一种环保型石墨烯纳米纺织面料及其制备方法技术

本发明专利技术一种环保型石墨烯纳米纺织面料，其特征在于，包括第一石墨烯纳米纤维丝以及第二石墨烯纳米纤维丝，所述第一石墨烯纳米纤维丝与第二石墨烯纳米纤维丝采用一上一下的编织纹路编织而成。采用两种不同的石墨烯纳米纤维丝进行制备石墨烯纳米纺织面料，采用不同的配比，分别进行配置第一石墨烯纳米纤维纺丝液与第二石墨烯纳米纤维纺丝液，两种纺丝液在经过不同的纳米喷射喷头喷出成型，可有效提高最终纺织面料成品的韧性、强度，做到大幅度改善产品的使用效果。

Environmental friendly graphene nano textile fabric and preparation method thereof

The present invention is an environmentally friendly graphene nanofiber fabric, which consists of a first graphene nanofiber wire and a second graphene nanofiber wire, the first graphene nanofiber wire and the second graphene nanofiber wire are woven with one up braid pattern. Graphene nanofibers are prepared by two different graphene nanofibers. The spinning solution of the first graphene nanofiber spinning solution and the second graphene nanofiber spinning solution are arranged in different proportions. The two kinds of spinning liquid are sprayed through different nanoscale spray heads, and the final spinning can be effectively improved. The toughness and strength of fabric finished products can be greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型石墨烯纳米纺织面料及其制备方法
本专利技术涉及一种环保型石墨烯纳米纺织面料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。目前，将石墨烯复合到纳米纤维中，可以获得高强度、大导热系数、高导电性能，大比表面积等优异性能。因此研发出一种能够研发出一种环保型石墨烯纳米纺织面料越来越受到人们的关注。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题提出了一种环保型石墨烯纳米纺织面料及其制备方法。具体的技术方案如下：一种环保型石墨烯纳米纺织面料，其特征在于，包括第一石墨烯纳米纤维丝以及第二石墨烯纳米纤维丝，所述第一石墨烯纳米纤维丝与第二石墨烯纳米纤维丝采用一上一下的编织纹路编织而成。一种环保型石墨烯纳米纺织面料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）制备石墨烯添加液，取石墨粉与强氧化混合液在常温下混合，混合质量比例为石墨粉：强氧化混合液=2:4，混合时间15～20min，搅拌速率为58r/min,然后进行第一次超声波震荡，震荡时间为44～48min，超声波频率为50～65kHZ，超声波震荡结束后静置1H，得到初级液；将初级液中加入双氧水并搅拌均匀，初级液与双氧水的体积比为7:5，搅拌时间为20～30min，搅拌速率为120r/min,得到次级液；将次级液中通入氯气，次级液与氯气的体积比为3:4，反应时间为40～50min，反应完成后静置2H，静置后进行第二次超声波震荡，震荡时间为65～70min，超声波频率为60～97kHZ，震荡后得到石墨烯添加液；（2）制备第一石墨烯纳米纤维纺丝液，将石墨烯添加液分两次加入聚丙烯原料进行搅拌混合，石墨烯添加液总量与聚丙烯原料的质量比为2:45，两次石墨烯添加液的加入量均相同；两次投入石墨烯之间的时间间隔为10～15min，最后一次投入石墨烯添加液后继续搅拌30min，搅拌速率为110～120r/min，搅拌结束后得到第一石墨烯纳米纤维纺丝液；（3）制备第二石墨烯纳米纤维纺丝液，将石墨烯添加液分四次加入聚丙烯原料进行搅拌混合，石墨烯添加液总量与聚丙烯原料的质量比为9:45，四次石墨烯添加液的加入量均相同；两次投入石墨烯之间的时间间隔为40～60min，最后一次投入石墨烯添加液后继续搅拌1～2H，搅拌速率为130～150r/min，搅拌结束后得到第二石墨烯纳米纤维纺丝液；（4）制备第一石墨烯纳米纤维丝，将第一石墨烯纳米纤维纺丝液投入熔融挤出机，加热、熔化、挤出，随后导入纳米喷射喷头，并通过接收器的传送网接收，得到第一石墨烯纳米纤维丝；（5）制备第二石墨烯纳米纤维丝，将第二石墨烯纳米纤维纺丝液投入熔融挤出机，加热、熔化、挤出，随后导入纳米喷射喷头，并通过接收器的传送网接收，得到第二石墨烯纳米纤维丝；（6）制备石墨烯纳米纺织面料，将第一石墨烯纳米纤维丝与第二石墨烯纳米纤维丝导入纺织机，通过纺织机设定，将第一石墨烯纳米纤维丝与第二石墨烯纳米纤维丝进行一上一下的编织，纺织完成后得到石墨烯纳米纺织面料。进一步的，制备第一石墨烯纳米纤维丝的纳米喷射喷头，喷射孔径为800nm-900nm。进一步的，制备第二石墨烯纳米纤维丝的纳米喷射喷头，喷射孔径为1500nm-1900nm。进一步的，所述石墨粉的粒径为10～100nm。进一步的，强氧化混合液为浓硝酸溶液与浓硫酸溶液的混合液，浓硫酸溶液里硫酸的质量百分比为85%，浓硝酸溶液里硫酸的质量百分比位75%，浓硫酸溶液与浓硝酸溶液的混合体积比为4～9:5～11。本专利技术的有益效果为：采用两种不同的石墨烯纳米纤维丝进行制备石墨烯纳米纺织面料，采用不同的配比，分别进行配置第一石墨烯纳米纤维纺丝液与第二石墨烯纳米纤维纺丝液，两种纺丝液在经过不同的纳米喷射喷头喷出成型，可有效提高最终纺织面料成品的韧性、强度，做到大幅度改善产品的使用效果。独特的方法制备石墨烯纳米纤维纺丝液，两种石墨烯纳米纤维纺丝液均是通过少量多次的添加石墨烯添加液，使得石墨烯添加液能够充分与聚丙烯原料反应，最大化的应用石墨烯添加液的性能，做到改善最终产品的性能，提高产品的使用效果。采用多次氧化反应，分步法制得的石墨烯添加液为氧化石墨烯原液，能够很好的使用在纳米纤维制作中，其含有丰富氧官能团，如羧基、羟基、环氧基等，该种添加液使用时，直接投入纳米纤维棉生产时的聚丙烯原料中即可，方便使用。且能够大幅度提高纳米纤维强度、导热系数、导电性能，使用效果佳。附图说明图1为本专利技术实施例中搅拌工装的剖视图。图2为本专利技术实施例中搅拌工装的搅拌盘俯视图。图3为本专利技术实施例中搅拌工装的剖面图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本专利技术进行进一步描述，任何对本专利技术技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本专利技术保护范围。附图标记说明装置壳体1、进料口11、出料口12、支撑脚13；搅拌盘2、第一搅拌钉3、顶部架31、竖直杆32、第二搅拌钉4、搅拌杆5、搅拌块6、旋转轴7、电机8。本专利技术实施例中不需加热时的搅拌混合设备采用的是特殊的搅拌工装，包括装置壳体，所述装置壳体呈圆柱形结构，所述装置壳体顶部两侧设置有进料口，所述装置壳体底部一侧设置有出料口，所述装置底面四周周向设置有四个支撑脚，其特征在于，所述装置壳体内部设置有搅拌盘，所述搅拌盘底部设置有旋转轴，所述旋转轴底部贯穿装置壳体连接电机，所述电机顶部与所述装置壳体底部中心位置固定连接，所述搅拌盘呈圆形板体结构，所述搅拌盘位于所述装置壳体内部底面中心位置；所述搅拌盘的上表面上设置有第一搅拌钉与第二搅拌钉，所述第一搅拌钉数量为一个，位于所述搅拌盘顶部中心位置，所述第一搅拌钉为一体式结构，包括竖直杆与顶部架，所述顶部架呈十字形结构，所述竖直杆顶部与所述顶部架底部中心位置固定连接，底部与所述搅拌盘上表面中心位置固定连接，所述第二搅拌钉呈一体式结构，呈“T”形结构设置，所述第二搅拌钉包括12组，每组第二搅拌钉数量为6个，每组的第二搅拌钉呈一字型排列，12组所述第二搅拌钉在所述搅拌盘顶部呈周向均匀设置；所述搅拌盘四周设置有六个搅拌杆，所述搅拌杆一端与所述搅拌盘侧边固定连接，所述搅拌杆一侧为斜面设置，所述搅拌杆底部设置有搅拌块，每个所述搅拌杆顶部的搅拌块数量为4个，4个搅拌块在所述搅拌杆顶部呈一字型均匀分布，所述搅拌块一侧设置有斜面。所述搅拌杆截面呈直角梯形结构。所述搅拌块截面呈直角梯形结构。本搅拌工装的有益效果为：采用独特的搅拌盘设计，能够大幅度提升反应效果。采用多个细小的搅拌钉在搅拌盘顶部均匀设置，能够对待搅拌的浆液进行精细化搅拌，底部四周周向设置多个搅拌杆，搅拌杆与搅拌块的斜面设置，旋转时能够形成涡流，对浆液起到很好的搅拌作用，搅拌效果佳。实施例1一种环保型石墨烯纳米纺织面料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）制备石墨烯添加液，取石墨粉与强氧化混合液在常温下混合，混合质量比例为石墨粉：强氧化混合液=2:4，混合时间20min，搅拌速率为58r/min,然后进行第一次超声波震荡，震荡时间为48min，超声波频率为65kHZ，超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型石墨烯纳米纺织面料，其特征在于，包括第一石墨烯纳米纤维丝以及第二石墨烯纳米纤维丝，所述第一石墨烯纳米纤维丝与第二石墨烯纳米纤维丝采用一上一下的编织纹路编织而成。

【技术特征摘要】
1.一种环保型石墨烯纳米纺织面料，其特征在于，包括第一石墨烯纳米纤维丝以及第二石墨烯纳米纤维丝，所述第一石墨烯纳米纤维丝与第二石墨烯纳米纤维丝采用一上一下的编织纹路编织而成。2.一种环保型石墨烯纳米纺织面料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）制备石墨烯添加液，取石墨粉与强氧化混合液在常温下混合，混合质量比例为石墨粉：强氧化混合液=2:4，混合时间15～20min，搅拌速率为58r/min,然后进行第一次超声波震荡，震荡时间为44～48min，超声波频率为50～65kHZ，超声波震荡结束后静置1H，得到初级液；将初级液中加入双氧水并搅拌均匀，初级液与双氧水的体积比为7:5，搅拌时间为20～30min，搅拌速率为120r/min,得到次级液；将次级液中通入氯气，次级液与氯气的体积比为3:4，反应时间为40～50min，反应完成后静置2H，静置后进行第二次超声波震荡，震荡时间为65～70min，超声波频率为60～97kHZ，震荡后得到石墨烯添加液；（2）制备第一石墨烯纳米纤维纺丝液，将石墨烯添加液分两次加入聚丙烯原料进行搅拌混合，石墨烯添加液总量与聚丙烯原料的质量比为2:45，两次石墨烯添加液的加入量均相同；两次投入石墨烯之间的时间间隔为10～15min，最后一次投入石墨烯添加液后继续搅拌30min，搅拌速率为110～120r/min，搅拌结束后得到第一石墨烯纳米纤维纺丝液；（3）制备第二石墨烯纳米纤维纺丝液，将石墨烯添加液分四次加入聚丙烯原料进行搅拌混合，石墨烯添加液总量与聚丙烯原料的质量比为9:45，四次石墨烯添加液的加入量均相同；两次...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建中，
申请(专利权)人：中鸿纳米纤维技术丹阳有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32