本发明专利技术提供一种织物用石墨烯水性导电油墨和一种石墨烯导电织物。其在织物上成膜、烘干后可得一种具有导电层(1)、过渡层(2)和织物基层(3)的多层构造导电织物。通过本发明专利技术所提供的导电油墨进行导电织物的制备具有制备方便，适用于工业化生产等优点。通过本发明专利技术所述导电油墨制得的导电织物具有导电效果良好、结合紧密、不易剥落、适用于功能化服装、室内装潢、汽车内饰等多种场合。
A Water-borne Conductive Graphene Ink for Fabric and Graphene Conductive Fabric
The invention provides a graphene water-borne conductive ink for fabric and a graphene conductive fabric. After film forming and drying, a multi-layer conductive fabric with conductive layer (1), transition layer (2) and fabric base (3) can be obtained. The conductive ink provided by the invention has the advantages of convenient preparation and industrial production. The conductive fabric made by the conductive ink has good conductive effect, tight bonding, not easy to peel, and is suitable for functional clothing, interior decoration, automobile interior decoration and other occasions.
【技术实现步骤摘要】
一种织物用石墨烯水性导电油墨及石墨烯导电织物
本专利技术涉及一种功能性油墨和功能性织物，具体为一种织物用石墨烯水性导电油墨及石墨烯导电织物。
技术介绍
织物是我们生活中经常使用的产品，比如服装、包装材料、室内装潢等等。随着科学技术的提高，对功能性织物的开发变得越来越受人关注。其中，尤其是对于能够发热的织物，更是受到了众多的研究和开发。比如，专利CN96121022.2公开了油墨状或膏糊状的放热组合物、使用该放热组合物的放热体及其制造方法。具体为一种能和空气中氧气发生反应从而发热的放热组合物及其涂布在织物表面形成的放热体。该方案依靠化学反应进行放热，无法控制反应速度和发热功率。专利CN201820667700.X公开了远红外自发热复合无纺布。具体为由上层无纺布、下层无纺布、托玛琳粉末层构成，其中上层无纺布的下方和下层无纺布的上方有石墨喷层。该方案依靠石墨导电发热，托玛琳粉末发射远红外线达到发热和远红外的效果。但是其粉末无法固定，必须要两层无纺布夹合固定。专利CN201710906034.0公开了一种制备双发热层石墨烯电热膜的方法。具体为将石墨烯粉末、远红外发射剂、粘结剂和溶剂混合后在乙醇中凝固成膜，再将该膜与无纺布组成的韧性层压制成一体。该方法制作工艺复杂，需要热压成型等工艺。专利CN201710352106.1公布了一种石墨烯除甲醛加热墙布。其将石墨烯导热浆料涂覆于经缓慢升温预热之后的纸或无纺布上，并加热、压花等工序制成除甲醛加热墙布。该工艺步骤多且复杂。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种织物用石墨烯水性导电油墨。该导电油墨的特征为，包含：石墨烯、碳素材料B、水、分散剂、树脂粘结剂和助剂中的一种或多种。其中，所述油墨中石墨烯含量为1%-20%，粘度范围为10000-100000cp@25±1℃。其中，所述碳素材料B为炭黑、碳纳米管、石墨、富勒烯和碳纤维中的一种或多种。其中，所述分散剂为高分子分散剂和小分子分散剂的复配。上述高分子分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素类聚合物、聚氨酯、丙烯酸类聚合物、明胶、环糊精和糊化淀粉中的一种或多种。上述小分子分散剂为具有两亲性的化合物，其亲油部分具体为烷烃、烯烃、炔烃、芳香环、稠环中的一种或多种的组合，其亲水部分具体为碳酸盐、硝酸盐、磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、铵盐、卤素、羟基、羧基、胺基中的一种或多种的化合物。上述高分子分散剂与小分子分散剂的质量比例为2-1：1。其中，所述树脂粘结剂为可在水中溶剂和/或分散的树脂的溶液、悬浮液和乳液中的一种或多种。考虑到本专利技术对粘度变化的需求，优选为水性树脂乳液。其中，所述水性树脂乳液为丙烯酸类树脂乳液、聚氨酯类树脂乳液、乙烯类树脂乳液、环氧树脂乳液、醇酸树脂乳液、有机硅树脂乳液中的一种或多种。其中，所述助剂包含有流平剂、增稠剂中的一种或多种。其中，在油墨中流平剂含量为1-5%，增稠剂含量为0.5-5%。本专利技术还提供一种石墨烯导电织物。该导电织物的特征在于包含织物基层(3)、过渡层(2)和导电层(1)。其中过渡层(2)和导电层(1)具有和上述导电油墨中的不挥发分具有相同种类的成分。其中，所述过渡层(2)的厚度为10-10000微米。本专利技术通过独特的设计，提供一种织物用石墨烯水性导电油墨。其在织物上成膜、烘干后可得一种具有导电层(1)、过渡层(2)和织物基层(3)的多层构造导电织物。通过本专利技术所提供的导电油墨进行导电织物的制备具有制备方便，适用于工业化生产等优点。通过本专利技术所述导电油墨制得的导电织物具有导电效果良好、结合紧密、不易剥落、适用于功能化服装、室内装潢、汽车内饰等多种场合。附图说明：图1:本专利技术所述导电织物构造示意图。其中，(1)为导电层，(2)为过渡层，(3)为织物基层。图2:本专利技术所述导电织物及其测试表面方阻时的照片。图3:本专利技术所述过渡层(2)厚度测试方法示意图。具体实施方式：本专利技术提供一种织物用石墨烯水性导电油墨，其特征为，包含：石墨烯、碳素材料B、水、分散剂、树脂粘结剂和助剂中的一种或多种。其中，所述油墨中石墨烯含量为1%-20%。石墨烯具有非常高的比表面积，在油墨中很少的添加量时就能获得粘度非常高的油墨，并且油墨的粘度受油墨中石墨烯含量的影响非常巨大。其中，所述碳素材料B为炭黑、碳纳米管、石墨、富勒烯和碳纤维中的一种或多种。所述碳素材料B能和石墨烯产生协同作用，发挥更好的导电效果。可选地，本专利技术所述的导电油墨中还包含碳素导电添加剂以外的导电添加剂，比如金属粉末等。石墨烯材料由于其独特的薄层二维结构，在溶液中的分散状态会对溶液的特性产生独特的效果。比如在其分散状态非常差的时候会产生团聚和沉淀，此时溶液粘度会很低；在其分散状态较好的时候，其片与片之间会有搭接，产生锁住溶液分子，显著提高溶液粘度的效果；在其分散状态非常良好，片与片之间充分隔离的时候，溶液粘度又会显著降低。其中，所述分散剂为高分子分散剂和小分子分散剂的复配。高分子分散剂和小分子分散剂都对石墨烯具有良好的分散作用。但是其在本专利技术中发挥的作用是不同的。高分子分散剂由于具有较大的分子量和较长的分子链段，其在油墨中迁移速度较慢；而小分子分散剂由于分子量小，其在油墨中迁移速度较快。本专利技术所述的导电油墨主要是用在织物表面的，因此在织物表面成膜时，会有少量溶剂分子向织物内部渗透，渗透的同时会带入更多的小分子分散剂。从而使得织物表面剩余的部分的石墨烯含量增加，分散效果变差，粘度急剧提高，阻碍进一步渗透，最终形成导电织物的导电层(1)。而早期渗透下去的部分形成过渡层(2)，其也含有和导电层(1)相同种类的成分，但是其石墨烯和导电填料的比例略低，因此发热能力较差，但是和织物的附着良好，主要起到连接导电层(1)和织物基层(3)的作用。上述高分子分散剂与小分子分散剂的质量比例可以是任何比例。但是，由于石墨烯以及相关碳素材料在形成导电层(1)时的分散状态是非常重要的。因此需要有足够的高分子分散剂对其进行分散。因此高分子分散剂与小分子分散剂的质量比例优选为为2-1：1。进一步优选为1.5：1。此处，若只使用高分子分散剂，会难以达到部分分散剂流失，提高油墨粘度的目的；若只使用小分子分散剂，会导致分散剂流失过量，使得石墨烯团聚，影响最终导电层(1)的外观和性能。上述高分子分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素类聚合物、聚氨酯、丙烯酸类聚合物、明胶、环糊精和糊化淀粉中的一种或多种。考虑到分散效果，优选为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素类聚合物中的一种或多种。上述小分子分散剂为具有两亲性的化合物，其亲油部分具体为烷烃、烯烃、炔烃、芳香环、稠环中的一种或多种的组合，其亲水部分具体为碳酸盐、硝酸盐、磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、铵盐、卤素、羟基、羧基、胺基中的一种或多种的化合物。优选为十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、十二烷基硫酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、苯甲酸盐、苯酚、萘磺酸盐和亚甲基二萘磺酸盐中的一种或多种。其中，所述树脂粘结剂为可在水中溶剂和/或分散的树脂的溶液、悬浮液和乳液中的一种或多种。考虑到本专利技术对粘度变化的需求，优选为水性树脂乳液。其中，所述水性树脂乳液为丙烯酸类树脂乳液、聚氨酯类树脂乳液、乙烯类树脂乳液、环氧树本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种织物用石墨烯水性导电油墨，其特征为，包含：石墨烯、碳素材料B、水、分散剂、树脂粘结剂和助剂中的一种或多种；其中，所述油墨中石墨烯含量为1%‑20%，粘度范围为10000‑100000cp@25±1℃。
【技术特征摘要】
1.一种织物用石墨烯水性导电油墨，其特征为，包含：石墨烯、碳素材料B、水、分散剂、树脂粘结剂和助剂中的一种或多种；其中，所述油墨中石墨烯含量为1%-20%，粘度范围为10000-100000cp@25±1℃。2.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于所述碳素材料B为炭黑、碳纳米管、石墨、富勒烯和碳纤维中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于所述分散剂为高分子分散剂和小分子分散剂的复配；其中高分子分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素类聚合物、聚氨酯、丙烯酸类聚合物、明胶、环糊精和糊化淀粉中的一种或多种；小分子分散剂为具有两亲性的化合物，其亲油部分具体为烷烃、烯烃、炔烃、芳香环、稠环中的一种或多种的组合，其亲水部分具体为碳酸盐、硝酸盐、磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐、铵盐、卤素、羟基、羧基、胺基中的一种或多种的化合物。4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴帧琪，赖垂林，刘兆平，
申请(专利权)人：韩雪，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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