本发明专利技术涉及功能性织物技术领域，且公开了一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物及其制备方法，先对氧化石墨烯进行改性，在氧化石墨烯表面引入阻燃成分和聚苯胺，得到改性石墨烯，改性石墨烯和聚酯切片熔融共混得到改性涤纶纤维，将改性涤纶纤维和芳纶纤维混纺得到纱线，将纱线分别作为经纱和纬纱，进行织造，得到织物，氧化石墨烯表面引入的硅元素和氮元素，能够提高织物的阻燃性能，燃烧时在织物表面形成致密的炭层，同时氧化石墨烯和聚苯胺协同作用，能够在织物中形成导电网络，显著提高织物的电磁屏蔽性能，且该织物性能稳定，经过多次洗涤后，仍保持着优良的电磁屏蔽性能和阻燃性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能性织物，具体为一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物及其制备方法。
技术介绍
1、众所周知，电子设备在信息传输及电能使用过程中都会产生电磁波辐射，而随着当今社会电子设备在各个领域的广泛应用，电磁波几乎覆盖了人类所有的工作生活场所。电磁波辐射不仅会影响电子产品的正常运行，还会对人体健康造成损害。采用具有电磁屏蔽作用的材料来切断辐射途径是一个行之有效的方法。其中织物具有质轻、适用范围广的特点，既可以应用在柔性电子器件中，也可作为可穿戴材料，保护人体的安全，且易于加工，成为人们关注的重要课题和研究热点。然而，电子设备极易发生短路等火灾问题，作为包装材料的织物具有易燃性，在很大程度上限制了其发展，对织物进行阻燃处理，对保护人们生命财产安全也具有重大的意义。
2、中国专利cn103061114b公开了一种电磁屏蔽织物的制备方法，对芳纶织物进行碱处理后，使用苯胺和过硫酸铵进行处理，再通过银纳米线悬浮液和pei溶液浸渍，在芳纶织物表面构筑聚苯胺和银纳米线，得到具有优良电磁屏蔽功能的织物，但该织物不具备阻燃功效。中国专利申请cn116444981a公开了一种用于电磁屏蔽的阻燃尼龙复合材料及其制备方法，将己内酰胺单体和催化剂、活化剂、阻燃剂、镀镍空心玻璃微珠和其他添加剂组分熔融并搅拌均匀，得到浸渍液，对改性的碳纤维织物进行浸渍处理，得到电磁屏蔽的阻燃尼龙复合材料，具有较好的力学性能、电磁屏蔽能力和阻燃性，但该织物和浸渍液间的结合力弱，容易脱落，导致材料的综合性能变差。
技术实现思路
1、（一）解决的技术问题
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物及其制备方法，该织物电磁屏蔽效率高、阻燃性好且综合性能稳定。
3、（二）技术方案
4、为了实现上述目的，本专利技术公开了一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，包括以下步骤：
5、步骤一、将羧基化石墨烯超声分散到有机溶剂中，再加入1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑和三乙胺，搅拌混合均匀，发生反应，反应结束后，过滤，使用二氯甲烷洗涤，在60℃真空干燥12h，得到氨基改性石墨烯；
6、步骤二、将氨基改性石墨烯超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入肉桂醛，搅拌混合，发生反应，反应结束后，过滤，使用无水乙醇洗涤，在60℃真空干燥12h，得到烯基化石墨烯；
7、步骤三、将烯基化石墨烯超声分散到去离子水和无水乙醇混合溶剂中，混合均匀后，加入苯胺和引发剂，使用盐酸溶液调节ph至1-3，搅拌混合，发生反应，反应结束后，抽滤，使用去离子水洗涤至中性，在60℃干燥12h，得到改性石墨烯；
8、步骤四、将聚酯切片、改性石墨烯、分散剂混合均匀，转移到双螺杆挤出机中，进行熔融共混，挤出，经喷丝板喷出纺丝，纺丝结束后，得到改性涤纶纤维；
9、步骤五、将改性涤纶纤维和芳纶纤维混纺得到纱线，将纱线分别作为经纱和纬纱，在大圆机上织造，得到具有电磁屏蔽性能的阻燃织物。
10、优选地，所述步骤一中羧基化石墨烯由氧化石墨烯通过氯乙酸钠在碱性环境下制备得到。
11、进一步地，所述羧基化石墨烯的制备方法包括如下步骤：将50mgnaoh和50mg氯乙酸钠加入到1ml浓度为1g/l氧化石墨烯悬浊液中，在60℃水浴超声2h，得到的澄清溶液，先用稀hcl中和，再用去离子水反复冲洗至中性，离心，在40℃烘箱中烘干，得到羧基化石墨烯。
12、优选地，所述步骤一中有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种或两种。
13、优选地，所述步骤一中羧基化石墨烯、有机溶剂、1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑、三乙胺的质量比为100:（3500-4500）:（135-155）:（15-28）:（7-15）:（72-150）。
14、优选地，所述步骤一中反应的温度为30-35℃，反应的时间为6-8h。
15、优选地，所述步骤二中氨基改性石墨烯、无水乙醇、肉桂醛的质量比为100:（4800-5500）:（30-40）。
16、优选地，所述步骤二中反应的温度为30-35℃，反应的时间为4-6h。
17、优选地，所述步骤三中引发剂为过硫酸铵。
18、优选地，所述步骤三中烯基化石墨烯、混合溶剂、苯胺、引发剂的质量比为100:（2400-3200）:（175-215）:（82-105）。
19、优选地，所述步骤三中混合溶剂由体积比为3:1去离子水和无水乙醇组成。
20、优选地，所述步骤三中反应的温度为30-35℃，反应的时间为9-12h。
21、优选地，所述步骤四中聚酯切片、改性石墨烯、分散剂的质量比为100:（5-9）:（0.1-0.3）。
22、优选地，所述步骤四中熔融共混的温度为250-270℃。
23、优选地，所述步骤四中分散剂为聚乙烯蜡。
24、优选地，所述步骤五中改性涤纶纤维和芳纶纤维的质量比为100:42-55，经纱密度为220-300根/英寸，纬纱密度为180-250根/英寸。
25、优选地，采用所述的具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法制备得到的具有电磁屏蔽性能的阻燃织物。
26、（三）有益的技术效果
27、本专利技术中先使用1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚对羧基化石墨烯进行改性，羧基化石墨烯表面的羧基和1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚上的氨基发生酰胺化反应，在石墨烯表面引入了氨基和含硅柔性长链，得到氨基改性石墨烯，氨基改性石墨烯表面的氨基和肉桂醛上的醛基发生反应，在石墨烯表面引入烯基，得到烯基化石墨烯，烯基化石墨烯和苯胺在引发剂的作用下发生原位聚合反应，在石墨烯上引入聚苯胺，得到改性石墨烯，将改性石墨烯和聚酯切片进行熔融共混，纺丝，得到改性涤纶纤维。以改性涤纶纤维和芳纶纤维作为原料，经过混纺织造得到具有电磁屏蔽性能的阻燃织物。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
29、（1）本专利技术中氧化石墨烯的层状结构能够在织物中形成物理屏障，阻碍电磁波的传播路径，减少电磁波的穿透。同时氧化石墨烯在织物中还可以作为导电层，当电磁波通过时，会使其内部的电子高速振动，产生耗散和反射作用，从而有效屏蔽电磁辐射。进一步地，氧化石墨烯的纳米孔隙结构增加了其表面积，进一步提高了屏蔽效果。而聚苯胺是一种导电高分子材料，其导电性使得电磁波在传播过程中受到阻碍，进而达到屏蔽效果，同时聚苯胺对电磁波具有一定的吸收作用，当电磁波与聚苯胺分子相互作用时，会发生能量转换，使电磁波的能量被聚苯胺分子吸收并转化为其他形式的能量，从而减少电磁波的反射和透射。通过化学反应将聚苯胺接枝到氧化石墨烯上，能够有效改善氧化石墨烯的分散性，有效避免了团聚，均匀分散在织物本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤一中有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤一中羧基化石墨烯、有机溶剂、1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑、三乙胺的质量比为100:（3500-4500）:（135-155）:（15-28）:（7-15）:（72-150）。
4.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤二中氨基改性石墨烯、无水乙醇、肉桂醛的质量比为100:（4800-5500）:（30-40），反应的温度为30-35℃，反应的时间为4-6h。
5.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤三中引发剂为过硫酸铵。
6.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤三中烯基化石墨烯、混合溶剂、苯胺、引发剂的质量比为100:（2400-3200）:（175-215）:（82-105），反应的温度为30-35℃，反应的时间为9-12h。
7.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤四中聚酯切片、改性石墨烯、分散剂的质量比为100:（5-9）:（0.1-0.3），熔融共混的温度为250-270℃。
8.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤四中分散剂为聚乙烯蜡。
9.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤五中改性涤纶纤维和芳纶纤维的质量比为100:42-55，经纱密度为220-300根/英寸，纬纱密度为180-250根/英寸。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法制备得到的具有电磁屏蔽性能的阻燃织物。
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【技术特征摘要】
1.一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤一中有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤一中羧基化石墨烯、有机溶剂、1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三氮唑、三乙胺的质量比为100:（3500-4500）:（135-155）:（15-28）:（7-15）:（72-150）。
4.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤二中氨基改性石墨烯、无水乙醇、肉桂醛的质量比为100:（4800-5500）:（30-40），反应的温度为30-35℃，反应的时间为4-6h。
5.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽性能的阻燃织物的制备方法，其特征在于：所述步骤三中引发剂为过硫酸铵。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁昌锐，徐琼洁，
申请(专利权)人：合肥爱家防辐射科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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