一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，通过制备氧化石墨烯绒，在涂覆光固化低聚物、光引发剂和活性单体作为复配植绒胶的织物表面植入氧化石墨烯绒，然后借助UV光将织物表面的氧化石墨烯绒还原使织物表面具有导电性，同时使光固化低聚物在UV光和光引发剂的作用下成膜，从而使光固化低聚物所成膜、织物及氧化石墨烯绒三者紧密结合得到耐久的导电织物。通过本发明专利技术的方法实现静电植绒法石墨烯柔性导电织物的制备，该织物可用于智能可穿戴服饰面料、也可用于柔性电子器件、医疗保健、智能运动等多个领域，且制备的导电织物耐久性好。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法
本专利技术属于染整
，具体涉及一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法。
技术介绍
石墨烯柔性导电纺织材料是制备智能可穿戴服饰面料的选择，在医疗保健、柔性电阻器件等多个领域有应用价值。由于石墨烯本身不溶于水，直接将石墨烯施加于织物表面需要借助粘合剂等特殊材料固着，但粘合剂对石墨烯的导电性有较大的影响。故当前应用氧化石墨烯的水溶性和水分散性特征，将氧化石墨烯施加于织物表面后再将织物表面的氧化石墨烯还原制备导电的还原氧化石墨烯织物是常用的研究手段。将涂覆于织物表面的氧化石墨烯还原的常用手段是化学还原、热压还原和UV光还原。静电植绒法是一种利用静电效应进行物体表面植纤维绒毛的加工工艺，可依据植绒胶在织物表面的图案对织物进行植绒。因此，寻求将静电植绒法和UV光技术结合用于石墨烯柔性导电织物的制备是值得研究的课题。文献（滑永永,吴幽,林小芳,嵇天浩.紫外光照下快速还原氧化石墨烯直接转变成石墨烯的研究[J].化工新型材料,2017,45(07):72-74.）报道了一种在紫外光照和低浓度水合肼共同作用下，在室温下短时间内将氧化石墨烯直接快速还原成还原氧化石墨烯的方法，该方法需要水合肼协助还原，且还原物质为纯氧化石墨烯。文献（唐宝玲.UV型纳米银导电油墨的制备及性能研究[D].华南理工大学,2015.）报道了一种UV光固化纳米银导电油墨的制备及应用方法，采用传统的UV光固化工艺将导电纳米银固着介质表面。文献（许昌亮.石墨烯锂电池负极材料的静电植绒制备方法及电化学性能研究[D].上海：东华大学,2016.）报道了一种利用静电植绒法将石墨烯和乙炔黑混合物植入涂覆植绒胶的铜箔片表面，制作锂离子电池的电极片，该电极片没有耐洗性要求，故石墨烯和乙炔黑粘附在粘合剂表面即可满足电极片的使用要求。目前未见将氧化石墨烯绒通过静电植绒法植入涂覆光固化低聚物、光引发剂和活性单体的织物表面，再借助UV光的作用将氧化石墨烯绒还原并使光固化低聚物在织物表面成膜，从而使氧化石墨烯绒、膜和织物三者紧密结合，获得柔性、耐久导电织物的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对当前石墨烯柔性导电织物通常采用氧化石墨烯进行浸渍、浸轧、涂覆和印制等方法制备，但覆盖氧化石墨烯的织物需要用化学法进行还原，对织物有一定的损伤，且浸渍、浸轧和涂覆法无法获得导电电路图案，提供一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，通过制备静电植绒法将氧化石墨烯绒植入涂覆UV光固化色浆的织物表面，再利用UV光将氧化石墨烯绒还原而获得导电性，同时利用UV光使UV光固化色浆中的光固化低聚物成膜，获得柔性石墨烯导电织物，尤其能实现优异的耐久性效果。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，步骤如下：（1）制备氧化石墨烯绒：采取超声Hummers法制备氧化石墨烯（GO），离心留取4000～10000r/min的氧化石墨烯沉淀，冷冻干燥，得到均匀分散的氧化石墨烯绒；（2）将UV光固化静电植绒胶涂覆于织物表面：将100～800g/kg光固化低聚物、50～600g/kg光引发剂、200～400g/kg活性单体复配成的UV光固化静电植绒胶涂覆于植绒织物表面，然后于60～80℃烘燥1～5min烘至半干，待用；（3）将氧化石墨烯绒采用静电植绒法植到织物表面：将（1）所得氧化石墨烯绒装入静电植绒机中，在5～20kV的电压下将石墨烯绒植入（2）所得织物的表面；（4）植绒后处理：将（3）所得石墨烯静电植绒织物放入UV光固化箱中，功率200～1000W，固化时间5～30s，然后充分水洗、烘干，即得到柔性导电石墨烯植绒织物。所述步骤（1）中氧化石墨烯的制备过程均使用超声，超声可提高氧化石墨烯的单层率。所述步骤（2）中植绒胶为UV光固化植绒胶，与常规静电植绒用植绒胶有本质区别。所述步骤（2）UV光固化植绒胶中光引发剂为光引发剂1173、光引发剂184、光引发剂907、光引发剂659、光引发剂910中的一种或多种，其在静电植绒过程中不起作用，但在UV光固化过程中促进粘合剂的固化。所述步骤（2）UV光固化植绒胶中光固化低聚物为不饱和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸、聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种，其既在静电植绒过程中起粘附氧化石墨烯绒的作用，又在UV光固化过程中固化成膜促进氧化石墨烯绒、粘合剂膜与织物三者的紧密结合。所述步骤（2）UV光固化植绒胶中活性单体为乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸十二酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种，其在静电植绒过程中起调节植绒胶粘度和固化活性的作用。所述步骤（3）中氧化石墨烯绒本身带负电性，在高压电源的作用下氧化石墨烯绒的一端将垂直植入植绒胶中。所述步骤（4）中UV光照射织物不仅使植绒胶中光固化低聚物在迅速成膜，还促使裸露在织物表面的氧化石墨烯绒在UV光的照射作用下还原，从而使织物上的氧化石墨烯绒还原成导电的还原氧化石墨烯绒。本专利技术的有益效果：本专利技术将氧化石墨烯绒的一端通过静电植绒法植入涂覆UV光固化色浆的织物表面，另一端裸露在织物表面，再在UV光的作用下将裸露的氧化石墨烯绒还原成还原氧化石墨烯绒，从而在织物表面获得导电层，同时UV光还可以使光固化低聚物在织物表面成膜，从而使还原氧化石墨烯牢固地与织物结合获得优异的导电耐久性。本专利技术的技术方案工艺简单可行，对原材料、助剂、织物无特殊要求，利用常规静电植绒设备和UV光固化设备就可实现规模生产，具有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述专利技术的内容作出一些非本质的改进和调整。本专利技术的一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，步骤如下：（1）制备氧化石墨烯绒：采取超声Hummers法制备氧化石墨烯（GO），离心留取4000～10000r/min的氧化石墨烯沉淀，冷冻干燥，得到均匀分散的氧化石墨烯绒；（2）将UV光固化静电植绒胶涂覆于织物表面：将100～800g/kg光固化低聚物、50～600g/kg光引发剂、200～400g/kg活性单体复配成的UV光固化静电植绒胶涂覆于植绒织物表面，然后于60～80℃烘燥1～5min烘至半干，待用；（3）将氧化石墨烯绒采用静电植绒法植到织物表面：将（1）所得氧化石墨烯绒装入静电植绒机中，在5～20kV的电压下将石墨烯绒植入（2）所得织物的表面；（4）植绒后处理：将（3）所得石墨烯静电植绒织物放入UV光固化箱中，功率200～1000W，固化时间5～30s，然后充分水洗、烘干，即得到柔性导电石墨烯植绒织物。实施例1本实施例氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，步骤如下：（1）制备氧化石墨烯绒：采取超声Hummers法制备氧化石墨烯（GO），离心留取4000～10000r/min的氧化石墨烯沉淀，冷冻干燥，得到均匀分散的氧化石墨烯绒；（2）将UV光固化静电植绒胶涂覆于织物表面：将500g/kg光固化低聚物不饱和聚酯、100g/kg光引发剂光引发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，其特征在于步骤如下：（1）制备氧化石墨烯绒：采取超声Hummers法制备氧化石墨烯，离心留取4000～10000 r/min的氧化石墨烯沉淀，冷冻干燥，得到均匀分散的氧化石墨烯绒；（2）将UV光固化静电植绒胶涂覆于织物表面：将光固化低聚物、光引发剂、活性单体复配成的UV光固化静电植绒胶涂覆于植绒织物表面，然后于60～80 ℃烘燥1～5min烘至半干，待用；（3）将氧化石墨烯绒采用静电植绒法植到织物表面：将（1）所得氧化石墨烯绒装入静电植绒机中，在5～20kV的电压下将石墨烯绒植入（2）所得织物的表面；（4）植绒后处理：将（3）所得石墨烯静电植绒织物放入UV光固化箱中，功率200～1000 W，固化时间5～30s，然后充分水洗、烘干，即得到柔性导电石墨烯植绒织物。

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，其特征在于步骤如下：（1）制备氧化石墨烯绒：采取超声Hummers法制备氧化石墨烯，离心留取4000～10000r/min的氧化石墨烯沉淀，冷冻干燥，得到均匀分散的氧化石墨烯绒；（2）将UV光固化静电植绒胶涂覆于织物表面：将光固化低聚物、光引发剂、活性单体复配成的UV光固化静电植绒胶涂覆于植绒织物表面，然后于60～80℃烘燥1～5min烘至半干，待用；（3）将氧化石墨烯绒采用静电植绒法植到织物表面：将（1）所得氧化石墨烯绒装入静电植绒机中，在5～20kV的电压下将石墨烯绒植入（2）所得织物的表面；（4）植绒后处理：将（3）所得石墨烯静电植绒织物放入UV光固化箱中，功率200～1000W，固化时间5～30s，然后充分水洗、烘干，即得到柔性导电石墨烯植绒织物。2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯静电植绒法制备柔性、耐久导电织物的方法，其特征在于：所述步骤（1）中氧化石墨烯的制备过程均使用超声，超声可提高氧化石墨烯的单层率。3.根据权利要求1所述的氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海霞，贾琳，曹机良，徐李聪，郭琦，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41