一种石墨烯单面导热阻燃织物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及阻燃织物技术领域，具体涉及一种石墨烯单面导热阻燃织物及其制备方法，包括依次层叠设置的织物基底层、阻燃层、导热层和保护层，导热层为石墨烯层，阻燃层所用阻燃剂包括硼砂、三聚氰胺及其盐类衍生物。本发明专利技术的石墨烯单面导热阻燃织物具有优异的导热、防紫外线和防熔滴性能。其导热系数高达0.11～0.2W/mK，凉感值270～295，紫外防护性能UPF高于500，极限氧指数30～34，垂直燃烧损毁长度为3～4cm,800℃对应的残留物含量达到31％。3～4cm,800℃对应的残留物含量达到31％。3～4cm,800℃对应的残留物含量达到31％。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯单面导热阻燃织物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃织物
，尤其涉及一种石墨烯单面导热阻燃织物及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来智能纺织品及可穿戴设备呈指数增长，正不断渗透到健康、体育、汽车、航天航空和军事等领域。对于智能纺织品及可穿戴设备而言，导电性能是基本要素。针对于导电纺织品在智能纺织品及可穿戴设备方面的大量需求，许多学者做出了相关研究及制备工作，并取得了一系列成果。然而，导电纺织品在使用过程中可能会使用不当电压、电路电压不稳等因素产生热量引发火灾，或由于外部因素的存在带来火灾隐患。人们对应用于消防服等方面的纺织品，做了大量工作对其进行阻燃整理以改善其阻燃性能，提高其使用安全性，而应用于可穿戴电子设备以及智能纺织品中的导电纺织品同样具有易燃性及安全隐患，却很少得到人们的关注。
[0003]石墨烯作为一种新型材料，在赋予纺织品良好导电性及改善纺织品阻燃性能方面表现优异。石墨烯具有二维层状结构，其比表面积较大，且导热性能、导电性能优异，将其用于纺织品的功能整理中，石墨烯能够覆盖织物、隔绝氧气与织物接触，加快热量散失，并且能够在织物表面连续分布，建立完整地导电网络，从而赋予纺织品以一定的导电性能。但因石墨烯表面缺乏极性基团的存在，难以溶于水及有机溶剂，因此常利用还原的方式将氧化石墨烯还原为石墨烯，以此获得石墨烯改性纺织品。如Ren等将氧化石墨烯分散在棉织物表面，并通过热压方法还原氧化石墨烯对棉织物进行改性整理，改性后棉织物表面电阻仅为0.9KΩ/sq；Yun等将牛血清蛋白和氧化石墨烯混合使用，对尼龙纱线、棉纱线、涤纶长丝以及非织造布进行改性整理，大幅度提高了其导电性能。然而，现有织物在阻燃、导热效果方面仍有不足，无法满足现有的使用需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种石墨烯单面导热阻燃织物及其制备方法，以解决现有织物在阻燃、导热效果方面仍有不足的问题。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种石墨烯单面导热阻燃织物，包括依次层叠设置的织物基底层、阻燃层、导热层和保护层，导热层为石墨烯层，阻燃层所用阻燃剂包括硼砂、三聚氰胺及其盐类衍生物。
[0006]所述织物基底层的材料为棉、涤棉混纺、锦纶、涤纶纱线中的一种或多种通过机织工艺织造而成。
[0007]所述三聚氰胺的盐类衍生物包括三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、聚磷酸盐、硼酸盐以及邻苯二甲酸盐和草酸盐等的一种或几种。
[0008]所述导热层中还包括Mxene、碳纳米管、纳米银颗粒中的一种或几种。
[0009]所述保护层为耐磨粘合剂层。
[0010]所述耐磨粘合剂采用聚酯、聚酰胺、丁腈橡胶、聚氨酯中的一种或多种制成。
[0011]本专利技术还提供所述石墨烯单面导热阻燃织物的制备方法，包括如下步骤：
[0012]步骤一、将阻燃剂混合溶液采用涂刷工艺均匀处理在织物基质表面，干燥后在织物基质表面形成阻燃层；
[0013]步骤二、将氧化石墨烯溶液均匀涂刷在阻燃层表面，经干燥后，在阻燃层表面形成均匀地氧化石墨烯层，采用水浴还原法对氧化石墨烯层进行处理，得到石墨烯阻燃织物；
[0014]步骤三、将石墨烯阻燃织物浸泡在6～8g/l的粘合剂溶液中，经干燥后制得石墨烯单面导热阻燃织物。
[0015]步骤一中阻燃剂混合溶液包括如下质量百分比的各原料：有机硅软化剂5～7％、树脂交联剂2～4％、阻燃剂20～30％、无氟拒水剂3～5％。
[0016]步骤一和步骤二中干燥的温度为70～90℃。
[0017]步骤二中水浴还原的时间为1.5～3小时，温度为85～100℃。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]1.本专利技术的石墨烯单面导热阻燃织物具有优异的导热、防紫外线和防熔滴性能。其导热系数高达0.11～0.2W/mK，凉感值270～295，紫外防护性能UPF高于500，极限氧指数30～34，垂直燃烧损毁长度为3～4cm,800℃对应的残留物含量达到31％。
[0020]2.本专利技术采用刷涂方式实现单面阻燃导热织物的制备，工艺简单，成本低，可实现大规模批量化生产。
[0021]3.本专利技术可应用于电焊服、高档户外服装等使用，应用范围广。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术不同织物的温升曲线；
[0024]图2为本专利技术实施例1垂直燃烧后残留物图(左图为原织物，右图为单面导热阻燃织物)；
[0025]图3为本专利技术实施例2垂直燃烧后残留物图(左图为原织物，右图为单面导热阻燃织物)。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进一步详细说明。
[0027]需要说明的是，除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0028]本专利技术涉及一种石墨烯单面导热阻燃织物，主要包括织物基底层、阻燃层、导热层和保护层，导热层添加剂主要为石墨烯。
[0029]织物基底层材料为棉、涤棉混纺、锦纶、涤纶等纱线的一种或多种通过机织工艺织
造而成。
[0030]阻燃层所用阻燃剂包括硼砂、三聚氰胺(MA)及其盐类衍生物，如三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、聚磷酸盐、硼酸盐以及邻苯二甲酸盐和草酸盐等的一种或几种。
[0031]导热层中导电添加剂还包括Mxene、碳纳米管、纳米银颗粒等。
[0032]保护层由具有耐磨性能的粘合剂组成，粘合剂包括聚酯、聚酰胺、丁腈橡胶、聚氨酯等。
[0033]一种单面导热阻燃石墨烯织物制备方法，主要包括阻燃层和导热层的制备。
[0034]第一步，阻燃层的制备。将阻燃剂混合溶液采用涂刷工艺均匀处理在织物基质表面，在室温或70～90℃烘箱中干燥阻燃织物，反复重复20～30次，提高阻燃效果。阻燃整理液的组成为：有机硅软化剂(氨基硅油)5～7wt％，树脂交联剂2～4wt％，阻燃剂(硼砂、三聚氰胺等)20～30wt％，无氟拒水剂(烷基胺和丙烯酸脂聚合物)3～5wt％；
[0035]第二步，导热层的制备。将氧化石墨烯溶液均匀涂刷在阻燃层表面，在室温或70～90℃烘箱中干燥阻燃织物，反复重复2～3次，在阻燃层表面形成均匀地氧化石墨烯薄膜。采用水浴还原法对氧化石墨烯层进行处理，得到石墨烯阻燃织物，水浴还原时间为1.5～3小时，温度为85～100℃。
[0036]第三步，保护层的制备。将石墨烯阻燃织物浸泡在6～8g/l的粘合剂溶液中，在100～110℃烘箱中干燥30～40min，制备出具有优异耐洗性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯单面导热阻燃织物，其特征在于，包括依次层叠设置的织物基底层、阻燃层、导热层和保护层，导热层为石墨烯层，阻燃层所用阻燃剂包括硼砂、三聚氰胺及其盐类衍生物。2.根据权利要求1所述石墨烯单面导热阻燃织物，其特征在于，所述织物基底层的材料为棉、涤棉混纺、锦纶、涤纶纱线中的一种或多种通过机织工艺织造而成。3.根据权利要求1所述石墨烯单面导热阻燃织物，其特征在于，所述三聚氰胺的盐类衍生物包括三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、聚磷酸盐、硼酸盐以及邻苯二甲酸盐和草酸盐等的一种或几种。4.根据权利要求1所述石墨烯单面导热阻燃织物，其特征在于，所述导热层中还包括Mxene、碳纳米管、纳米银颗粒中的一种或几种。5.根据权利要求1所述石墨烯单面导热阻燃织物，其特征在于，所述保护层为耐磨粘合剂层。6.根据权利要求5所述石墨烯单面导热阻燃织物，其特征在于，所述耐磨粘合剂采用聚酯、聚酰胺、丁腈橡胶、聚氨酯中的一种或多种制成。7.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：施剑峰，田明伟，施养成，蔡互助，陈奕挺，施良谋，
申请(专利权)人：安徽省迪盛织造整理有限公司，
类型：发明
国别省市：