[发明专利]具有导电阻燃涂层的织物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能性纺织材料制造技术领域，尤其涉及一种具有导电阻燃涂层的织物及其制备方法。

背景技术

智能纺织品是将电子信息，计算机技术和通信技术集成在纺织品中，赋予纺织品智能化和信息化功能。可穿戴设备是智能纺织品的一大终端产品，在时装，体育竞技，医疗保健等领域都有着广泛的应用。随着科技和社会的进步，人类对可穿戴设备的阻燃性要求越来越高。例如：消防员使用的可穿戴设备，以及技术人员在禁烟禁火的操作车间内使用的可穿戴设备，都对可穿戴设备有着较高的阻燃要求。因此，开发具有导电阻燃涂层的织物来制备阻燃可穿戴设备具有有广阔市场前景。

当前，制备具有导电阻燃涂层的织物一般有两种方法。其一就是将功能性材料加入到纺丝液中，采用纺丝的方法，制备功能性纤维，然后将纤维编织成织物，制备功能性纺织品。其二是采用后整理加工的技术，把功能性材料直接整理到织物表面，赋予织物功能性。采用前者的方法所制备的织物功能性提高不明显，而且工艺复杂、流程长。而采用后者所制备的织物，功能性提高显著，并且工艺简单、流程短。其中，涂层法是织物后整理加工中一种非常重要的方法，它对功能性涂层剂的利用率高，织物的功能性提高显著，工艺简单，易于操作。因此，采用涂层法制备具有导电阻燃涂层的织物是一个非常有效的途径。

石墨烯是一种新兴的碳材料，其同时具有优良的导电性能和阻燃性能，如果能将石墨烯整理到织物上，就可以一次整理使织物获得两种功能。但是，当前国内外极少有用石墨烯对织物进行阻燃功能整理的相关报道。而利用石墨烯对织物进行导电功能整理的技术中，通常是将需要整理的织物浸渍在氧化石墨烯分散液中，经还原烘干后得到导电织物。但是该方法存在一些缺点，织物只能吸收很少量的石墨烯，而石墨烯较少时，织物的导电性能得不到明显提高，无法达到使用要求。而如果通过添加交联剂或者粘合剂的方式来增加石墨烯在织物上的吸附量，会严重影响织物的手感。

如何采用合适的整理方法将石墨烯整理到织物上，织物经一次整理后可同时获得导电和阻燃功能；并且如何最大化地发挥石墨烯的优异性能来制备具有导电阻燃涂层的织物材料，是功能性纺织材料制造技术领域亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有导电阻燃涂层的织物及其制备方法，采用本发明的方法，对普通织物同时赋予极佳的导电性能和阻燃性能，本发明提供的具有导电阻燃涂层的织物制备方法简单，安全，绿色环保，适合大批量生产。

本发明提供了一种制备具有导电阻燃涂层的织物的方法，包括以下步骤：

(1)提供浓度为20-30mg/mL的氧化石墨烯水溶胶；

(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯水溶胶涂覆到织物表面，得到具有氧化石墨烯涂层的织物；

(3)将步骤(2)得到的具有氧化石墨烯涂层的织物浸渍于还原剂的水溶液中，在80-95℃下发生还原反应，使氧化石墨烯还原成石墨烯，得到具有导电阻燃涂层的织物。

进一步地，在步骤(1)中，采用改进Hummers法制备氧化石墨烯。

以天然鳞片石墨为原料，采用改进Hummers法制备氧化石墨烯，洗涤、透析3-7天后得到氧化石墨烯水溶胶。透析时采用的透析袋的截留分子量为8000-14000Da。

进一步地，在步骤(2)中，采用涂层机进行涂覆，涂覆速度为0.2cm/s-1cm/s，涂层厚度为0.05mm-0.25mm。

进一步地，涂层机包括托架和位于托架一端的刮刀，织物固定在托架上，氧化石墨烯水溶胶在刮刀的带动下均匀涂覆于织物的表面。

进一步地，在步骤(2)中，还包括在60℃-120℃下烘干涂覆后的织物的步骤。

进一步地，在步骤(2)中，对织物进行双面涂覆。对织物首先进行单面涂覆，然后在60℃-120℃下烘干，再对其进行另一面的涂覆，然后在60℃-120℃下烘干。

进一步地，在步骤(2)中，织物为棉和/或蚕丝织物。

进一步地，在步骤(3)中，还原剂为葡萄糖和/或L-抗坏血酸，此类还原剂无毒，且绿色环保。

进一步地，在步骤(3)中，还原剂的水溶液的浓度为0.10mol/L-0.30mol/L。

进一步地，在步骤(3)中，按照1:50-200的浴比进行还原反应。

进一步地，在步骤(3)中，还原反应时间为1.5h-2.5h。

本发明还提供了一种采用上述方法所制备的具有导电阻燃涂层的织物。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：