一种石墨烯功能棉织物及其制备方法技术

技术编号:15758211 阅读:369 留言:0更新日期:2017-07-05 06:38
本发明专利技术提供了一种石墨烯功能棉织物及其制备方法,属于智能穿戴、功能纺织品技术领域,其特征在于,首先将氧化石墨烯进行氨基或巯基化改性,再与多活性基活性染料进行复合得到氧化石墨烯活性染料,在超声条件下将棉织物在所得氧化石墨烯活性染料中浸染得到氧化石墨烯棉织物,最后经还原剂还原得到石墨烯功能棉织物;本发明专利技术集染色和导电性功能整理于一浴,赋予普通棉织物石墨烯优异的电学功能,而且稳定性、耐高温性、摩擦色牢度均有明显提高。

Graphene functional cotton fabric and preparation method thereof

The present invention provides a functional graphene cotton fabric and preparation method thereof, belonging to the technical field of smart wearable and functional textiles, which is characterized in that the first graphene oxide by amino or thiol functionalized, then with reactive dye compound to obtain graphene oxide reactive dyes, under the condition of ultrasound to cotton in the graphene oxide reactive dyes dip to obtain graphene oxide cotton fabric, finally obtained by reduction of graphene cotton fabric reducing agent; the invention in dyeing and finishing in one bath of conductive function, gives the electrical function of ordinary cotton fabric graphene excellent, and stability, high temperature resistance, friction color fastness was improve.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯功能棉织物及其制备方法
本专利技术涉及智能穿戴、功能纺织品
,具体涉及一种石墨烯功能棉织物及其制备方法。
技术介绍
随着人类社会的不断发展,现有衣物具有的装饰、遮体、保暖等简单功能将不能满足人们的需要,功能纺织品逐渐成为了当下纺织产品研究开发的主流,如智能穿戴、电磁屏蔽布料、防静电服等。石墨烯材料因其独特的二维结构以及显著的电学、力学等性能在纺织品中的应用越来越引起人们的注意,成为了当下相关功能纺织品研究的新的途径,旨在赋予纺织品石墨烯材料优良的电学、力学性能,如申请号为201510540291.8的中国专利技术专利申请公布了一种石墨烯/棉布柔性导电织物及其制备方法,通过浸渍-烘干的方法在棉织物表面覆盖氧化石墨烯,然后通过原位化学还原的方法将氧化石墨烯还原成为石墨烯,从而赋予棉织物良好的导电性能,存在持久性差的问题。申请号为201610665999.0的中国专利技术专利申请公布了一种二氧化锰/石墨烯复合碳化棉织物的制备方法,将氧化石墨烯以浸泡-涂覆的方式处理棉织物,并将二氧化锰纳米粒子沉积在氧化石墨烯涂层表面,以获得良好的导电性能,但是该产品结构中棉织物与氧化石墨烯依靠分子间力而缺乏化学键的结合,耐水性差。另外,现有技术对棉织物进行石墨烯导电性整理和染色工艺为两浴式,工艺流程长,操作较复杂,而且现有工艺中常需借助交联剂使织物与整理剂结合牢固,受环境影响较大,工艺较复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种石墨烯功能棉织物及其制备方法,本工艺集染色和导电性功能整理于一浴,赋予普通棉织物石墨烯优异的电学功能,而且稳定性、耐高温性、摩擦色牢度均有显著效果。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:所述的石墨烯功能棉织物的制备方法,其特征在于,首先将氧化石墨烯进行氨基或巯基化改性,再与多活性基活性染料进行复合得到氧化石墨烯活性染料,在超声条件下将棉织物在所得氧化石墨烯活性染料中浸染得到氧化石墨烯棉织物,最后经还原剂还原得到石墨烯功能棉织物,包括如下工艺步骤:步骤一:氧化石墨烯改性将氧化石墨烯溶解在改性剂的醇溶液中,超声处理,取出抽滤分离,用纯水清洗干净后烘干,制得改性氧化石墨烯;所述改性剂采用十八胺或3-巯基丙基三甲氧基硅烷,氨基或巯基与氧化石墨烯上的羟基发生共价反应得到氨基或者巯基功能化氧化石墨烯,所述氧化石墨烯与改性剂的质量比为1:1-2,超声时控制温度在20-80℃,超声时间为1-10h;干燥温度为20-120℃,干燥时间1-2h;步骤二:改性氧化石墨烯与活性染料复合多活性基活性染料用纯水溶解,将步骤一所得改性氧化石墨烯加入活性染料溶液中,常温下超声处理,制得氧化石墨烯活性染料;多活性基活性染料中的氨基、芳氨基、烷氧基等基团与氧化石墨烯中的羟基、羧基、环氧键、氨基等基团发生共价反应结合,使活性染料与氧化石墨烯通过化学键进行有机结合得到氧化石墨烯活性染料;所述多活性基活性染料与溶解用纯水的质量比为1:10-20,改性氧化石墨烯与多活性基活性染料的质量比为1:1-4,超声处理时间为10-15h;步骤三:氧化石墨烯棉织物的制备向步骤二所得的氧化石墨烯活性染料溶液中投入棉织物并加盐固色,超声环境中浸染,制得氧化石墨烯棉织物;氧化石墨烯活性染料所含有的一氯均三嗪基、氨基等多种基团对纤维有较高的亲和力,以范德华力、氢键、共价键的混合方式固着在纤维上得到氧化石墨烯棉织物;所述固色盐的浓度为20-50g/L,浸染温度为70-100℃,浸染时间为1-3h,浴比为1:10-30;步骤四:还原氧化石墨烯棉织物将步骤三所得的氧化石墨烯棉织物用还原剂进行还原,并用纯水清洗后烘干即得石墨烯功能棉织物;所述氧化石墨烯棉织物与还原剂的质量比为0.2-0.3:1,还原剂的浓度为10-20g/L,还原温度为40-60℃,还原时间12-36h,烘干温度为40-150℃,烘干时间为1-5h。所述多活性基活性染料采用KD型活性染料。所述步骤一中改性剂浓度为1%,改性剂的溶剂采用乙醇。所述步骤三中固色盐采用硫酸钠。所述步骤四中还原剂还原之前先用去离子水冲洗步骤三制得的氧化石墨烯棉织物。所述步骤四中的还原剂采用连二亚硫酸钠、亚硫酸钠、葡萄糖、抗坏血酸、水合肼、硼氢酸钠中的一种或二种以上的混合物。本专利技术还提供了一种石墨烯功能棉织物,其特征在于,采用上述制备方法制得。本专利技术的有益效果是:赋予棉织物优异的导电性能,其结构中活性染料与石墨烯以化学键牢固结合,而活性染料所含的一氯均三嗪基、氨基等多种基团以范德华力、氢键、共价键的混合方式固着在纤维上,稳定性、耐高温性、摩擦牢度均有明显提高,可使普通棉织物具备了电学功能,解决了棉织物功能性单一的问题,且本工艺集染色和导电性功能整理于一浴,缩短了工艺流程,制备工艺简单,无需添加交联剂,易于规模化生产,在电磁防护、智能穿戴、功能纺织品等多种领域拥有较好的市场前景。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细描述,以便公众更好地掌握本专利技术的实施方法,所举实施例只用于解释本专利技术,并非用于限定本专利技术的范围。实施例1本实施例的一种石墨烯功能棉织物的制备方法,首先将氧化石墨烯进行氨基或巯基化改性,再与多活性基活性染料进行复合得到氧化石墨烯活性染料,在超声条件下将棉织物在所得氧化石墨烯活性染料中浸染得到氧化石墨烯棉织物,最后经还原剂还原得到石墨烯功能棉织物,包括如下工艺步骤:步骤一:氧化石墨烯改性将1质量份的氧化石墨烯溶解在1质量份的1%的十八胺醇溶液中,20℃下超声处理10h,取出抽滤分离,用纯水清洗干净后在20℃下干燥2h,制得改性氧化石墨烯;步骤二:改性氧化石墨烯与活性染料复合将1质量份的活性艳蓝KD-B溶于10质量份的纯水中,并加入改性1质量份的氧化石墨烯,常温下超声处理10h,制得氧化石墨烯活性染料;步骤三:氧化石墨烯棉织物的制备向步骤二所得的氧化石墨烯染料溶液中投入棉织物并加硫酸钠固色,70℃下超声浸染1h,制得氧化石墨烯棉织物,其中硫酸钠的浓度为20g/L,浴比为1:30;步骤四:还原氧化石墨烯棉织物将氧化石墨烯棉织物去离子水冲洗三次后投入到浓度为10g/L的抗坏血酸溶液中进行还原反应,其中氧化石墨烯棉织物与固体抗坏血酸的质量比为0.2:1,40℃下反应36h,然后用纯水清洗后在40℃下烘干5h即得石墨烯功能棉织物。实施例2本实施例的一种石墨烯功能棉织物的制备方法,首先将氧化石墨烯进行氨基或巯基化改性,再与多活性基活性染料进行复合得到氧化石墨烯活性染料,在超声条件下将棉织物在所得氧化石墨烯活性染料中浸染得到氧化石墨烯棉织物,最后经还原剂还原得到石墨烯功能棉织物,包括如下工艺步骤:步骤一:氧化石墨烯改性将1质量份的氧化石墨烯溶解在1.5质量份的1%的十八胺醇溶液中,50℃下超声处理5h,取出抽滤分离,用纯水清洗干净后在70℃下干燥1.5h,制得改性氧化石墨烯;步骤二:改性氧化石墨烯与活性染料复合将1质量份的活性大红KD-B溶于15质量份的纯水中,并加入改性0.4质量份的氧化石墨烯,常温下超声处理12h,制得氧化石墨烯活性染料;步骤三:氧化石墨烯棉织物的制备向步骤二所得的氧化石墨烯染料溶液中投入棉织物并加硫酸钠固色,85℃下超声浸染2h,制得氧化石墨烯棉织物,其中硫酸钠的浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯功能棉织物的制备方法,其特征在于,首先将氧化石墨烯进行氨基或巯基化改性,再与多活性基活性染料进行复合得到氧化石墨烯活性染料,在超声条件下将棉织物在所得氧化石墨烯活性染料中浸染得到氧化石墨烯棉织物,最后经还原剂还原得到石墨烯功能棉织物,包括如下工艺步骤:步骤一:氧化石墨烯改性将氧化石墨烯溶解在改性剂的醇溶液中,超声处理,取出抽滤分离,用纯水清洗干净后烘干,制得改性氧化石墨烯;所述改性剂采用十八胺或3‑巯基丙基三甲氧基硅烷,所述氧化石墨烯与改性剂的质量比为1:1‑2,超声时控制温度在20‑80℃,超声时间为1‑10h;干燥温度为20‑120℃,干燥时间1‑2h;步骤二:改性氧化石墨烯与活性染料复合多活性基活性染料用纯水溶解,将步骤一所得改性氧化石墨烯加入活性染料溶液中,常温下超声处理,制得氧化石墨烯活性染料;所述多活性基活性染料与溶解用纯水的质量比为1:10‑20,改性氧化石墨烯与多活性基活性染料的质量比为1:1‑4,超声处理时间为10‑15h;步骤三:氧化石墨烯棉织物的制备向步骤二所得的氧化石墨烯活性染料溶液中投入棉织物并加盐固色,超声环境中浸染,制得氧化石墨烯棉织物;所述固色盐的浓度为20‑50g/L,浸染温度为70‑100℃,浸染时间为1‑3h,浴比为1:10‑30;步骤四:还原氧化石墨烯棉织物将步骤三所得的氧化石墨烯棉织物用还原剂进行还原,并用纯水清洗后烘干即得石墨烯功能棉织物;所述氧化石墨烯棉织物与还原剂的质量比为0.2‑0.3:1,还原剂的浓度为10‑20g/L,还原温度为40‑60℃,还原时间12‑36h,烘干温度为40‑150℃,烘干时间为1‑5h。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯功能棉织物的制备方法,其特征在于,首先将氧化石墨烯进行氨基或巯基化改性,再与多活性基活性染料进行复合得到氧化石墨烯活性染料,在超声条件下将棉织物在所得氧化石墨烯活性染料中浸染得到氧化石墨烯棉织物,最后经还原剂还原得到石墨烯功能棉织物,包括如下工艺步骤:步骤一:氧化石墨烯改性将氧化石墨烯溶解在改性剂的醇溶液中,超声处理,取出抽滤分离,用纯水清洗干净后烘干,制得改性氧化石墨烯;所述改性剂采用十八胺或3-巯基丙基三甲氧基硅烷,所述氧化石墨烯与改性剂的质量比为1:1-2,超声时控制温度在20-80℃,超声时间为1-10h;干燥温度为20-120℃,干燥时间1-2h;步骤二:改性氧化石墨烯与活性染料复合多活性基活性染料用纯水溶解,将步骤一所得改性氧化石墨烯加入活性染料溶液中,常温下超声处理,制得氧化石墨烯活性染料;所述多活性基活性染料与溶解用纯水的质量比为1:10-20,改性氧化石墨烯与多活性基活性染料的质量比为1:1-4,超声处理时间为10-15h;步骤三:氧化石墨烯棉织物的制备向步骤二所得的氧化石墨烯活性染料溶液中投入棉织物并加盐固色,超声环境中浸染,制得氧化石墨烯棉织物;所述固色盐的浓度为20-50g/L,浸染温度为70-10...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏启顺宋肖肖苏阳刘同浩
申请(专利权)人:济宁利特纳米技术有限责任公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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