一种石墨烯发热航空布料制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯发热航空布料，该布料原料组成以重量份数计包括：纳米层包覆的Nomex纤维，纳米层包覆的Teflon纤维，纳米层包覆的聚酰亚胺纤维和高导热、高强度、高柔韧性的石墨烯导热膜；本发明专利技术的石墨烯发热布料，以Nomex纤维、Teflon纤维和聚酰亚胺纤维为基质，Nomex纤维具有许多优良的特性，凭借其纤维柔软，耐热性好，强度好的特征，Teflon纤维强度和延伸率高，化学稳定性好，耐腐蚀性优于其他合成纤维；聚酰亚胺纤维具有良好的可纺性，耐高低温特性阻燃性，保温性好；在每一种纤维外部包覆纳米层，使得纤维的强度增加，在保证柔韧度的同时增强了强度，使得布料耐磨性提高，延长其使用寿命；采用寡层石墨烯，热导性良好，温度易控制。度易控制。度易控制。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯发热航空布料


[0001]本专利技术属于功能材料
，涉及发热布料，具体涉及一种石墨烯发热航空布料。

技术介绍

[0002]目前航空服装面料多为传统面料，只能满足使用者的最基本的需求。由于航空服装要在保证穿着舒适的前提下，同时符合航空服装的多方位需求。由于月球表面温度过低，目前所用的保暖措施大多是通过棉、绒、化纤布料等保暖效果好的材料支撑衣服。然而当气温过低时，普通衣服保暖性有限，穿着后感觉仍然寒冷，保暖性较差。现在石墨烯发热的衣服需要通过锂电池发热层供电，石墨烯发热层将电能转化为热能，从而产生热量，使人穿着温暖。
[0003]石墨烯发热面料是一种可以自行发热而温暖身体的面料，发热面料具有发热性、保温性与柔软性，可以通过自身进行发热,隔温效果良好，随着科技的不断发展，人们对于石墨烯发热面料的制造工艺要求也越来越高。
[0004]石墨烯纱线,织成石墨烯复合弹力无纺絮片布、石墨烯运动休闲面料、石墨烯保暖拉毛面料等,产品具有低温远红外线取暖、抗菌抑菌、防静电、导热性能高等多种特性,保暖性比全棉、羊毛、驼绒等面料更强。市场上的发热服需要充电罩、蓄电池等电控部件，这对于衣服这种穿载的东西来说不太实用。
[0005]现有的石墨烯发热面料在使用时存在一定的弊端，首先，目前所谓的自发热纤维在发热方面的功能是有限的，因为从物质守恒定律出发，出现的热能只能从人体的皮肤呼吸中获得，目前作为保暖内衣的发热度，大约在3
‑
5度左右，发热时间较短，性能较低，面料柔软性不足，使用感受较差，柔韧性和强度较差，为此，我们提出一种石墨烯纤维发热航空布料。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯发热航空布料，实现将电能转化为热能并有效保温，且具有良好的耐磨性、阻燃性、柔韧性和耐腐蚀性能，适用温差范围大。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0008]一种石墨烯发热航空布料，该布料原料组成以重量份数计包括：100
‑
200份纳米层包覆的Nomex纤维，100
‑
200份纳米层包覆的Teflon纤维，100
‑
200份纳米层包覆的聚酰亚胺纤维和20
‑
40份高导热、高强度、高柔韧性的石墨烯导热膜；
[0009]所述的包覆Nomex纤维的纳米层包括纳米SiO2层、纳米Ag层或纳米铝层中的任意一种；
[0010]所述的包覆Teflon纤维的纳米层包括纳米TiO2层、纳米Au层或纳米Cu层中的任意一种；
[0011]所述的包覆聚酰亚胺纤维的纳米层包括纳米ZnO层、纳米Pt层或纳米Bi层中的任意一种。
[0012]本专利技术还具有以下技术特征：
[0013]优选的，所述的纳米层的厚度为2
‑
10nm。
[0014]优选的，所述的纳米层包覆的Nomex纤维、纳米层包覆的Teflon纤维和纳米层包覆的聚酰亚胺纤维的丝束为1
‑
25k。
[0015]优选的，所述的高导热、高强度、高柔韧性的石墨烯导热膜的原料组成以重量份数计包括：80
‑
100份寡层石墨烯、10
‑
20份高强度聚丙烯腈碳纤维、1
‑
5份羟基磷灰石纳米材料和1
‑
5份二氧化硅纳米材料。
[0016]优选的，所述的寡层石墨烯为厚度1
‑
5层单层石墨烯片层，粒径为50
‑
100nm。
[0017]优选的，所述的聚丙烯腈碳纤维丝束为1
‑
25k，模量为310～395GPa，拉伸强度为3
‑
4GPa，热导性为80
‑
120w/mK。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0019]本专利技术的石墨烯发热布料，以Nomex纤维、Teflon纤维和聚酰亚胺纤维为基质，Nomex纤维具有许多优良的特性，凭借其纤维柔软，耐热性好，强度好的特征，Teflon纤维强度和延伸率高，化学稳定性好，耐腐蚀性优于其他合成纤维；聚酰亚胺纤维具有良好的可纺性，耐高低温特性阻燃性，保温性好；
[0020]本专利技术的石墨烯发热布料，在每一种纤维外部包覆纳米层，使得纤维的强度增加，在保证柔韧度的同时增强了强度，使得布料耐磨性提高，延长其使用寿命；
[0021]本专利技术采用寡层石墨烯，热导性良好，输入稳固电压后，电压转化为热能，石墨烯温度迅速升高至稳定状态，从而通过电压实现了温度的控制。
附图说明
[0022]图1为石墨烯发热航空布料的结构示意图；
[0023]图2为实施例1至实施例6制备的石墨烯发热航空布料在200W/cm2的紫外光照射100h以上之后的抗氧化老化测试图；
[0024]图3为实施例1至实施例6制备的石墨烯发热航空布料在30℃环境下的总体导热图；
[0025]图4为实施例1至实施例6制备的石墨烯发热航空布料在60℃环境下的总体导热图。
具体实施方式
[0026]以下结合实施例对本专利技术的具体内容做进一步详细解释说明。
[0027]实施例1
[0028]以重量份数计，取100份2nm厚度纳米SiO2修饰的1k丝束Nomex纤维，100份2nm厚度纳米TiO2修饰的1k丝束Teflon纤维，100份2nm厚度纳米ZnO修饰的1k丝束聚酰亚胺纤维，将三种纤维交织而成布料；
[0029]取石墨烯导热膜20份，组成为：80份1层单层石墨烯片，粒径为50nm；10份1k丝束，模量为310Pa，拉伸强度为3GPa，热导性为80w/mK的聚丙烯腈碳纤维；1份粒径20nm羟基磷灰
石纳米材料；1份粒径20nm二氧化硅纳米材料，将石墨烯导热膜通过粘合剂与布料复合。
[0030]实施例2
[0031]以重量份数计，取200份10nm厚度纳米Ag修饰的25k丝束Nomex纤维，200份10nm厚度纳米Au修饰的25k丝束Teflon纤维，200份10nm厚度纳米Bi修饰的25k丝束聚酰亚胺纤维，将三种纤维交织而成布料；
[0032]取石墨烯导热膜40份，组成为：100份5层单层石墨烯片，粒径为100nm；20份25k丝束，模量为395Pa，拉伸强度为4GPa，热导性为120w/mK的聚丙烯腈碳纤维；5份粒径100nm羟基磷灰石纳米材料；5份粒径100nm二氧化硅纳米材料，将石墨烯导热膜通过粘合剂与布料复合。
[0033]实施例3
[0034]以重量份数计，取180份4nm厚度纳米SiO2修饰的7k丝束Nomex纤维，180份4nm厚度纳米TiO2修饰的7k丝束Teflon纤维，180份4nm厚度纳米Pt修饰的7k丝束聚酰亚胺纤维，将三种纤维交织而成布料；
[0035]取石墨烯导热膜40份，组成为：100份3层单层石墨烯片，粒径为5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯发热航空布料，其特征在于，该布料原料组成以重量份数计包括：100
‑
200份纳米层包覆的Nomex纤维，100
‑
200份纳米层包覆的Teflon纤维，100
‑
200份纳米层包覆的聚酰亚胺纤维和20
‑
40份高导热、高强度、高柔韧性的石墨烯导热膜；所述的包覆Nomex纤维的纳米层包括纳米SiO2层、纳米Ag层或纳米铝层中的任意一种；所述的包覆Teflon纤维的纳米层包括纳米TiO2层、纳米Au层或纳米Cu层中的任意一种；所述的包覆聚酰亚胺纤维的纳米层包括纳米ZnO层、纳米Pt层或纳米Bi层中的任意一种。2.如权利要求1所述的石墨烯发热航空布料，其特征在于，所述的纳米层的厚度为2
‑
10nm。3.如权利要求1所述的石墨烯发热航空布料，其特征在于，所述的纳米层包覆的Nomex纤维、纳米层包覆的Teflon纤维和纳米层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬，赵阳，赵玉真，贺泽民，苗宗成，张永明，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：