一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物，所述的柔性导电防水织物主要包括如下组分：以重量份计，0.1～1重量份的氧化石墨烯，1重量份的纤维素类织物，0.5～5重量份的还原剂。上述柔性导电防水织物的制备方法：将1g织物浸渍到含有氧化石墨烯的0.1～1%的水溶液中，pH为6～8，温度为20～60℃，超声处理10～40min，80～100℃烘干，重复以上步骤数次；将得到的氧化石墨烯层层组装的织物浸入浓度为0.5～5%的还原剂溶液中，80～90℃还原0.5～3h，水洗数次，80～100℃烘干，即可。本发明专利技术选用石墨烯作为导电整理剂，在提高导电效果同时也可保持织物较好的强度与防水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物及其制备方法
本专利技术涉及智能纺织品领域，特别涉及一种基于石墨烯组装纤维织物，是一种具有柔性、导电性能、防水性能的智能纺织品。
技术介绍
兼备优良的导电能力和优异的柔韧性的纤维状的电子器件可以编织成各类织物，与人们日常穿戴结合起来，用于制备智能织物。导电纺织品主要有三种类型：第一种是金属系导电纺织品。金属纤维导电性能好，耐热、耐化学腐蚀。但对于纺织品而言，金属纤维抱合力小，纺纱性能差，成品着色性差，手感差，因此只适用于织成T/C面料，在油田、化工厂等易燃、易爆行业做工作服用。第二种是碳黑系导电纺织品，其代表产品为BASF公司Resistat。通过表面渗碳的方式将导电的碳粉加入到已成型的尼龙表面，其特点是表面电阻比较低，但导电的碳粉易受摩擦和洗涤等影响而从尼龙表面脱落，从而使面料的导电性能逐渐降低。同时，脱落下来的导电的碳粉既是洁净室中的灰尘，又会对电子产品造成伤害。第三种是复合纺丝型有机导电纺织品，其代表产品为日本钟纺公司的Belltron，特别是钟纺公司最新开发的9R、BR系列。复合纺丝型有机导电纤维是将导电的碳粉与熔融状的基体材料充分混合后，经特殊的喷丝孔与基体材料复合成纤，形成了双组份的导电纤维。其产品特性表现为不会因为摩擦、洗涤而致使碳粒子脱落，具有良好的耐洗、抗弯曲、耐磨损等性能。如同样是复合纺丝型导电纤维，比较其组织结构，碳与基体材料熔融混合后完整地包覆在纤维外层的(如KaneboBelltron9R1、BRl)导电纤维，因为具有最大的导电表面积，其导电性能最佳，也应成为智能服装面料的首选。石墨烯又名单层石墨，是指由碳原子六角结构（蜂窝格子状）紧密排列而成的只有一个碳原子厚的二维片状晶体材料。与其他碳材料相比，石墨烯具有完美的大π共轭体系和最薄的单层原子厚度的结构，这使得石墨烯拥有非常优异和独特的光、电、热等物理和化学性能。石墨烯织物一般通过后整理过程中添加交联剂使石墨烯与织物发生交联的方法得到。例如专利CN201310434293.X公开了一种石墨烯与水溶性聚氨酯浸轧烘整理织物获得防紫外抗静电石墨烯涂层纺织面料的方法，织物的导电性、舒适性较差。专利CN201410554356.X公开了一种先使织物表面吸附一层氧化石墨烯，还原后再使上述织物吸附苯胺后进行原位聚合，在石墨烯整理织物上覆盖一层导电高分子聚合物，重复上述步骤，获得效果优良的导电织物的方法，但工艺较复杂，安全性和环保性差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物及其制备方法。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物，所述的柔性导电防水织物主要包括如下组分：以重量份计，0.1～1重量份的氧化石墨烯，1重量份的纤维素类织物，0.5～5重量份的还原剂。进一步地，所述的氧化石墨烯是石墨经过预氧化、剥离、氧化、过滤、洗涤、干燥以后的得到的氧化石墨烯：为氧化石墨烯、羧基化氧化石墨烯、磺酸基化氧化石墨烯中的至少一种。进一步地，所述的纤维素类织物主要包括棉、麻、竹、黏胶纤维、Lyocell纤维、铜氨纤维、醋酯纤维。进一步地，所述的还原剂为亚硫酸氢钠、壳聚糖、葡萄糖、水合肼、硼氢化钠、维生素C中的至少一种。一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：将1g织物浸渍到含有氧化石墨烯的0.1～1%的水溶液中，pH为6～8，温度为20～60℃，超声处理10～40min，80～100℃烘干，重复以上步骤数次；将得到的氧化石墨烯层层组装的织物浸入浓度为0.5～5%的还原剂溶液中，80～90℃还原0.5～3h，水洗数次，80～100℃烘干，即可得到还原氧化石墨烯层层组装的织物。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术选用石墨烯作为纤维素织物导电整理剂，既利用了石墨烯良好的导电性能，且对材料的机械性能影响较小等优势，在提高导电效果的同时也可保持织物较好的强度与防水性能；同时结合了纤维素织物的柔性、良好的调湿性能，有效的改善了各自存在的劣势，达到了较优的双向结合效应，完全可作为新一代柔性防水导电器材。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。以下实施例中各物料的用量均以重量份数计。实施例1将1g黏胶织物浸渍到含有氧化石墨烯的0.1%的水溶液中，pH为6.8，温度30℃，超声20min，100℃烘干，重复以上步骤数次。将得到的氧化石墨烯层层组装的织物浸入浓度为0.5%的水合肼溶液中，80℃还原2h，水洗数次，100℃烘干，即可得到还原氧化石墨烯层层组装织物。实施例2将1g铜氨织物浸渍到含有氧化石墨烯的0.5%的水溶液中，pH为6.8，温度30℃，超声30min，90℃烘干，重复以上步骤数次。将得到的氧化石墨烯层层组装的织物浸入浓度为2%的维生素C溶液中，90℃还原1h，水洗数次，100℃烘干，即可得到还原氧化石墨烯层层组装织物。实施例3将1g竹织物浸渍到含有氧化石墨烯的1%的水溶液中，pH为8，温度40℃，超声10min，100℃烘干，重复以上步骤数次。将得到的氧化石墨烯层层组装的织物浸入浓度为5%的水合肼还原剂溶液中，90℃还原0.5h，水洗数次，100℃烘干，即可得到还原氧化石墨烯层层组装织物。实施例4将1g黏胶织物浸渍到含有氧化石墨烯的0.1%的水溶液中，pH为6.8，温度30℃，超声30min，100℃烘干，重复以上步骤数次。将得到的氧化石墨烯层层组装的织物浸入浓度为0.5%的水合肼还原剂溶液中，90℃还原3h，水洗数次，100℃烘干，即可得到还原氧化石墨烯层层组装织物。以实施例4为例，对所得的石墨烯层层组装的黏胶织物进行材料导电性能和防水性能表征，结果如下：制备与后整理工艺条件相同情况下，试验一是考察不同组装层数的石墨烯整理黏胶织物的电阻值，试验二是考察整理后黏胶织物的接触角，具体对比测试数据见表1、表2。表1不同组装层数的石墨烯层层组装黏胶织物的电阻值从表1的数据可以看出，黏胶织物浸入不同层数的石墨烯所得电阻值有所不同，随着浸入石墨烯层数的增多，电阻值越小，即黏胶织物与石墨烯组装的导电效果越好。表2石墨烯处理后黏胶织物的接触角从表2可以看出，氧化石墨烯经水合肼还原以后，具有优良的防水性能，且随着组装层数的增加，接触角不断增大，说明织物的防水性能增强。可见，随着组装层数的增多防水性能越好。以上实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制，有关
的普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本专利技术的范畴，本专利技术的专利保护范围应由权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物，其特征在于：所述的柔性导电防水织物主要包括如下组分：以重量份计，0.1～1重量份的氧化石墨烯，1重量份的纤维素类织物，0.5～5重量份的还原剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物，其特征在于：所述的柔性导电防水织物主要包括如下组分：以重量份计，0.1～1重量份的氧化石墨烯，1重量份的纤维素类织物，0.5～5重量份的还原剂。2.如权利要求1所述的一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物，其特征在于：所述的氧化石墨烯是石墨经过预氧化、剥离、氧化、过滤、洗涤、干燥以后的得到的氧化石墨烯：为氧化石墨烯、羧基化氧化石墨烯、磺酸基化氧化石墨烯中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种基于石墨烯层层组装的柔性导电防水织物，其特征在于：所述的纤维素类织物主要包括棉、麻、竹、黏胶纤维、Lyocell纤维、铜氨纤维、醋酯纤维。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹建达，张焕侠，吴雯，马辉，马伟伟，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33