一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法，步骤包括：（1）氧化石墨烯铺展溶液的配制；（2）氧化石墨烯在Langmuir‑Blodgett(LB)水槽的单分子层铺展；（3）利用LB技术，制备氧化石墨烯单分子层涂层的棉织物。本发明专利技术实现了氧化石墨烯在棉织物表面的单分子涂层，避免了粘合剂的使用，耐洗涤性能和服用性能得到提高，有着很好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法
本专利技术属于功能纺织品制备领域，特别涉及一种抗紫外棉织物的制备方法。
技术介绍
近年来，由于大气臭氧层破坏严重，紫外线辐射对人体的危害问题日益受到人们的重视。作为夏季最主要的服饰面料，棉以其吸湿性强、透气性好、无静电、穿着舒适等优点，深受人们的青睐。但夏季紫外线最强，且棉的抗紫外辐射能力较差，因此，对棉织物进行有效的抗紫外功能整理显得尤为重要。目前常见的有机类紫外线吸收剂，存在不同程度的毒性或刺激性等缺点，而无机紫外线屏蔽剂既无毒副作用，又具有良好的光谱屏蔽作用，,且具有较好的化学稳定性和热稳定性，具有比较好的应用前景，但是，由于无机紫外屏蔽剂不溶于水，且对棉等天然纤维织物缺乏亲和力，只能将其制成稳定的分散体系，通过胶黏剂用浸轧的方法将其整理到织物上。常用的丙烯酸酯类胶黏剂存在手感发硬，透气性差而影响了织物的服用性能。对于“改变21世纪”的材料”—石墨烯，因其优异的力学和传导等性能，成为材料科学研究领域的热点之一。以石墨烯优异的力学性能为例，其模量可达1Tpa，拉伸强度高达240Gpa，是现阶段已知最强的材料。最近，我们发现氧化石墨烯具有良好的抗紫外性能，同时通过新型的LB自组装技术，可以实现单分子层的氧化石墨烯在棉织物的涂层，由于是1纳米厚的单分子层覆盖，避免了粘合剂的使用，同时因为是单分子层覆盖，结合力非常牢固，其水洗牢度较好。本专利技术实现了氧化石墨烯在棉织物表面的单分子涂层，避免了粘合剂的使用，耐洗涤性能和服用性能得到提高，有着很好的实用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新型的涂层棉织物的方法，避免了粘合剂和有毒试剂的使用，操作简单、条件温和，制备过程中，没有使用有毒试剂，避免了环境污染，具有较好的市场应用前景。一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法，包括：步骤1：氧化石墨烯铺展溶液的制备；步骤2：单分子层氧化石墨烯的制备：将氧化石墨烯铺展溶液通过注射器小心的铺展在水面，得到漂浮在水面的稀疏的单分子层氧化石墨烯，通过压缩滑障，减少水面面积，压缩水面的氧化石墨烯，以形成致密的薄膜，得到漂浮在水面单分子层排列的氧化石墨烯薄膜；步骤3：单分子层氧化石墨烯涂层棉织物：利用LB技术，通过拉膜机将漂浮在LB水槽水面的致密的氧化石墨烯薄膜转移到棉织物上，得到氧化石墨烯单分子层涂层的棉织物。优选地，所述的步骤1中所述的铺展溶剂为纯水和甲醇的混合溶液：优选的，所述的步骤1中所述的铺展溶剂为纯水和甲醇的体积比为2：1~3：1。优选地，所述的步骤2中所述的配制的氧化石墨烯的浓度为0.5mg/ml~1.0mg/ml。优选地，所述的步骤2中所述的配制的氧化石墨烯的体积为30~40ml。优选地，所述的步骤2中所述的滑障的移动速度为1.5mm/min~2.0mm/min。优选地，所述的步骤3中所述的提拉速度为3.0mm/min~5.0mm/min。优选地，所述的步骤3中所述的提LB水槽的大小为10*30cm。优选地，所述的步骤3中所述的棉织物的大小为8*5cm。有益效果：（1）本专利技术利用LB法制备了氧化石墨烯单分子层涂层棉织物，制备方法简单、条件温和；（2）制备过程中，没有使用有毒试剂，避免了使用粘合剂。附图说明图1为涂层后棉织物抗紫外性能随洗涤次数的变化图。具体实施方式：下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1氧化石墨烯铺展溶液的制备，包括如下步骤：首先，配置1.0mg/ml的氧化石墨烯水溶液25ml，然后在上述溶液中加入10ml乙醇，搅拌20min，得到终浓度为0.714mg/ml的氧化石墨烯铺展溶液。实施例2单分子层氧化石墨烯的制备，包括如下步骤：取35.0ml上述氧化石墨烯铺展溶液，用注射剂一滴一滴小心铺展在在LB水槽中的水面，水槽面积为10*30cm，静置20分钟，待水面的乙醇挥发完全后，移动滑障，速度为1.8mm/min，当移动到滑障的距离为1cm时，停止移动，静置，等待单分子层氧化石墨烯薄膜自组装形成。实施例3棉织物的亲水处理包括如下步骤：为提高棉织物和氧化石墨烯的亲水能力，首先对棉织物进行亲水处理，包括如下步骤：首先配制量取氨水和去离子水的混合溶液60ml，氨水和去离子水的体积比为1：5，加热到80℃，然后加入10ml双氧水，放入大小为8*5cm的棉织物10块，每块质量为1.5g，持续加热搅拌20分钟后，取出，充分水洗，室温干燥，保存备用。实施例4氧化石墨烯单分子层涂层的棉织物的制备，包括如下步骤：取实施例3中亲水处理后的棉织物1块，大小为8*5cm，通过控制拉膜机参数，设置浸渍速度为1.0mm/min将棉织物浸渍在LB水槽中，棉织物的浸入液面以下的长度为4cm，等待液面稳定20分钟后，以4mm/min的提拉速度提拉碳纤维，实现水面单分子层氧化石墨烯转移到棉织物表面。进行后续抗紫外性能测试和耐洗涤性测试。实施例5涂层棉织物的抗紫外性能评价：采用UPF值作为织物抗紫外性能的主要评价指标。UPF值是指不加防护措施时推算出的中长波紫外线UVR(280nm～400nm)辐射效应与采用检测织物作为防护品时推算出的UVR紫外辐射效应之比。用UVA区(320nm～400nm)和UVB区(280nm～320nm)的平均透过率来计算。UPF值越大，织物的防紫外能力越强。实验发现，单分子氧化石墨烯涂层后的UPF值约为146.7，UVA透过率（%）为0.8%，其UPF等级已为50+，织物的抗紫外能力已达到了国家标准。实施例6织物的耐洗涤性能测试，步骤如下：将整理后的织物用2g/L皂洗液机洗10min，自来水漂洗2min，作为洗涤一次，测定洗涤若干次后的抗紫外性能。为了探讨涂层处理后织物抗紫外性能的耐久性，本专利技术将单层氧化石墨烯涂层处理后的织物，对未经洗涤和分别洗涤5次和10次的试样进行紫外性能评价，结果如图1所示。由图1可以看出，棉织物的UPF值随洗涤次数的增加而下降，但总体下降幅度并不大，洗涤10次和30次之后棉织物的UPF值仍然在130以上，织物的抗紫外性能也达到国家标准。这就证明了，在本实验的工艺条件下,单层氧化石墨烯均匀而牢固地附着在了织物上，整理后的织物具有良好的耐水洗性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法，包括以下步骤：步骤1：氧化石墨烯铺展溶液的配制；步骤2：将氧化石墨烯铺展溶液铺展在LB水槽的水面，得到漂浮在水面的单分子层氧化石墨烯；步骤3：利用LB技术，通过压缩滑障，压缩水面的氧化石墨烯，以形成致密的薄膜，然后，通过拉膜机将水面的氧化石墨烯薄膜转移到棉织物上，得到氧化石墨烯单分子层涂层的棉织物。

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法，包括以下步骤：步骤1：氧化石墨烯铺展溶液的配制；步骤2：将氧化石墨烯铺展溶液铺展在LB水槽的水面，得到漂浮在水面的单分子层氧化石墨烯；步骤3：利用LB技术，通过压缩滑障，压缩水面的氧化石墨烯，以形成致密的薄膜，然后，通过拉膜机将水面的氧化石墨烯薄膜转移到棉织物上，得到氧化石墨烯单分子层涂层的棉织物。2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的铺展溶剂为纯水和乙醇的混合溶液，其体积比为2：1~3：1。3.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯单分子涂层的抗紫外棉织物的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的氧化石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂华丽，舒黎幼，
申请(专利权)人：苏州佰锐生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32