一种多功能织物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多功能织物及其制备方法和应用，其包括织物基材、覆设在织物基材表面的石墨烯导电层、覆设在石墨烯导电层外表面的三氧化钨纳米线层；制备：1）将织物基材置于碱性水溶液中浸泡，清洗；2）将上述处理后的织物基材放入分散有氧化石墨烯的溶液中，浸泡，再放入分散有氧化石墨烯还原剂的溶液中浸泡，制成表面沉积有石墨烯导电层的织物基材；3）将上述处理后的织物基材浸入分散有钨酸钠、草酸和硫酸钾的溶液中，升温，保温反应，制成；以及上述多功能织物在抗静电纺织品、屏蔽电磁波纺织品、智能纺织品和防侦察伪装材料中的应用；本发明专利技术具有柔性好，以及优异的导电性能、防水性能和光变色性能等优点，且制备简单、环保。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能织物及其制备方法和应用
本专利技术属于功能纺织品领域，具体涉及一种多功能织物及其制备方法和应用。
技术介绍
导电纤维的研制至今已有近50年的历史，其发展历程大致包括四个阶段：金属纤维、碳纤维及含碳黑聚合物的复合型导电纤维、含有金属盐的导电纤维、导电高聚物导电纤维。导电织物是由导电纤维混合服用纤维而成或是以服用织物为基底在其上负载导电材料，例如金属、碳纤维、导电高聚物制备而成。因此导电织物一般可分为金属导电织物、镀金属导电织物、导电高聚物复合导电织物以及碳材料复合导电织物等。导电织物已经被广泛的用于抗静电纺织品、屏蔽电磁波纺织品、智能纺织品和防侦察伪装材料等领域。尽管导电织物得到了长足的发展，但也存在着一定的问题，如金属导电织物和镀金属导电织物的手感粗糙，舒适度较差等缺陷；导电聚合物导电织物工艺较复杂，污染严重等。例如中国专利技术专利CN104452309A，其公开了一种化学镀银的导电织物的制备方法，其利用织物上已经生成的聚苯胺引发金属银的生成，从而得到导电织物。此方法虽然用聚苯胺和硝酸银代替了氯化亚锡和价格昂贵的钯盐，但质子酸的使用和水洗工艺的应用也将带来大量废水的排放。又如中国专利技术专利CN104674541A，其公开了一种石墨烯-碳纳米管复合物包覆的导电织物的制备方法，通过将聚合物纤维浸泡在表面活性剂水溶液，晾干，用去离子水洗去多余的表面活性剂分子，然后再浸入到含有氧化石墨烯和碳纳米管的溶液中，晾干，还原后，去除纤维素纤维得到导电织物；然而该方法使用较大量的表面活性剂，不利于降低成本且对环境污染较大。因此，本领域的技术人员亟待寻求一种能够解决上述技术问题的方式方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种改进的多功能织物，其具有柔性好，以及优异的导电性能、防水性能和光变色性能，同时制备工艺简单、环保。本专利技术同时提供了一种多功能织物的制备方法。本专利技术同时又提供了一种多功能织物在抗静电纺织品、屏蔽电磁波纺织品、智能纺织品和防侦察伪装材料中的应用。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案如下：一种多功能织物，所述多功能织物包括织物基材，所述多功能织物还包括覆设在所述织物基材表面的石墨烯导电层、覆设在所述石墨烯导电层外表面的三氧化钨纳米线层。根据本专利技术的一些具体方面，所述织物基材为选自棉织物、棉布混合织物和麻织物中的一种或多种的组合。根据本专利技术的一些优选方面，所述石墨烯导电层由石墨烯制成，所述石墨烯由氧化石墨烯还原剂还原氧化石墨烯而制成。根据本专利技术的进一步优选方面，所述石墨烯导电层通过如下方法制备而得：将所述织物基材浸入分散有所述氧化石墨烯的溶液中，然后再浸入含有所述氧化石墨烯还原剂的溶液中，即制成沉积在所述织物基材的表面的所述石墨烯导电层。根据本专利技术的一些优选方面，所述氧化石墨烯还原剂为硼氢化钠。根据本专利技术的一些优选方面，所述三氧化钨纳米线层由三氧化钨纳米线制成，所述三氧化钨纳米线由钨酸钠、草酸和硫酸钾混合反应制成，其中所述钨酸钠、所述草酸和所述硫酸钾的投料质量比为3-5∶2-4∶5-7。进一步优选地，所述钨酸钠、所述草酸和所述硫酸钾的投料质量比为3.5-4.5∶2.5-3.5∶5.5-6.5。根据本专利技术的一些具体方面，所述钨酸钠采用含有2个结晶水的钨酸钠，具体结构式为：Na2WO4•2H2O。根据本专利技术的一些优选方面，所述三氧化钨纳米线层通过如下方法制备而得：将钨酸钠、草酸和硫酸钾按照投料比混合配成溶液，然后将覆设有所述石墨烯导电层的织物基材置于溶液中，升温至170-190℃，保温反应，即制成形成在所述石墨烯导电层上的所述三氧化钨纳米线层。根据本专利技术的一些具体方面，所述织物基材的厚度为0.5-2mm。根据本专利技术的一些具体方面，所述石墨烯导电层的厚度为3-10µm。根据本专利技术的一些具体方面，所述三氧化钨纳米线层的厚度为50-60µm。本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的多功能织物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：（1）将织物基材置于碱性水溶液中浸泡，清洗；（2）将经步骤（1）处理后的织物基材放入分散有氧化石墨烯的溶液中，浸泡，然后再放入分散有氧化石墨烯还原剂的溶液中浸泡，制成表面沉积有石墨烯导电层的织物基材；（3）将经步骤（2）处理后的织物基材浸入分散有钨酸钠、草酸和硫酸钾的溶液中，升温至170-190℃，保温反应，冷却，清洗，烘干，即制成所述多功能织物；其中，所述钨酸钠、所述草酸和所述硫酸钾的投料质量比为3-5∶2-4∶5-7。根据本专利技术的一些优选方面，步骤（1）中，所述碱性水溶液可以为氢氧化钠和/或氢氧化钾制成的水溶液。根据本专利技术的一些具体方面，步骤（1）中，所述清洗采用去离子水清洗。根据本专利技术的一些优选方面，步骤（2）中，所述分散有氧化石墨烯的溶液的浓度为1.5-2.5mg/mL。根据本专利技术的一些优选方面，步骤（2）中，所述分散有氧化石墨烯还原剂的溶液的浓度为0.05-0.15g/L。根据本专利技术的一些优选方面，步骤（2）中，所述浸泡过后采用去丽水清洗数次，然后真空烘干，即制成表面沉积有石墨烯导电层的织物基材。根据本专利技术的一些具体方面，步骤（3）中，所述钨酸钠采用含有2个结晶水的钨酸钠，具体结构式为：Na2WO4•2H2O。根据本专利技术的一些具体方面，步骤（3）中，所述保温反应的时间为18-30h。根据本专利技术的一些具体方面，步骤（3）中，所述冷却可以自然冷却，所述清洗可以采用去离子水清洗，所述烘干可以在烘箱内烘干，所述烘箱的温度控制在55-65℃之间。根据本专利技术的一些优选方面，步骤（3）中，所述钨酸钠、所述草酸和所述硫酸钾的投料质量比为3.5-4.5∶2.5-3.5∶5.5-6.5。本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的多功能织物在抗静电纺织品、屏蔽电磁波纺织品、智能纺织品和防侦察伪装材料中的应用。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术的多功能织物采用在织物基材的基础上结合石墨烯导电层与三氧化钨纳米线层，三者结合制备的改良织物有效改善了各自的劣势并综合各自的优势，进而赋予了制备的改良织物具有优异的导电性能、防水性能和光变色性能，同时兼具柔性好、质量轻，易携带等优点，使其成为多功能的智能纺织品，同时其制备方法简单，在织物基材的基础上原位化学还原生成石墨烯导电层，然后再利用水热法在石墨烯导电层的表面形成三氧化钨纳米线层，易操作，易实现，且相比于现有技术更环保无污染，成本较低，对设备也无特殊要求，易于工业化的实现。附图说明图1是本专利技术实施例1中多功能织物的截面示意图；图2是本专利技术实施例1中多功能织物SEM扫描电镜图；图3是本专利技术实施例1中多功能织物红外光谱图。具体实施方式目前现有技术中导电织物得到了长足的发展，但也存在着一定的问题，例如存在手感粗糙，舒适度较差，工艺较复杂，污染严重等缺陷。基于上述问题，本专利技术提出了一种结合石墨烯与三氧化钨各自优势以及协同作用后更具市场性的多功能织物，然而，实际应用中，石墨烯虽然具有特殊的电学性能，将石墨烯应用于纺织纤维领域制备柔性导电材料是近年来的发展方向，通常方法是将石墨烯添加到纺丝液中制备石墨烯的功能纤维，或者后整理的方法使石墨烯与纱线或织物发生交联制得制得功能织物；然而前者方法局限于制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能织物，所述多功能织物包括织物基材，其特征在于，所述多功能织物还包括覆设在所述织物基材表面的石墨烯导电层、覆设在所述石墨烯导电层外表面的三氧化钨纳米线层。

【技术特征摘要】
1.一种多功能织物，所述多功能织物包括织物基材，其特征在于，所述多功能织物还包括覆设在所述织物基材表面的石墨烯导电层、覆设在所述石墨烯导电层外表面的三氧化钨纳米线层。2.根据权利要求1所述的多功能织物，其特征在于，所述织物基材为选自棉织物、棉布混合织物和麻织物中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的多功能织物，其特征在于，所述石墨烯导电层由石墨烯制成，所述石墨烯由氧化石墨烯还原剂还原氧化石墨烯而制成。4.根据权利要求3所述的多功能织物，其特征在于，所述石墨烯导电层通过如下方法制备而得：将所述织物基材浸入分散有所述氧化石墨烯的溶液中，然后再浸入含有所述氧化石墨烯还原剂的溶液中，即制成沉积在所述织物基材的表面的所述石墨烯导电层。5.根据权利要求3或4所述的多功能织物，其特征在于，所述氧化石墨烯还原剂为硼氢化钠。6.根据权利要求1所述的多功能织物，其特征在于，所述三氧化钨纳米线层由三氧化钨纳米线制成，所述三氧化钨纳米线由钨酸钠、草酸和硫酸钾混合反应制成，其中所述钨酸钠、所述草酸和所述硫酸钾的投料质量比为3-5∶2-4∶5-7。7.根据权利要求6所述的多功能织物，其特征在于，所述三氧化钨纳米线层通过如下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇清，徐迟，刘润，齐振，朱慧娟，潘志娟，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32