CN107475800A - 一种石墨烯‑稀土‑锦纶纳米复合纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

一种石墨烯‑稀土‑锦纶纳米复合纤维及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供的石墨烯‑稀土‑锦纶纳米复合纤维材料，将石墨烯和纳米稀土加入到锦纶基体中，经过改性的氧化石墨烯能够均匀分散在锦纶中，从而赋予材料高强度、电导率和热导率；经过改性的纳米稀土能够均匀分散在此体系中，且在此体系中能够作为异相晶核起到成核剂的作用，纳米稀土的加入使得材料的结晶速度提高，形成的球晶颗粒细小而致密，从而提高石墨烯‑稀土‑锦纶纳米复合纤维材料的力学性能。本发明利用溶液法制备母料，将母料与余下的锦纶粒料进行熔融共混纺丝；首先，利用溶液法制备母料，石墨烯、纳米稀土和锦纶均匀分散在溶剂中，制备得到的母料均一稳定，分散良好，然后利用熔融法进行纺丝，生产成本低，生产效率高，能够大批量生产。

Description

一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及纤维材料领域，具体涉及一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维及其制备方法和应用。
背景技术
石墨烯是一种二维纳米材料，其面密度为0.77mg/m2，面电阻约为31Ω/sq。这表明面积为1m2的石墨烯吊床的电阻仅为31Ω。石墨烯的强度极限(抗拉强度)为42N/m。由此可知，理想石墨烯的强度约为普通钢的100倍。面积为1m2的石墨烯层片可承受4kg的质量。石墨烯的热导率实验值约为5000Wm-1K-1，是室温下铜的热导率(401Wm-1K-1)的10倍多。因此，在制备纳米复合材料时，二维片状且力学性能非常高的石墨烯将是增强相的不二选择；其增强效果不但可比于粘土、蒙脱土等增强相，而且有粘土、蒙脱土所达不到的效果。石墨烯由于具有高导电性、高强度、超轻薄等特性而被广泛应用。然而，由于石墨烯自身结构的影响，其表面能很高，如果石墨烯与纳米复合纤维基体材料相容性差，将使得石墨烯在纳米复合纤维基体材料中分散不均匀，使得石墨烯片层卷曲或形成团聚，从而使得复合材料在应用中形成应力集中点，极大的削弱以石墨烯为增强相的纳米复合纤维材料的性能。
稀土金属一般分为混合稀土金属和单一稀土金属。混合稀土金属的组成与矿石中原有的稀土成份接近，单一金属是各稀土分离精制的金属。除钐、铕、镱及铥的氧化物外，由于稀土氧化物的生成热很大、稳定性好，因此以其为原料用一般冶金方法很难还原成单一金属。因此现有技术中生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。氯化物电解是生产金属最普通的方法，特别是混合稀土金属工艺简单，成本便宜，投资小。纳米稀土由于具有较大的比表面积和高的表面能，导致其容易发生团聚，不易分散在其他基体材料中。
石墨烯、纳米稀土与纳米复合纤维基体材料相容性差，石墨烯、纳米稀土金属与基体材料结合欠紧密，从而不能起到良好的传递和分散载荷的作用，表现在复合材料中石墨烯和纳米稀土与纳米复合纤维基体材料在受力的过程中产生滑动而使得复合材料的力学性能降低、甚至失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
本发明的另一目的是提供一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法。
本发明的再一目地是提供一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的应用。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，其特征在于，由包括以下重量百分数的原料制成：石墨烯0.2-5％，纳米稀土8-14％和锦纶85-90％，所述纳米复合纤维由包括以下步骤的方法制备：
(1)制备母料：利用改性剂对石墨烯进行修饰，然后加入有机酸溶液中超声分散1-3h，得到石墨烯分散液，利用改性剂对纳米稀土进行修饰，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散30-60min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将总用量2-3％的锦纶加入到78-82℃的有机酸溶液中，充分溶解，得到锦纶溶液；将锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌15-20h，得到混合溶液，然后涂覆所述混合溶液，在50-75℃干燥48-60h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将余量锦纶与步骤(1)得到的石墨烯-稀土-锦纶母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，优选地，所述锦纶为锦纶6或锦纶66。
为了增加石墨烯表面含氧官能团的个数，从而使得石墨烯更加活泼，根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，优选地，所述石墨烯为氧化石墨烯。
由于氧化石墨烯片的卷曲、层叠以及团聚，因此对氧化石墨烯进行改性，使其能够更加均匀的分散在锦纶体系中。由于纳米稀土本身的比表面积较大，表面能高容易团聚，因此对纳米稀土进行改性，使其均匀分散在体系中。根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，优选地，所述改性剂为偶联剂、阳离子表面活性剂、氨基化合物改性剂中的一种或多种。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，优选地，在步骤(1)中，所述有机酸溶液为甲酸溶液。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，由包括以下重量百分数的原料制成：石墨烯0.2-5％，纳米稀土8-14％和锦纶85-90％，所述方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用改性剂对石墨烯进行修饰，然后加入有机酸溶液中超声分散1-3h，得到石墨烯分散液，利用改性剂对纳米稀土进行修饰，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散30-60min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将总用量2-3％的锦纶加入到78-82℃的有机酸溶液中，充分溶解，得到锦纶溶液；将锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌15-20h，得到混合溶液，然后涂覆所述混合溶液，在50-75℃干燥48-60h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将余下的锦纶与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述石墨烯与有机酸溶液的重量比为1:5-10，所述锦纶与有机酸溶液的重量比为1:3-5。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，优选地，步骤(2)中，所述干燥的温度45-50℃，干燥时间为20-30h。
为了使母料与锦纶之间更好的混合在一起，避免因静电作用导致的母料分布不均匀，根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，优选地，步骤(2)中，将步骤(1)得到的所述母料与剩余的所述锦纶混合过程中还包括加入原料总重量0.01-0.02％的甲基硅油。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，优选地，步骤(2)中，所述挤出温度为220-235℃。
根据本发明具体实施方式所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维在织物中的应用。
本发明的有益效果为：
1.本发明提供的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维材料，将石墨烯和纳米稀土加入到锦纶基体中，经过改性的氧化石墨烯能够均匀分散在锦纶中，从而赋予材料高强度、电导率和热导率；经过改性的纳米稀土能够均匀分散在此体系中，且在此体系中能够作为异相晶核起到成核剂的作用，纳米稀土的加入使得材料的结晶速度提高，形成的球晶颗粒细小而致密，从而提高石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维材料的力学性能。
2.本发明利用溶液法制备母料，将母料与余下的锦纶粒料进行熔融共混纺丝；首先，利用溶液法制备母料，石墨烯、纳米稀土和锦纶均匀分散在溶剂中，制备得到的母料均一稳定，分散良好，然后利用熔融法进行纺丝，生产成本低，生产效率高，能够大批量生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：石墨烯0.1kg，纳米稀土4.9kg和锦纶45kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用硅烷偶联剂KH550对石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散1h，石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:5，得到石墨烯分散液，利用硅烷偶联剂KH550对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散30min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将90g锦纶加入到78℃的甲酸溶液中，锦纶与甲酸溶液的重量比为1:3，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌15h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在50℃干燥60h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将余下的锦纶与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为45℃，干燥时间为30h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为6km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
实施例2
石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：石墨烯2.5kg，纳米稀土4kg和锦纶43.5kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用氨基化合物对石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散3h，石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:10，得到石墨烯分散液，利用氨基化合物对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散60min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将130.5g所述锦纶加入到82℃的甲酸溶液中，所述锦纶与所述甲酸溶液的重量比为1:5，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌20h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在75℃干燥48h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将剩余所述锦纶与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为50℃，干燥时间为20h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为8km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
实施例3
石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：石墨烯0.1kg，纳米稀土4.9kg和锦纶45kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用阳离子表面活性剂对石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散2.5h，石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:6，得到石墨烯分散液，利用阳离子表面活性剂对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散45min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将100g所述锦纶加入到80℃的甲酸溶液中，所述锦纶与所述甲酸溶液的重量比为1:4，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌16h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在60℃干燥54h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将余下所述锦纶与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为48℃，干燥时间为24h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为4km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
实施例4
石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：石墨烯0.5kg，纳米稀土7kg和锦纶42.5kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用阳离子表面活性剂对石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散2.5h，石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:6，得到石墨烯分散液，利用阳离子表面活性剂对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散45min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将115g锦纶加入到80℃的甲酸溶液中，锦纶与甲酸溶液的重量比为1:4，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌16h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在60℃干燥54h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将余下的锦纶与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为48℃，干燥时间为24h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为6km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
实施例5
一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：氧化石墨烯0.5kg，纳米稀土6.995kg、锦纶6 42.5kg和甲基硅油0.005kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用硅烷偶联剂KH560对石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散2.5h，石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:6，得到石墨烯分散液，利用硅烷偶联剂KH560对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散45min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将90g所述锦纶6加入到80℃的甲酸溶液中，所述锦纶6与所述甲酸溶液的重量比为1:4，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌16h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在60℃干燥54h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将甲基硅油、剩余所述锦纶6与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为48℃，干燥时间为24h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为6km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
实施例6
一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：氧化石墨烯0.49kg，纳米稀土7kg、锦纶66 42.5kg和甲基硅油0.01kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用氨基化合物对氧化石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散2.5h，氧化石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:6，得到石墨烯分散液，利用氨基化合物对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散45min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将90g所述锦纶66加入到80℃的甲酸溶液中，所述锦纶66与所述甲酸溶液的重量比为1:4，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌16h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在60℃干燥54h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将甲基硅油、余下所述锦纶66与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为48℃，干燥时间为24h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为6km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
实施例7
一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：氧化石墨烯0.49kg，纳米稀土7kg、锦纶66 42.5kg和甲基硅油0.01kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用氨基化合物对氧化石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散3h，氧化石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:10，得到石墨烯分散液，利用偶联剂对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散45min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将90g所述锦纶66加入到80℃的甲酸溶液中，所述锦纶66与所述甲酸溶液的重量比为1:4，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌16h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在60℃干燥54h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将甲基硅油、余下所述锦纶66与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为48℃，干燥时间为24h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为6km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
实施例8
一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，由以下原料制成：氧化石墨烯0.49kg，纳米稀土7kg、锦纶66 42.5kg和甲基硅油0.01kg。
上述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用阳离子表面活性剂对氧化石墨烯进行改性，然后加入甲酸溶液中超声分散2.5h，氧化石墨烯与甲酸溶液的重量比为1:6，得到石墨烯分散液，利用偶联剂对纳米稀土进行改性，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散45min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将90g所述锦纶66加入到80℃的甲酸溶液中，所述锦纶66与所述甲酸溶液的重量比为1:4，充分溶解，得到锦纶溶液；将所述锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌16h，得到混合溶液，然后将所述混合溶液涂覆在玻璃板上，在60℃干燥54h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将甲基硅油、余下所述锦纶66与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，利用双螺杆挤出机进行所述挤出，挤出机一区、二区、三区、四区、五区和六区的温度分别为220℃、225℃、230℃、235℃、230℃和220℃，所述干燥温度为48℃，干燥时间为24h，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，纺速为6km/min，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
取实施例1-8得到的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维长度l(15cm)，称取重量m，并测得样品密度ρ，利用公式m＝ρls，计算其横截面积。
利用万能试样机对实施例1-8得到的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维进行表征，测定温度为室温，纤维的加持长度为25.4mm，拉伸速率为20mm/min，通过测试10组样品，取平均值测。得结果如表1。
对照组为锦纶6经熔融纺丝得到的锦纶6纤维。
表1 实施例材料的力学性能结果
从表中可以看出，将改性氧化石墨烯和纳米稀土加入到锦纶体系中，利用本发明的方法制备的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维与锦纶纤维比拉伸强度明显提高，说明石墨烯与纳米稀土通过本发明的方法改性添加入锦纶中，有效提供提高了锦纶纤维的力学性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，其特征在于，由包括以下重量百分数的原料制成：石墨烯0.2-5％，纳米稀土8-14％和锦纶85-90％，所述纳米复合纤维由包括以下步骤的方法制备：
(1)制备母料：利用改性剂对石墨烯进行修饰，然后加入有机酸溶液中超声分散1-3h，得到石墨烯分散液，利用改性剂对纳米稀土进行修饰，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散30-60min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将总用量2-3％的锦纶加入到78-82℃的有机酸溶液中，充分溶解，得到锦纶溶液；将锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌15-20h，得到混合溶液，然后涂覆所述混合溶液，在50-75℃干燥48-60h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将余下的锦纶与步骤(1)得到的石墨烯-稀土-锦纶母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，其特征在于，所述锦纶为锦纶6或锦纶66。
3.根据权利要求1所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，其特征在于，所述石墨烯为氧化石墨烯。
4.根据权利要求1所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，其特征在于，步骤(1)中所述改性剂为偶联剂、阳离子表面活性剂和/或氨基化合物改性剂。
5.根据权利要求1所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维，其特征在于，在步骤(1)中，所述有机酸溶液为甲酸溶液。
6.一种石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于，由包括以下重量百分数的原料制成：石墨烯0.2-5％，纳米稀土8-14％和锦纶85-90％，所述方法包括以下步骤：
(1)制备母料：利用改性剂对石墨烯进行修饰，然后加入有机酸溶液中超声分散1-3h，得到石墨烯分散液，利用改性剂对纳米稀土进行修饰，然后加入到石墨烯分散液中，超声分散30-60min，得到石墨烯-纳米稀土分散液；将总用量2-3％的锦纶加入到78-82℃的有机酸溶液中，充分溶解，得到锦纶溶液；将锦纶溶液加入到所述石墨烯-纳米稀土分散液中，搅拌15-20h，得到混合溶液，然后涂覆所述混合溶液，在50-75℃干燥48-60h，粉碎，得到石墨烯-稀土-锦纶母料；
(2)制备粒料：将余下的锦纶与步骤(1)得到的所述母料混合均匀，挤出、造粒、干燥，得到石墨烯-稀土-锦纶粒料；
(3)纺丝：将步骤(2)中得到的石墨烯-稀土-锦纶粒料进行熔融纺丝，即得到所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维。
7.根据权利要求6所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锦纶与有机酸溶液的重量比为1:5-10。
8.根据权利要求6所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥的温度为45-50℃，干燥时间为20-30h。
9.根据权利要求6所述的石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将步骤(1)得到的所述母料与剩余的所述锦纶混合过程中还包括加入原料总重量0.01-0.02％的甲基硅油。
10.权利要求1所述石墨烯-稀土-锦纶纳米复合纤维在织物中的应用。
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