CN103469555B - 一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法 - Google Patents
一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，其特点是：将石墨烯溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；将石墨烯遮蔽剂溶液置于浸轧机浸液槽中，织物基布在室温条件下通过二浸二轧工序，将石墨烯遮蔽剂浸轧到织物上；将浸轧石墨烯遮蔽剂的各类织物置于高温烘箱中进行烘干，其中高温烘箱温度为75～95℃，高温固着时间为5～30分钟；制得防紫外线防电磁辐射的石墨烯涂层织物。工艺简单，易于操作，且产量较高，生产的纺织面料具有优异的防紫外线、抗静电功能。
Description
技术领域
本发明属于纺织产品制造技术领域，具体涉及防护功能的纺织面料加工技术，具体说是一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法。
背景技术
人体皮肤是承担着保护身体、排汗、感觉冷热和压力的功能器官，最容易受到外界物理性、机械性、化学性的侵袭，当长时间受高强度太阳光照射时，皮肤组织会受到不同程度的破坏和伤害，太阳光谱中紫外线是伤害皮肤的主要光线，其波长范围在200～400 nm之间。国际照明委员会(CIE)将紫外线光波按波长范围分为近紫外线、远紫外线和超短紫外线。近紫外线称为A段(UVA：320～400 nm)，紫外线的主要成分（占紫外线总量的95%～98%），能量较小，能穿透真皮、使人体皮肤过早老化，失去弹性，出现皱纹。远紫外线简称B段(UVB：280～320 nm)，仅占紫外线总量的2%～5%，可穿透皮肤几毫米，长期照射会使人的皮肤产生黑色素，出现晒黑和晒斑。如果晒黑和晒斑反复发生，会增加患黑色素瘤的危险，然而，中波紫外线UVB部分被臭氧层吸收，所以长波紫外线UVA对人体的危害最为显著。超短紫外线简称C段(UVC：200～280 nm)，能量最大，但几乎被臭氧层完全吸收，对人类不会造成伤害。所以，开发具有防紫外线功能的纺织面料及其制品对有效遮蔽紫外线对皮肤的损伤具有重要意义，市场前景广阔。
目前，紫外线遮蔽剂可分为两种，一种为无机类紫外线反射剂，作用机理主要是对紫外线进行反射和散射，以阻止其进入人体皮肤，紫外线透射率较低的反射剂为二氧化钛、氧化锌，较为常用；另一种是有机类紫外线吸收剂，主要是对紫外线具有吸收作用，此类吸收剂的共同点是在结构上都含有羟基，在形成稳定氢键、氢键螯合环等过程中能吸收紫外线能量转变成热能散失，国内市场上常用的有机类紫外线吸收剂是二苯甲酮类和苯并三唑类。上述两类遮蔽剂通过共混纺丝和后整理方法制备防紫外线织物，对于无机类反射剂，其较大的比表面积可以对紫外线产生漫反射，以达到防紫外线效果，但其防紫外线效果的稳定性和效率有待提高；对于部分有机类吸收剂具有一定的毒性，不适合与人体皮肤长时间接触。
石墨烯是一种新型碳纳米轻质材料，具有独特的单原子层二维晶体结构，巨大的比表面积，由于其超高的强度、电导率、热导率、反射性等特性而得到广泛研究，石墨烯二维平面结构对各类光线的反射效率高、遮蔽效果理想。到目前为止，将石墨烯优异的防紫外线特性和理想的抗静电性能用于功能性纺织品的研究和发明尚未见报道。
如何研究一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，将石墨烯优异的防紫外线特性和理想的抗静电性能用于功能性纺织品，这是目前亟待解决的技术课题。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，工艺简单，易于操作，且产量较高，生产的纺织面料具有优异的防紫外线、抗静电功能。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，其特征在于，包括依次进行的遮蔽剂混合工序、浸轧工序及高温固着工序；
所述遮蔽剂混合工序：将石墨烯溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：石墨烯溶液30%～60%，水溶性聚氨酯溶液40%～70%。
所述浸轧工序：将石墨烯遮蔽剂溶液置于浸轧机浸液槽中，各类织物基布在室温条件下通过二浸二轧工序，将石墨烯遮蔽剂浸轧到织物上；其中，各类织物的轧余率为60%～80%。
所述高温固着工序：将浸轧石墨烯遮蔽剂的各类织物置于高温烘箱中进行烘干，其中高温烘箱温度为75～95℃，高温固着时间为5～30分钟；
制得防紫外线防电磁辐射的石墨烯涂层织物。
对上述技术方案的改进：所述屏蔽剂混合工序中，所述石墨烯溶液中石墨烯固含量为1%～5%，水溶性聚氨酯溶液中聚氨酯固含量为30%～50%。
对上述技术方案的进一步改进：所述防紫外线防电磁辐射的石墨烯涂层织物的紫外光透过率≤5%，紫外线防护系数≥30，表面比电阻≤106Ω/m2。
对上述技术方案的进一步改进：所述的石墨烯涂层织物为石墨烯涂层纯棉织物或石墨烯涂层纯涤纶织物。
本发明与现有技术相比有许多优点和积极效果：
本发明制备方法的生产工艺简单，易于操作，且产量较高；本发明方法制备的防紫外线防电磁辐射的石墨烯涂层织物的紫外光透过率（UVA）≤5%，紫外线防护系数（UPF）≥30，表面比电阻≤106Ω/m2, 按照标准GB/T 18830-2002，已达到防紫外线产品标准。具有优异的防紫外线、抗静电功能，可用于防紫外线太阳伞、具有抗静电功能的服装等功能性纺织品。
附图说明
图1 是经本发明实施例1制备的纯棉织物紫外线透过率曲线坐标图；
图2是经本发明实施例2制备的纯涤纶织物紫外线透过率曲线坐标图。
具体实施方式
下面结合具体的实施实例对本发明做进一步的说明。
本发明涉及一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法的实施方式如下，包括依次进行的遮蔽剂混合工序、浸轧工序及高温固着工序；
所述遮蔽剂混合工序：将石墨烯溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：石墨烯溶液30%～60%，水溶性聚氨酯溶液40%～70%。
所述浸轧工序：将石墨烯遮蔽剂溶液置于浸轧机浸液槽中，各类织物基布在室温条件下通过二浸二轧工序，将石墨烯遮蔽剂浸轧到织物上；其中，各类织物的轧余率为60%～80%。
所述高温固着工序：将浸轧石墨烯遮蔽剂的各类织物置于高温烘箱中进行烘干，其中高温烘箱温度为75～95℃，高温固着时间为5～30分钟；
制得防紫外线防电磁辐射的石墨烯涂层织物。
本发明的具体实施例如下：
实施例1：一种防紫外线防电磁辐射纯棉纺织面料的制备方法，包括如下工序：
（1）石墨烯遮蔽剂混合工序：将石墨烯溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：石墨烯溶液30%，水溶性聚氨酯溶液70%；其中，石墨烯溶液中石墨烯固含量为2%，水溶性聚氨酯溶液中聚氨酯固含量为50%。
（2）浸轧工序：将石墨烯遮蔽剂溶液置于浸轧机浸液槽中，纯棉织物作为基布在室温条件下通过二浸二轧工序，将石墨烯遮蔽剂浸轧到纯棉织物上；其中，纯棉织物的轧余率为80%。
（3）高温固着工序：将浸轧石墨烯遮蔽剂的纯棉织物置于高温烘箱中进行烘干，其中高温烘箱温度为80℃，高温固着时间为30分钟。
经测试，未经涂层处理纯棉织物的紫外光透过率UVA= 29.30%，UVB= 21.29%，紫外线防护系数（UPF）=4.26，表面比电阻=5×108Ω/m2。本实施例1所制得的石墨烯涂层纯棉织物的紫外光透过率UVA= 3.48%，UVB= 3.03%，紫外线透过率曲线如图1所示，紫外线防护系数（UPF）=32.23，表面比电阻=5×106Ω/m2。
图1中,（a）为纯棉织物；（b）为本发明的石墨烯涂层纯棉织物。
实施例2：一种防紫外线防电磁辐射纯涤纶纺织面料的制备方法，包括如下工序：
（1）石墨烯遮蔽剂混合工序：将石墨烯溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：石墨烯溶液40%，水溶性聚氨酯溶液60%；其中，石墨烯溶液中石墨烯固含量为2%，水溶性聚氨酯溶液中聚氨酯固含量为50%。
（2）浸轧工序：将石墨烯遮蔽剂溶液置于浸轧机浸液槽中，纯涤纶织物作为基布在室温条件下通过二浸二轧工序，将石墨烯遮蔽剂浸轧到纯涤纶织物上；其中，涤纶织物的轧余率为80%。
（3）高温固着工序：将浸轧石墨烯遮蔽剂的纯涤纶织物置于高温烘箱中进行烘干，其中高温烘箱温度为90℃，高温固着时间为10分钟。
经测试，未经涂层处理纯涤纶织物的紫外光透过率UVA=11.24%，UVB=8.53%，紫外线防护系数（UPF）=11.02，表面比电阻=8×1012Ω/m2。实施例2所制得的石墨烯涂层纯涤纶织物的紫外光透过率UVA=4.84%，UVB=4.05%，紫外线透过率曲线如图2所示，紫外线防护系数（UPF）=26.03，表面比电阻=8×106Ω/m2。
图2中,（a）代表纯涤纶织物；（b）代表本发明的石墨烯涂层纯涤纶织物。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1. 一种防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，其特征在于，包括依次进行的遮蔽剂混合工序、浸轧工序及高温固着工序；
所述遮蔽剂混合工序：将石墨烯溶液震荡分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分搅拌；其原料的重量百分比为：石墨烯溶液30%～60%，水溶性聚氨酯溶液40%～70%；
所述浸轧工序：将石墨烯遮蔽剂溶液置于浸轧机浸液槽中，各类织物基布在室温条件下通过二浸二轧工序，将石墨烯遮蔽剂浸轧到织物上；其中，各类织物的轧余率为60%～80%；
所述高温固着工序：将浸轧石墨烯遮蔽剂的各类织物置于高温烘箱中进行烘干，其中高温烘箱温度为75～95℃，高温固着时间为5～30分钟；制得防紫外线防电磁辐射的石墨烯涂层织物。
2.按照权利要求1防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，其特征在于，所述遮蔽剂混合工序中，所述石墨烯溶液中石墨烯固含量为1%～5%，水溶性聚氨酯溶液中聚氨酯固含量为30%～50%。
3.按照权利要求1或2防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，其特征在于，所述防紫外线防电磁辐射的石墨烯涂层织物的紫外光透过率≤5%，紫外线防护系数≥30，表面比电阻≤106Ω/m2。
4.按照权利要求1或2所述的防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯涂层织物为石墨烯涂层纯棉织物或石墨烯涂层纯涤纶织物。
5.按照权利要求3所述的防紫外线抗静电石墨烯涂层纺织面料的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯涂层织物为石墨烯涂层纯棉织物或石墨烯涂层纯涤纶织物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20131225 Assignee: Shengquan Group Co., Ltd., Ji'nan City Assignor: Qingdao University Contract record no.: 2016370000009 Denomination of invention: Preparation method of ultraviolet-proof antistatic graphene coating textile fabric Granted publication date: 20150422 License type: Exclusive License Record date: 20160310 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model |