CN114000344A - 一种石墨烯耐高温功能性纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯耐高温功能性纤维及其制备方法，该方法包含：步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂；步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维；步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料；步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维；步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。本发明制备的石墨烯耐高温功能性纤维，耐高温效果好，使用寿命长，并且纤维涂层之间结合紧密，不容易脱落。

Description

一种石墨烯耐高温功能性纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐高温的石墨烯复合纤维及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯耐高温功能性纤维及其制备方法。
背景技术
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。本身具有优良的力学性能和导热性能。
耐高温纤维指在较长时间经受高温(例如200℃以上)尚能基本保持其原有的物理机械性能的化学纤维.高温下不软化、仍能维持一般力学性质的特种纤维，又称耐热纤维。本次制备的纤维耐温性能可达到300摄氏度以上。
耐高温纤维一般具有以下特点：①熔点和软化点高；②纤维在高温下尺寸稳定；③大分子结构不易降解(长期使用温度在200℃以上)；④具有良好的耐水解和耐化学药剂等性能；耐高温纤维的制备工艺大多采用溶液缩聚和溶液纺丝法，少数用熔融缩聚或界面缩聚。
2020年，全球耐高温纤维市场规模有望达到83.0846亿美元(约合人民币515.8亿元)，期间年复合增长率达到8.74％，亚太地区和欧洲地区是耐高温纤维最大的两个区域市场，联合市场占有率超过64％，其中，中国是全球最大的耐高温纤维需求国。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温的石墨烯复合纤维及其制备方法，制备的纤维耐高温效果好，使用寿命长，并且纤维涂层之间结合紧密，不容易脱落。
为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂；步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维；步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料；步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维；步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的步骤1中，按质量百分比计各原料的用量为石墨烯2％-5％，改性气凝胶10％-20％，碳纤维粉2％-5％，高强高模聚乙烯纤维50％-70％，陶瓷粉1％-5％，树脂浆料5％-10％，添加剂1％-5％，改性剂1％-5％。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的原料中，改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为水性PU树脂和/或环氧树脂浆料；添加剂为聚乙烯醇乳液和/或羧甲基纤维素乳液；改性剂为聚氧丙烯甘油醚和/或聚二甲基硅氧烷。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的步骤2中，石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的步骤3中包含：步骤3.1，将石墨烯粉碎，加入改性剂进行接枝，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液；步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液；步骤3.3，将添加剂加入去离子水中，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解；步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液；步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液；步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液；步骤3.7，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的步骤3.1中，将石墨烯粉碎至5μm以下；制得石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的步骤3.3中，保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的步骤4中，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由初处理、浸渍、后续烘干，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
上述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其中，所述的初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
本发明还提供了通过上述的方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
本发明提供的石墨烯耐高温功能性纤维及其制备方法具有以下优点：
一是纤维耐高温效果好，最高可以耐300℃以上高温。
二是使用寿命长，纤维材质经过长时间煅烧，融化缓慢。
三是纤维涂层之间结合紧密，不容易脱落。
四是耐高温的同时，纤维也能耐摩擦。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明提供的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂；步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维；步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料；步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维；步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需的一定规格的筒装纱，备用。
优选地，步骤1中按质量百分比计，各原料的用量为石墨烯2％-5％，改性气凝胶10％-20％，碳纤维粉2％-5％，高强高模聚乙烯纤维50％-70％，陶瓷粉1％-5％，树脂浆料5％-10％，添加剂1％-5％，改性剂1％-5％。
原料中的改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为水性PU(聚氨酯)树脂和/或环氧树脂浆料；添加剂为聚乙烯醇乳液和/或羧甲基纤维素乳液；改性剂为聚氧丙烯甘油醚和/或聚二甲基硅氧烷。
步骤2中，石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。制备过程为：在聚乙烯粉体中加入石墨烯粉体，将混合粉体搅拌均匀后加入挤出机中进行挤出造粒，设置挤出温度为150-250℃，将制备的复合粒在纺丝机中进行纺丝，得到石墨烯复合树脂纤维材料。
步骤3中包含：步骤3.1，将石墨烯粉碎，加入改性剂，通过超声进行接枝处理，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液；步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液；步骤3.3，将添加剂加入去离子水中缓慢溶解，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解；步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液；步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液；步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液；步骤3.7，加入氨水等，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤3.1中，将石墨烯粉碎至5μm以下；制得石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
步骤3.3中，保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
步骤4中，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由纤维初处理、浸渍、后续烘干等工艺，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
本发明中采用的设备均为本领域内技术人员所知的现有设备。
本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
下面结合实施例对本发明提供的石墨烯耐高温功能性纤维及其制备方法做更进一步描述。
实施例1
一种石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂。
优选地，步骤1中按质量百分比计，各原料的用量为石墨烯2％，改性气凝胶10％，碳纤维粉2％，高强高模聚乙烯纤维70％，陶瓷粉1％，树脂浆料5％，添加剂5％，改性剂5％。
原料中的改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为水性PU树脂；添加剂为聚乙烯醇乳液；改性剂为聚氧丙烯甘油醚。
步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维。
石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。
步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤3中包含：
步骤3.1，将石墨烯粉碎至5μm以下，加入改性剂进行接枝，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液。石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液。
步骤3.3，将添加剂加入去离子水中，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解。保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液。
步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液。
步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液。
步骤3.7，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
优选地，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由初处理、浸渍、后续烘干，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
实施例2
一种石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂。
优选地，步骤1中按质量百分比计，各原料的用量为石墨烯3％，改性气凝胶15％，碳纤维粉3％，高强高模聚乙烯纤维61％，陶瓷粉4％，树脂浆料9％，添加剂3％，改性剂2％。
原料中的改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为环氧树脂浆料；添加剂为羧甲基纤维素乳液；改性剂为聚二甲基硅氧烷。
步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维。
石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。
步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤3中包含：
步骤3.1，将石墨烯粉碎至5μm以下，加入改性剂进行接枝，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液。石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液。
步骤3.3，将添加剂加入去离子水中，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解。保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液。
步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液。
步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液。
步骤3.7，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
优选地，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由初处理、浸渍、后续烘干，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
实施例3
一种石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂。
优选地，步骤1中按质量百分比计，各原料的用量为石墨烯3.5％，改性气凝胶18％，碳纤维粉4％，高强高模聚乙烯纤维60％，陶瓷粉4.5％，树脂浆料8％，添加剂1％，改性剂1％。
原料中的改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为水性PU树脂和环氧树脂浆料；添加剂为聚乙烯醇乳液和羧甲基纤维素乳液；改性剂为聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷。
步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维。
石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。
步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤3中包含：
步骤3.1，将石墨烯粉碎至5μm以下，加入改性剂进行接枝，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液。石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液。
步骤3.3，将添加剂加入去离子水中，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解。保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液。
步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液。
步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液。
步骤3.7，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
优选地，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由初处理、浸渍、后续烘干，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
实施例4
一种石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂。
优选地，步骤1中按质量百分比计，各原料的用量为石墨烯4％，改性气凝胶16％，碳纤维粉3.5％，高强高模聚乙烯纤维57％，陶瓷粉3％，树脂浆料8.5％，添加剂4％，改性剂4％。
原料中的改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为水性PU树脂或环氧树脂浆料；添加剂为聚乙烯醇乳液或羧甲基纤维素乳液；改性剂为聚氧丙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷。
步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维。
石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。
步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤3中包含：
步骤3.1，将石墨烯粉碎至5μm以下，加入改性剂进行接枝，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液。石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液。
步骤3.3，将添加剂加入去离子水中，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解。保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液。
步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液。
步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液。
步骤3.7，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
优选地，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由初处理、浸渍、后续烘干，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
实施例5
一种石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂。
优选地，步骤1中按质量百分比计，各原料的用量为石墨烯5％，改性气凝胶20％，碳纤维粉5％，高强高模聚乙烯纤维50％，陶瓷粉5％，树脂浆料10％，添加剂2％，改性剂3％。
原料中的改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为水性PU树脂；添加剂为羧甲基纤维素乳液；改性剂为聚氧丙烯甘油醚。
步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维。
石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。
步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤3中包含：
步骤3.1，将石墨烯粉碎至5μm以下，加入改性剂进行接枝，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液。石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液。
步骤3.3，将添加剂加入去离子水中，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解。保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液。
步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液。
步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液。
步骤3.7，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
优选地，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由初处理、浸渍、后续烘干，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。
本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
本发明的石墨烯耐高温功能性纤维及其制备方法，材料主要包括石墨烯、改性气凝胶、碳纤维、高强聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂等，首先将石墨烯与聚酯纤维基材相结合，另外还在石墨烯复合纤维表面涂覆一层抗高温的材料。本发明制备的纤维耐高温效果好，使用寿命长，并且纤维涂层之间结合紧密，不容易脱落。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：
步骤1，按比例称取各原料；各原料包含石墨烯、改性气凝胶、碳纤维粉、高强高模聚乙烯纤维、陶瓷粉、树脂浆料、添加剂、改性剂；
步骤2，制备石墨烯复合树脂纤维；
步骤3，制备高强耐高温功能性涂层浆料；
步骤4，用步骤3浆料进行对步骤2所得的石墨烯复合树脂纤维进行涂覆包裹，得到石墨烯耐高温功能性纤维；
步骤5，将步骤4所得的纤维缠绕成所需规格的筒装纱，备用。
2.如权利要求1所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，按质量百分比计各原料的用量为石墨烯2％-5％，改性气凝胶10％-20％，碳纤维粉2％-5％，高强高模聚乙烯纤维50％-70％，陶瓷粉1％-5％，树脂浆料5％-10％，添加剂1％-5％，改性剂1％-5％。
3.如权利要求2所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的原料中，改性气凝胶为亲水型气凝胶粉体；树脂浆料为水性PU树脂和/或环氧树脂浆料；添加剂为聚乙烯醇乳液和/或羧甲基纤维素乳液；改性剂为聚氧丙烯甘油醚和/或聚二甲基硅氧烷。
4.如权利要求1所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，石墨烯复合树脂纤维是在制备高强高模聚乙烯纤维的材料中加入石墨烯和树脂浆料制备而成的。
5.如权利要求1所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中包含：
步骤3.1，将石墨烯粉碎，加入改性剂进行接枝，然后将改性好的石墨烯加入去离子水，在常温下超声振荡制得石墨烯溶液；
步骤3.2，在步骤3.1所得的石墨烯溶液中加入碳纤维粉、陶瓷粉，制成混合溶液；
步骤3.3，将添加剂加入去离子水中，保持温度和搅拌速率，使其充分溶解；
步骤3.4，在步骤3.3所得的添加剂溶液中缓慢加入改性气凝胶，使气凝胶均匀分散于添加剂溶液中，形成气凝胶乳液；
步骤3.5，将步骤3.4所得的气凝胶乳液加入到树脂浆料中，制得混合乳液；
步骤3.6，将步骤3.2所得的混合溶液边搅拌边加入步骤3.4所得的气凝胶乳液中，制得耐高温复合乳液；
步骤3.7，将步骤3.6所得的耐高温复合乳液的pH值调节到中性，得到高强耐高温功能性涂层浆料。
6.如权利要求5所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤3.1中，将石墨烯粉碎至5μm以下；制得石墨烯溶液中石墨烯的质量浓度为5％-15％。
7.如权利要求5所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤3.3中，保持温度为30-60℃，搅拌速率为300-500r/min。
8.如权利要求1所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中，将调节好pH值的复合乳液倒入浆料槽，通过涂覆机，将复合乳液均匀涂覆在石墨烯复合树脂纤维的表面，经由初处理、浸渍、后续烘干，得到石墨烯耐高温功能性纤维。
9.如权利要求8所述的石墨烯耐高温功能性纤维的制备方法，其特征在于，所述的初处理为将纤维在质量浓度为1～5‰的水性聚氨酯溶液中浸润5-10min。
10.一种通过如权利要求1～9中任意一项所述的方法制备的石墨烯耐高温功能性纤维。
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