtex，断裂伸长率大于等于20％。10.一种石墨烯聚酯纤维的制造方法，包括下列步骤：提供石墨烯微粒；将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片；将所述石墨烯聚酯切片作为芯层，将聚酯切片作为皮层，通过纺丝和加工，得到皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维。11.根据权利要求10所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述提供石墨烯微粒的步骤具体为：提供修饰石墨烯微粒。12.根据权利要求11所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述提供修饰石墨烯微粒步骤包括：在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂；对每次加入的物质所得的溶液，通过分散工艺进行分散，获得修饰石墨烯分散液；将所述修饰石墨烯分散液过滤、烘干以及研磨，制得所述修饰石墨烯微粒。13.根据权利要求12所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述分散工艺为搅拌或者超声波分散。14.根据权利要求13所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述分散工艺为搅拌；相应的，所述对每次加入的物质所得的溶液，通过所述搅拌进行分散，获得修饰石墨烯分散液的步骤包括：将所述分散剂加入溶剂中，通过搅拌，分散大于等于15min且小于等于45min；接着加入所述石墨烯微粒，继续搅拌，分散大于等于20min且小于等于60min；接着加入所述微粒修饰剂，继续搅拌，分散大于等于30min且小于等于120min，得到所述修饰石墨烯分散液。15.根据权利要求13所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述分散工艺为超声波分散；相应的，所述对每次加入的物质所得的溶液，通过所述超声波分散工艺进行分散，获得修饰石墨烯分散液的步骤包括：将所述分散剂加入溶剂中，通过超声波分散，分散大于等于15min且小于等于45min；接着加入所述石墨烯微粒，继续进行超声波分散，分散大于等于20min且小于等于60min；接着加入所述微粒修饰剂，继续进行超声波分散，分散大于等于30min且小于等于120min，得到所述修饰石墨烯分散液。16.根据权利要求12所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述石墨烯微粒的粒径大于等于0.1μm且小于等于55μm，厚度大于等于0.4nm且小于等于60nm。17.根据权利要求16所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述石墨烯微粒的粒径为1μm、15μm或者35μm，厚度为2nm、16nm或者48nm。18.据权利要求12所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述分散剂包括：十六烷基三甲基溴化铵或聚乙烯蜡。19.根据权利要求12所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述修饰剂包括：钛酸酯偶联剂TMC-311、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。20.根据权利要求12所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂步骤中的所述溶剂为去离子水或者乙醇溶液。21.根据权利要求12所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂；对每次加入的物质所得的溶液，通过分散工艺进行分散，获得修饰石墨烯分散液的步骤中，加入所述微粒修饰剂后的分散工艺为搅拌，所述搅拌的条件为：在大于等于60℃且小于等于80℃的条件下，以300r/min的搅拌速度搅拌大于等于50min且小于等于85min。22.根据权利要求12所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述在溶剂中依次加入分散剂、石墨烯微粒和微粒修饰剂的步骤中，所述石墨烯微粒的重量份数为10至85份；所述分散剂的重量份数为0.5至8份；所述微粒修饰剂的重量份数为7至50份。23.根据权利要求22所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述石墨烯微粒的重量份数为15份、35份或者60份；所述分散剂的重量份数为2份、3份或者5份；所述微粒修饰剂的重量份数为20份、30份或者45份。24.根据权利要求10所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片步骤包括：将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，通过螺杆挤出机，依次经过挤出、冷却、造粒以及真空干燥制得所述石墨烯聚酯切片。25.根据权利要求10所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片步骤中的所述石墨烯聚酯切片的粒径大小范围为大于等于5nm且小于等于100nm。26.根据权利要求25所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述石墨烯聚酯切片的粒径大小为20nm、40nm或者80nm。27.根据权利要求10所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述将所述石墨烯微粒与聚酯切片混合，制得石墨烯聚酯切片步骤中的所述石墨烯聚酯切片的含水率小于等于40PPM。28.根据权利要求10所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述将所述石墨烯聚酯切片作为芯层，将聚酯切片作为皮层，通过纺丝和加工，得到皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维的步骤包括：将所述石墨烯聚酯纤维切片与所述聚酯切片干燥处理；接着进行纺丝，具体为通过双螺杆挤压机获得原丝；接着对所述原丝进行加工，包括依次进行高倍拉伸、二次拉伸、热定型和卷绕，最后获得所述皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维。29.根据权利要求28所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述将所述石墨烯聚酯纤维切片与所述聚酯切片干燥处理的条件为：在真空中进行所述干燥处理，温度范围为大于等于60℃且小于等于90℃，时间范围为大于等于10小时且小于等于45小时。30.根据权利要求28所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述接着进行纺丝，具体为通过双螺杆挤压机获得原丝步骤中的所述纺丝的温度条件为大于等于270℃且小于等于295℃。31.根据权利要求28所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述接着对所述原丝进行加工，包括依次进行高倍拉伸、二次拉伸、热定型和卷绕，最后获得所述皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维步骤中的所述卷绕的速度范围为大于等于2400m/min且小于等于3500m/min。32.根据权利要求10所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述聚酯切片为聚对苯二甲酸乙二醇酯切片或者聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯切片或者聚对苯二甲酸丁二醇酯切片。33.一种石墨烯聚酯纤维的制造方法，包括下列步骤：提供石墨烯微粒；将所述石墨烯微粒加入到含有六偏磷酸钠的乙二醇溶液中，得到石墨烯乙二醇液；将所述石墨烯乙二醇液添加到对苯二甲酸乙二醇的缩聚釜内，制得石墨烯聚酯微粒；将所述石墨烯聚酯微粒作为芯层，将聚酯切片作为皮层，通过纺丝和加工，得到皮芯复合结构的石墨烯聚酯纤维。34.根据权利要求33所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述提供石墨烯微粒的步骤具体包括：提供修饰石墨烯微粒。35.根据权利要求34所述石墨烯聚酯纤维的制造方法，其特征在于，所述提供修饰石...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪荣华，智军，黄美玲，赖世贤，
申请(专利权)人：厦门安踏体育用品有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35