本發(fā)明涉及功能性紡織材料制造
技術領域：
，尤其涉及一種具有導電阻燃涂層的織物及其制備方法。
背景技術：
：智能紡織品是將電子信息，計算機技術和通信技術集成在紡織品中，賦予紡織品智能化和信息化功能?？纱┐髟O備是智能紡織品的一大終端產品，在時裝，體育競技，醫(yī)療保健等領域都有著廣泛的應用。隨著科技和社會的進步，人類對可穿戴設備的阻燃性要求越來越高。例如：消防員使用的可穿戴設備，以及技術人員在禁煙禁火的操作車間內使用的可穿戴設備，都對可穿戴設備有著較高的阻燃要求。因此，開發(fā)具有導電阻燃涂層的織物來制備阻燃可穿戴設備具有有廣闊市場前景。當前，制備具有導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，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，當前國內外極少有用石墨烯對織物進行阻燃功能整理的相關報道。而利用石墨烯對織物進行導電功能整理的技術中，通常是將需要整理的織物浸漬在氧化石墨烯分散液中，經還原烘干后得到導電織物。但是該方法存在一些缺點，織物只能吸收很少量的石墨烯，而石墨烯較少時，織物的導電性能得不到明顯提高，無法達到使用要求。而如果通過添加交聯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，織物經一次整理后可同時獲得導電和阻燃功能；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電阻燃涂層的織物材料，是功能性紡織材料制造
技術領域：
亟待解決的問題。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有導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電性能和阻燃性能，本發(fā)明提供的具有導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。本發(fā)明提供了一種制備具有導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，使氧化石墨烯還原成石墨烯，得到具有導電阻燃涂層的織物。進一步地，在步驟(1)中，采用改進hummers法制備氧化石墨烯。以天然鱗片石墨為原料，采用改進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。進一步地，在步驟(2)中，采用涂層機進行涂覆，涂覆速度為0.2cm/s-1cm/s，涂層厚度為0.05mm-0.25mm。進一步地，涂層機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。進一步地，在步驟(2)中，對織物進行雙面涂覆。對織物首先進行單面涂覆，然后在60℃-120℃下烘干，再對其進行另一面的涂覆，然后在60℃-120℃下烘干。進一步地，在步驟(2)中，織物為棉和/或蠶絲織物。進一步地，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。進一步地，在步驟(3)中，按照1:50-200的浴比進行還原反應。進一步地，在步驟(3)中，還原反應時間為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：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，將氧化石墨烯還原成石墨烯，賦予織物導電和阻燃功能。整理后的織物同時具備極佳的導電性能和阻燃性能，這樣的織物是制備阻燃可穿戴設備的優(yōu)良材料。本發(fā)明提供的制備具有導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是未經本發(fā)明的方法處理的蠶絲織物的掃描電鏡圖；圖2是實施例8制備的導電阻燃蠶絲織物的掃描電鏡圖；圖3是實施例8制備的導電阻燃蠶絲織物連接led燈泡后的實物照片。具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例1以天然鱗片石墨為原料，采用改進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hummers法參照文獻：marcanod.c.,etal.,improvedsynthesisofgrapheneoxide,acsnano,4(2010),8,pp.4806-4814中的方法進行。將普通棉織物裁剪成20cm×40cm大小，固定于涂層小樣機的托架上，并將上述制備的氧化石墨烯水溶膠置于刮刀的一端，通過刮刀的運動將氧化石墨烯水溶膠均勻對棉織物的表面進行單面涂覆，其中刮刀運動的速度(即涂覆速度)為0.2cm/s，調節(jié)涂層厚度為0.05mm，將涂覆后的織物置于鼓風干燥箱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托架上，將氧化石墨烯水溶膠均勻的倒置于刮刀一端，調節(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粉水溶液中，90℃下反應2h，使氧化石墨烯還原成石墨烯，經過還原工藝，得到石墨烯涂層棉織物導電阻燃材料。實施例2本實施例將涂層厚度調整為0.1mm，其他工藝均與實施例1相同，得到石墨烯涂層棉織物導電阻燃材料。實施例3本實施例將涂層厚度調整為0.2mm，其他工藝均與實施例1相同，得到石墨烯涂層棉織物導電阻燃材料。實施例4本實施例將涂層厚度調整為0.25mm，其他工藝均與實施例1相同，得到石墨烯涂層棉織物導電阻燃材料。實施例5本實施例將織物換為蠶絲織物，其他工藝均與實施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導電阻燃材料。實施例6本實施例將織物換為蠶絲織物，并將涂層厚度調整為0.1mm，其他工藝均與實施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導電阻燃材料。實施例7本實施例將織物換為蠶絲織物，并將涂層厚度調整為0.2mm，其他工藝均與實施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導電阻燃材料。實施例8本實施例將織物換為蠶絲織物，并將涂層厚度調整為0.25mm，其他工藝均與實施例1相同，得到石墨烯涂層蠶絲織物導電阻燃材料。采用四探針方阻測試儀測試上述實施例1-8中得到的各石墨烯涂層織物的導電性能；然后通過極限氧指數儀測試上述各石墨烯涂層織物的阻燃性能，各實施例測試結果表1所示。表1石墨烯涂層織物導電阻燃材料的物理參數織物材質涂層厚度(mm)表面電阻(ω/sq)極限氧指數(％)實施例1棉0.05420021.2實施例2棉0.190021.8實施例3棉0.253026.6實施例4棉0.2519829.8實施例5蠶絲0.05360028.8實施例6蠶絲0.170029.6實施例7蠶絲0.234437.5實施例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)異的阻燃性能和導電性能，這樣的織物是制備阻燃可穿戴設備的優(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逐漸升高。其中實施例8得到石墨烯涂層蠶絲織物，表面電阻只有131ω/sq，極限氧指數高達43.5％，表明該織物具備了極佳的導電性能和阻燃性能。圖1是未經本發(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是實施例8制備的導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，石墨烯經涂層整理后均勻吸附在織物的表面。圖3是實施例8制備的導電阻燃蠶絲織物連接led燈泡實物照片。在3v電壓下，本發(fā)明實施例8制備的導電阻燃蠶絲織物可以作為導線，使led燈泡工作。說明該導電阻燃蠶絲織物具備有極佳的導電性能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁12