[发明专利]一种涂覆织物基材及其制备方法与使用方法

说明书

本发明公开了一种涂覆织物基材及其制备方法与使用方法，涂覆织物基材包括以羟基氧化铁、水、乙醇、乙炔黑、活性炭和石墨烯为原料组分制成的浆料涂覆到织物表面制备而得，其中，所述羟基氧化铁、水、乙醇、乙炔黑、活性炭、石墨烯的质量比为100:10～50:10～50:0～10:0～10:0～10，并提供涂覆织物基材的制备方法与使用方法，本发明的涂覆织物基材在保留织物柔性的同时负载更多的导电物质，提高织物的导电性，是一种应用前景非常好的柔性基材。

技术领域

本发明涉及一种织物基材及其制备方法和与使用方法，尤其涉及一种涂覆织物基材及其制备方法和与使用方法，属于纺织材料技术领域。

背景技术

导电织物是一种新的复合功能材料，它在保留了织物原有的柔软特性同时，又展现了它在传感、储能等方面的潜在应用可能性。除了将导电金丝等与非导电纱线混编的方法，制备导电织物最常见的方式就是以织物作为基材，将导电物质通过物理或者化学的方法沉积到织物的纤维表面。但是由于尼龙和氨纶纤维其分子链上的官能团不像纤维素纤维上那么多，因此其吸附导电物质的能力没有纤维素纤维强，这会导致最终的导电物质在织物上的沉积量偏小。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的旨在提供一种使织物负载更多的导电物质、提高织物的导电性的涂覆织物基材；本发明的第二目的旨在提供该涂覆织物基材的制备方法；本发明的第三目的是提供涂覆织物基材在导电织物中的使用方法。

技术方案：本发明的涂覆织物基材，包括以羟基氧化铁、水、乙醇、乙炔黑、活性炭和石墨烯为原料组分制成的浆料涂覆到织物表面制备而得，其中，羟基氧化铁、水、乙醇、乙炔黑、活性炭、石墨烯的质量比为100:10～50:10～50:0～10:0～10:0～10。

本发明的涂覆织物基材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将FeCl₃水溶液恒温搅拌下进行水解反应，冷却，洗涤并离心收集溶液中的橙黄色沉淀，即得羟基氧化铁；

(2)将羟基氧化铁、水、乙醇、乙炔黑、活性炭、石墨烯混合制成浆料；

(3)将浆料涂覆到织物表面，然后焙烘，经过反复涂覆-焙烘循环操作后即得到涂覆织物基材。

进一步地，步骤(1)中FeCl₃水溶液的质量浓度为180～250g/L；恒温温度为85～100℃；水解反应时间为3～6h，离心速率5000～10000r/min。

进一步地，步骤(3)中涂覆方法为单向涂刷或纵横交替涂刷；织物为尼龙、氨纶或两者的复合织物中的一种；焙烘温度为90～130℃；涂覆-焙烘循环次数为1～8次。

本发明的涂覆织物基材在导电织物中的使用方法，包括如下步骤：以聚吡咯或聚苯胺中的一种或两种为导电物质，将涂覆织物基材与其进行化学氧化聚合、恒电流聚合、恒电位聚合、循环伏安电化学聚合或脉冲电流聚合，制备导电织物。

将羟基氧化铁涂覆到织物纤维上作为支架，可以提高织物对导电物质的负载量，从而提高织物的导电性，较好的导电性可以使导电织物在传感、储能等领域具有更好的性能表现，为了提高尼龙、氨纶或其复合纤维上导电物质的沉积量，将织物基材进行修饰以提高其表面粗糙度和比表面积。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明的羟基氧化铁中氧原子能与织物纤维之间产生相互作用力，从而使羟基氧化铁固定在纤维表面，无需交联剂，由于羟基氧化铁作为支架修饰织物纤维，为导电物质提供了更多的沉积位点；本发明的制备方法在浆料中加入少量导电性良好的碳材料，以便所制备基材不仅能够通过原位化学聚合法负载聚吡咯或聚苯胺，还能够作为工作电极，通过电化学聚合的方法使聚吡咯或聚苯胺沉积到本发明的羟基氧化铁涂覆织物上；本发明中羟基氧化铁的制备及其涂覆到织物表面的工艺都非常简单，可大规模操作；所得到的羟涂覆织物作为柔性基材可以负载更多的聚吡咯或聚苯胺等导电物质，从而制得仍具有柔性的导电织物，在可穿戴设备中具有较好的应用前景。