CN107099089A - 一种具有抗静电性的石墨烯母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗静电性的石墨烯母粒及其制备方法和应用，该石墨烯母粒的原料包括氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂。制备方法包括将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。本发明以聚乙烯作为基体，掺杂碳化硅、二氧化钛、氧化镁以提高石墨烯的抗静电性，有效增强了石墨烯的抗静电性。

Description

一种具有抗静电性的石墨烯母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纺织面料技术领域，具体涉及一种具有抗静电性的石墨烯母粒及其制备方法和应用。
背景技术
化学纤维(如涤纶)因具有良好的耐磨性、挺括性、弹性、耐化学腐蚀等优点，在服装、装饰、产业等领域得到了广泛应用。与天然棉等纤维相比，化学纤维强度高、布面质感好、色泽光亮、价格适宜、易处理加工，深受广大消费者的喜爱。但是，由于化学纤维属于疏水性纤维，分子中缺少亲水性基团，导致其吸湿性很差，易起球，产生静电，在低湿度的环境下更易积聚静电荷，使得化学纤维在纺纱、加捻、织造和针织、染色和整理等每一生产工序中都会有一定的困难，甚至造成品质问题；在穿着时，使人产生不舒服感，织物易吸附灰尘。特别是在某些特殊领域，化学纤维服装产生的静电甚至会引起重大事故，造成人员伤亡。
从纺织材料抗静电加工的技术思路来看，可以从如下两方面提高织物的抗静电性能：一方面是降低摩擦程度、控制电荷的产生；另一方面是提高纤维的导电性能，以加快电荷的泄漏。由于在加工和使用中摩擦现象不可避免，故后者成为实际可行的技术思路。
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。
由于石墨烯的最大特性是其高导电性，作为优异的抗静电材料，可应用于纺织面料的抗静电性能改进。
发明内容
解决的技术问题：本发明的目的是提供一种具有抗静电性的石墨烯母粒及其制备方法和应用。
技术方案：一种具有抗静电性的石墨烯母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯10份，聚乙烯3-7份，丙烯酸树脂2-6份，碳化硅0.8-1.5份，硬脂酸钠1-3份，山梨糖醇0.3-0.9份，二氧化钛0.6-1.5份，氧化镁0.4-1.2份，磷酸三苯酯0.8-2.3份，分散剂0.3-0.9份，偶联剂1-4份，增塑剂2-5份。
进一步地，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
进一步地，所述分散剂为六偏磷酸钠、硬脂酸甘油酯或硬脂酸盐中的一种。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570、A-171、KH-792或KH-602中的一种。
进一步地，所述增塑剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯醇或矿物油中的一种。
上述具有抗静电性的石墨烯母粒的制备方法，是将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。
上述具有抗静电性的石墨烯母粒在抗静电纺织面料中的应用。
有益效果：本发明以聚乙烯作为基体，掺杂碳化硅、二氧化钛、氧化镁以提高石墨烯的抗静电性，有效增强了石墨烯的抗静电性。
具体实施方式
实施例1
一种具有抗静电性的石墨烯母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯10份，聚乙烯3份，丙烯酸树脂2份，碳化硅0.8份，硬脂酸钠1份，山梨糖醇0.3份，二氧化钛0.6份，氧化镁0.4份，磷酸三苯酯0.8份，分散剂0.3份，偶联剂1份，增塑剂2份。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；所述增塑剂为乙二醇。
上述具有抗静电性的石墨烯母粒的制备方法，是将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。
将所得石墨烯母粒与聚丙烯树脂按1：10混合融纺，得到抗静电纤维断裂伸长率为22.5％、比电阻为4.7×104Ω·cm，断裂强度为6.42cN/dtex，干收缩率为5.3％。
实施例2
一种具有抗静电性的石墨烯母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯10份，聚乙烯4份，丙烯酸树脂3份，碳化硅1份，硬脂酸钠1.4份，山梨糖醇0.5份，二氧化钛0.9份，氧化镁0.7份，磷酸三苯酯1.1份，分散剂0.7份，偶联剂1.8份，增塑剂2.6份。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛；所述分散剂为硬脂酸甘油酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；所述增塑剂为乙二醇。
上述具有抗静电性的石墨烯母粒的制备方法，是将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。
将所得石墨烯母粒与聚丙烯树脂按1：10混合融纺，得到抗静电纤维断裂伸长率为19.2％、比电阻为5.8×104Ω·cm，断裂强度为6.15cN/dtex，干收缩率为4.9％。
实施例3
一种具有抗静电性的石墨烯母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯10份，聚乙烯6份，丙烯酸树脂24份，碳化硅1.3份，硬脂酸钠2.2份，山梨糖醇0.6份，二氧化钛1.2份，氧化镁0.8份，磷酸三苯酯1.7份，分散剂0.7份，偶联剂2.5份，增塑剂4份。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；所述增塑剂为乙二醇。
上述具有抗静电性的石墨烯母粒的制备方法，是将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。
将所得石墨烯母粒与聚丙烯树脂按1：10混合融纺，得到抗静电纤维断裂伸长率为19.7％、比电阻为5.1×104Ω·cm，断裂强度为5.82cN/dtex，干收缩率为5.2％。
实施例4
一种具有抗静电性的石墨烯母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯10份，聚乙烯3份，丙烯酸树脂2份，碳化硅0.8份，硬脂酸钠1份，山梨糖醇0.3份，二氧化钛1.4份，氧化镁0.9份，磷酸三苯酯1.7份，分散剂0.8份，偶联剂3.2份，增塑剂4.1份。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；所述增塑剂为乙二醇。
上述具有抗静电性的石墨烯母粒的制备方法，是将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。
将所得石墨烯母粒与聚丙烯树脂按1：10混合融纺，得到抗静电纤维断裂伸长率为20.6％、比电阻为6.4×104Ω·cm，断裂强度为6.57cN/dtex，干收缩率为4.8％。
实施例5
一种具有抗静电性的石墨烯母粒，原料以重量份计包括：氧化石墨烯10份，聚乙烯7份，丙烯酸树脂6份，碳化硅1.5份，硬脂酸钠3份，山梨糖醇0.9份，二氧化钛1.5份，氧化镁1.2份，磷酸三苯酯2.3份，分散剂0.9份，偶联剂4份，增塑剂5份。
所述二氧化钛为金红石型二氧化钛；所述分散剂为六偏磷酸钠；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；所述增塑剂为乙二醇。
上述具有抗静电性的石墨烯母粒的制备方法，是将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。
将所得石墨烯母粒与聚丙烯树脂按1：10混合融纺，得到抗静电纤维断裂伸长率为19.7％、比电阻为5.8×104Ω·cm，断裂强度为6.32cN/dtex，干收缩率为5.8％。

Claims (7)

1.一种具有抗静电性的石墨烯母粒，其特征在于：原料以重量份计包括：氧化石墨烯10份，聚乙烯3-7份，丙烯酸树脂2-6份，碳化硅0.8-1.5份，硬脂酸钠1-3份，山梨糖醇0.3-0.9份，二氧化钛0.6-1.5份，氧化镁0.4-1.2份，磷酸三苯酯0.8-2.3份，分散剂0.3-0.9份，偶联剂1-4份，增塑剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的具有抗静电性的石墨烯母粒，其特征在于：所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。
3.根据权利要求1所述的具有抗静电性的石墨烯母粒，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠、硬脂酸甘油酯或硬脂酸盐中的一种。
4.根据权利要求1所述的具有抗静电性的石墨烯母粒，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570、A-171、KH-792或KH-602中的一种。
5.根据权利要求1所述的具有抗静电性的石墨烯母粒，其特征在于：所述增塑剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯醇或矿物油中的一种。
6.权利要求1至5任一项所述的具有抗静电性的石墨烯母粒的制备方法，其特征在于：将氧化石墨烯、聚乙烯、丙烯酸树脂、碳化硅、硬脂酸钠、山梨糖醇、二氧化钛、氧化镁、磷酸三苯酯、分散剂、偶联剂和增塑剂混合，混合物经挤出造粒得到石墨烯母粒。
7.权利要求1至5任一项所述的具有抗静电性的石墨烯母粒在抗静电纺织面料中的应用。
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