本發(fā)明涉及功能性紡織材料制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：智能紡織品是將電子信息，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)集成在紡織品中，賦予紡織品智能化和信息化功能?？纱┐髟O(shè)備是智能紡織品的一大終端產(chǎn)品，在時裝，體育競技，醫(yī)療保健等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。隨著科技和社會的進(jìn)步，人類對可穿戴設(shè)備的阻燃性要求越來越高。例如：消防員使用的可穿戴設(shè)備，以及技術(shù)人員在禁煙禁火的操作車間內(nèi)使用的可穿戴設(shè)備，都對可穿戴設(shè)備有著較高的阻燃要求。因此，開發(fā)具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物來制備阻燃可穿戴設(shè)備具有有廣闊市場前景。當(dāng)前，制備具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物一般有兩種方法。其一就是將功能性材料加入到紡絲液中，采用紡絲的方法，制備功能性纖維，然后將纖維編織成織物，制備功能性紡織品。其二是采用后整理加工的技術(shù)，把功能性材料直接整理到織物表面，賦予織物功能性。采用前者的方法所制備的織物功能性提高不明顯，而且工藝復(fù)雜、流程長。而采用后者所制備的織物，功能性提高顯著，并且工藝簡單、流程短。其中，涂層法是織物后整理加工中一種非常重要的方法，它對功能性涂層劑的利用率高，織物的功能性提高顯著，工藝簡單，易于操作。因此，采用涂層法制備具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物是一個非常有效的途徑。石墨烯是一種新興的碳材料，其同時具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和阻燃性能，如果能將石墨烯整理到織物上，就可以一次整理使織物獲得兩種功能。但是，當(dāng)前國內(nèi)外極少有用石墨烯對織物進(jìn)行阻燃功能整理的相關(guān)報(bào)道。而利用石墨烯對織物進(jìn)行導(dǎo)電功能整理的技術(shù)中，通常是將需要整理的織物浸漬在氧化石墨烯分散液中，經(jīng)還原烘干后得到導(dǎo)電織物。但是該方法存在一些缺點(diǎn)，織物只能吸收很少量的石墨烯，而石墨烯較少時，織物的導(dǎo)電性能得不到明顯提高，無法達(dá)到使用要求。而如果通過添加交聯(lián)劑或者粘合劑的方式來增加石墨烯在織物上的吸附量，會嚴(yán)重影響織物的手感。如何采用合適的整理方法將石墨烯整理到織物上，織物經(jīng)一次整理后可同時獲得導(dǎo)電和阻燃功能；并且如何最大化地發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異性能來制備具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物材料，是功能性紡織材料制造
技術(shù)領(lǐng)域：
亟待解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物及其制備方法，采用本發(fā)明的方法，對普通織物同時賦予極佳的導(dǎo)電性能和阻燃性能，本發(fā)明提供的具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物制備方法簡單，安全，綠色環(huán)保，適合大批量生產(chǎn)。本發(fā)明提供了一種制備具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物的方法，包括以下步驟：(1)提供濃度為20-30mg/ml的氧化石墨烯水溶膠；(2)將步驟(1)得到的氧化石墨烯水溶膠涂覆到織物表面，得到具有氧化石墨烯涂層的織物；(3)將步驟(2)得到的具有氧化石墨烯涂層的織物浸漬于還原劑的水溶液中，在80-95℃下發(fā)生還原反應(yīng)，使氧化石墨烯還原成石墨烯，得到具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物。進(jìn)一步地，在步驟(1)中，采用改進(jìn)hummers法制備氧化石墨烯。以天然鱗片石墨為原料，采用改進(jìn)hummers法制備氧化石墨烯，洗滌、透析3-7天后得到氧化石墨烯水溶膠。透析時采用的透析袋的截留分子量為8000-14000da。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，采用涂層機(jī)進(jìn)行涂覆，涂覆速度為0.2cm/s-1cm/s，涂層厚度為0.05mm-0.25mm。進(jìn)一步地，涂層機(jī)包括托架和位于托架一端的刮刀，織物固定在托架上，氧化石墨烯水溶膠在刮刀的帶動下均勻涂覆于織物的表面。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，還包括在60℃-120℃下烘干涂覆后的織物的步驟。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，對織物進(jìn)行雙面涂覆。對織物首先進(jìn)行單面涂覆，然后在60℃-120℃下烘干，再對其進(jìn)行另一面的涂覆，然后在60℃-120℃下烘干。進(jìn)一步地，在步驟(2)中，織物為棉和/或蠶絲織物。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，還原劑為葡萄糖和/或l-抗壞血酸，此類還原劑無毒，且綠色環(huán)保。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，還原劑的水溶液的濃度為0.10mol/l-0.30mol/l。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，按照1:50-200的浴比進(jìn)行還原反應(yīng)。進(jìn)一步地，在步驟(3)中，還原反應(yīng)時間為1.5h-2.5h。本發(fā)明還提供了一種采用上述方法所制備的具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物。借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用涂層工藝，將高濃度的氧化石墨烯水溶膠整理到織物上；再通過還原反應(yīng)，將氧化石墨烯還原成石墨烯，賦予織物導(dǎo)電和阻燃功能。整理后的織物同時具備極佳的導(dǎo)電性能和阻燃性能，這樣的織物是制備阻燃可穿戴設(shè)備的優(yōu)良材料。本發(fā)明提供的制備具有導(dǎo)電阻燃涂層的織物的方法簡單，綠色環(huán)保，安全高效。附圖說明圖1是未經(jīng)本發(fā)明的方法處理的蠶絲織物的掃描電鏡圖；圖2是實(shí)施例8制備的導(dǎo)電阻燃蠶絲織物的掃描電鏡圖；圖3是實(shí)施例8制備的導(dǎo)電阻燃蠶絲織物連接led燈泡后的實(shí)物照片。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1以天然鱗片石墨為原料，采用改進(jìn)hummers法制備氧化石墨烯，洗滌后，選用截留分子量為8000-14000da的透析袋，透析3-7天后得到濃度為25mg/ml的氧化石墨烯水溶膠。其中，改進(jìn)hummers法參照文獻(xiàn)：marcanod.c.,etal.,improvedsynthesisofgrapheneoxide,acsnano,4(2010),8,pp.4806-4814中的方法進(jìn)行。將普通棉織物裁剪成20cm×40cm大小，固定于涂層小樣機(jī)的托架上，并將上述制備的氧化石墨烯水溶膠置于刮刀的一端，通過刮刀的運(yùn)動將氧化石墨烯水溶膠均勻?qū)γ蘅椢锏谋砻孢M(jìn)行單面涂覆，其中刮刀運(yùn)動的速度(即涂覆速度)為0.2cm/s，調(diào)節(jié)涂層厚度為0.05mm，將涂覆后的織物置于鼓風(fēng)干燥箱100℃烘10min。然后將上述單面涂層后的棉織物正反倒置后置于涂層小樣機(jī)托架上，將氧化石墨烯水溶膠均勻的倒置于刮刀一端，調(diào)節(jié)涂層速度為0.2cm/s，涂層厚度為0.05mm。將雙面均涂覆了氧化石墨烯水溶膠的織物置于鼓風(fēng)干燥箱100℃烘10min。這樣就得到涂層厚度為0.05mm的氧化石墨烯涂層棉織物。配置0.25mol/l的保險(xiǎn)粉水溶液，按照1：100的浴比，將上述氧化石墨烯涂層棉織物浸漬于保險(xiǎn)粉水溶液中，90℃下反應(yīng)2h，使氧化石墨烯還原成石墨烯，經(jīng)過還原工藝，得到石墨烯涂層棉織物導(dǎo)電阻燃材料。實(shí)施例2本實(shí)施例將涂層厚度調(diào)整為0.1mm，其他工藝均與實(shí)施例1相同，得到石墨烯涂層棉織物導(dǎo)電阻燃材料。實(shí)施例3本實(shí)施例將涂層厚度調(diào)整為0.2mm，其他工藝均與實(shí)施例1相同，得到石墨烯涂層棉織物導(dǎo)電阻燃材料。實(shí)施例4本實(shí)施例將涂層厚度調(diào)整為0.25mm，其他工藝均與實(shí)施例1相同，得到石墨烯涂層棉織物導(dǎo)電阻燃材料。實(shí)施例5本實(shí)施例將織物換為蠶絲織物，其他工藝均與實(shí)施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導(dǎo)電阻燃材料。實(shí)施例6本實(shí)施例將織物換為蠶絲織物，并將涂層厚度調(diào)整為0.1mm，其他工藝均與實(shí)施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導(dǎo)電阻燃材料。實(shí)施例7本實(shí)施例將織物換為蠶絲織物，并將涂層厚度調(diào)整為0.2mm，其他工藝均與實(shí)施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導(dǎo)電阻燃材料。實(shí)施例8本實(shí)施例將織物換為蠶絲織物，并將涂層厚度調(diào)整為0.25mm，其他工藝均與實(shí)施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導(dǎo)電阻燃材料。采用四探針方阻測試儀測試上述實(shí)施例1-8中得到的各石墨烯涂層織物的導(dǎo)電性能；然后通過極限氧指數(shù)儀測試上述各石墨烯涂層織物的阻燃性能，各實(shí)施例測試結(jié)果表1所示。表1石墨烯涂層織物導(dǎo)電阻燃材料的物理參數(shù)織物材質(zhì)涂層厚度(mm)表面電阻(ω/sq)極限氧指數(shù)(％)實(shí)施例1棉0.05420021.2實(shí)施例2棉0.190021.8實(shí)施例3棉0.253026.6實(shí)施例4棉0.2519829.8實(shí)施例5蠶絲0.05360028.8實(shí)施例6蠶絲0.170029.6實(shí)施例7蠶絲0.234437.5實(shí)施例8蠶絲0.2513143.5從表1可以看出，采用本發(fā)明的方法處理織物，織物可以一次整理同時獲得優(yōu)異的阻燃性能和導(dǎo)電性能，這樣的織物是制備阻燃可穿戴設(shè)備的優(yōu)異材料。此外，隨著涂層厚度的增加，織物的表面電阻逐漸降低，而織物的極限氧指數(shù)逐漸升高。其中實(shí)施例8得到石墨烯涂層蠶絲織物，表面電阻只有131ω/sq，極限氧指數(shù)高達(dá)43.5％，表明該織物具備了極佳的導(dǎo)電性能和阻燃性能。圖1是未經(jīng)本發(fā)明的方法處理的蠶絲織物的放大100倍的掃描電鏡圖；圖2是實(shí)施例8制備的導(dǎo)電阻燃蠶絲織物的放大100倍的掃描電鏡圖。對比圖1和圖2可發(fā)現(xiàn)，石墨烯經(jīng)涂層整理后均勻吸附在織物的表面。圖3是實(shí)施例8制備的導(dǎo)電阻燃蠶絲織物連接led燈泡實(shí)物照片。在3v電壓下，本發(fā)明實(shí)施例8制備的導(dǎo)電阻燃蠶絲織物可以作為導(dǎo)線，使led燈泡工作。說明該導(dǎo)電阻燃蠶絲織物具備有極佳的導(dǎo)電性能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12