CN106279732A - 一种基于石墨烯的抗静电薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于石墨烯的抗静电薄膜，由如下组份按质量份数制成：基料100；1,6‑二异氰酸己烷1.5‑6；N‑甲基乙醇胺1‑2；纳米石墨烯粉粒1‑10；分散剂1‑3；防水剂0.5‑3，其中，所述基料选自聚氨酯树脂、热塑性聚氨酯弹性体、聚醚砜树脂和聚四氟乙烯中的一种。本发明所提供的一种基于石墨烯的抗静电薄膜，由于其优异的防静电性能，可广泛应用于纺织物中，不仅满足人对穿着干爽舒适的要求，更赋予薄膜高效防静电、蓄热保暖、抗菌抑虫螨和防辐射的强大功效。

Description

一种基于石墨烯的抗静电薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于石墨烯的抗静电薄膜及其制备方法，属于功能性纺织面料技术领域。
背景技术
在当前工业生产工程中，静电危害成为影响产品质量和生产安全的重要因素，尤其电子、印刷、胶片、电子维修、石油、化工、粉尘工等领域对生产环境和生产安全防护的越来越重视，防静电服装和相关防静电织物材料越来越到的被用于各个行业，而且随着某些行业的特殊要求，对静电防护的要求也越来越严格。
现阶段市场上的主要防静电服装和织物主要是通过在织物中植入导电纤维（碳纤维、金属丝纤维）和通过防静电整理来达到防静电的目的，但是前者使用碳纤维和金属丝防静电材料造成织物过重、穿着不舒适、防静电效果不佳等缺点，而后者随着洗涤次数的增加，防静电效果减弱直至消失。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种基于石墨烯的抗静电薄膜及其制备方法，由于其优异的防静电性能和韧性好，可广泛应用于纺织物中，不仅满足人对穿着干爽舒适的要求，更赋予薄膜高效防静电、蓄热保暖、抗菌抑虫螨和电磁防护的强大功效。
本发明采用的技术方案是：
1、一种基于石墨烯的抗静电薄膜，其特征在于，由如下组份按质量份数制成：
基料 100
1,6-二异氰酸己烷 1.5-6
N-甲基乙醇胺 1-2
纳米石墨烯粉粒 1-10
分散剂 1-3
防水剂 0.5-3
其中，所述基料选自聚氨脂树脂、热塑性聚氨酯弹性体、聚醚砜树脂和聚四氟乙烯中的一种。
优选地，所述石墨稀和基料的比例我1～5:100。
上述的一种基于石墨烯的抗静电薄膜的制备方法，具体步骤如下：
步骤1、室温下，将反应釜的温度调至30—50℃，并将基料按量放入反应釜，启动搅拌桨，按量向反应釜内注入有机溶剂，在添加步骤完成后，保持搅拌桨匀速旋转一段时间后，混合成为第一树脂溶液；
步骤2、室温下，保持反应釜温度30—50℃，启动搅拌桨，按制定量，依次将1,6-二异氰酸己烷和N-甲基乙醇胺按缓慢投入步骤1中已调制好的第一树脂溶液，投入完毕后，保持搅拌桨的速度匀速旋转一段时间后，混合为第二树脂溶液；
步骤3、室温下，将反应釜温度调至30—50℃，启动搅拌桨，将石墨烯纳米颗粒按量投入上述步骤配制好的第二树脂溶液，投入完毕后保持搅拌桨1500-2000r/min的速度匀速旋转5-10min，制备为高分子无机物复合浆料；
步骤4、室温下，保持反应釜温度30—50℃，调整搅拌桨的速度由低速到高速，按量将分散剂及防水剂依次投入步骤3中配制好的高分子无机物复合浆料，投入完毕后保持搅拌桨1500-2000r/min的速度匀速旋转5-10min，高分子无机物复合制膜浆液分散搅拌完毕；
步骤5、室温下，将制备的高分子无机物复合制膜浆液，用100—200目尼龙网进行至少2次的过滤；然后将过滤后的高分子无机物复合制膜浆液静置进行脱泡处理；
步骤6、将上述处理后的高分子混合树脂按0.01-0.05mm的厚度涂覆于硅油离心纸表层；
步骤7、将步骤6中刮涂于硅油离型纸的高分子混合树脂在有张力状态下进行烘干，烘干时间为2—10分钟，且分如下四个阶段：
第一阶段：在60℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；第二阶段：在80℃的条件下，且在低速流动的空气氛围下进行；第三阶段：在100℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；第四阶段：在120℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；
步骤8、将所述通过烘干制备薄膜进行冷却分离分卷。
优选地，所述纳米石墨稀粉体按1-2:20配比溶于有机溶剂，经超声共混分散。
优选地，所述步骤1中有机溶剂为甲苯和二甲基甲酰胺按1-3:1混合而成。
优选地，静置脱泡处理时间为2-4小时。
有益效果：1、本发明创新的使用高分散改性石墨烯材料与聚氨酯树脂通过共混制膜，制成一种超薄防静电薄膜材料，然后与织物经行贴合，发明出一种新型的防静电织物材料，经过测试相关指标如电阻率低于现有传统防静电织物两个数量级，同时其也具有防辐射、防酸碱、阻燃等效果对一些特环境中工作的工种，起到全方位的防护作用，既保证了产品质量也杜绝了生产安全事故的发生。
2、本发明提供一种基于石墨烯材料的防静电功能薄膜材料，此聚氨酯基石墨烯薄膜具有均匀致密纳米级50—200nm的微孔，薄膜指标可以达到8000mmH2O静水压和22000g/㎡/24h透湿，完全可以满足人对穿着干爽舒适的要求，再结合石墨烯特性，更赋予薄膜高效防静电、蓄热保暖、抗菌抑虫螨和防辐射的强大功效。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：一种基于石墨烯材料的防静电功能薄膜材料，
步骤1、室温下，将反应釜的温度调至30—50℃，并将聚氨酯1Kg放入反应釜，启动搅拌桨，按量向反应釜内注入3L甲苯和2L DMF，在添加步骤完成后，保持搅拌桨匀速旋转10分钟，混合成为第一树脂溶液；
步骤2、室温下，保持反应釜温度30—50℃，启动搅拌桨，按制定量，依次将1,6-二异氰酸己烷30g和N-甲基乙醇胺30g按缓慢投入步骤1中已调制好的第一树脂溶液，溶剂投入完毕后，保持搅拌桨的速度匀速旋转10分钟，混合为第二树脂溶液；
步骤3、室温下，将反应釜温度调至30—50℃，启动搅拌桨，将石墨烯纳米颗粒30g溶于有机溶剂中按量投入上述步骤配制好的第二树脂溶液，投入完毕后保持搅拌桨2000r/min的速度匀速旋转10min，制备为高分子无机物复合浆料；
步骤4、室温下，保持反应釜温度30—50℃，调整搅拌桨的速度由低速到高速，按量将分散剂15g及防水剂10g依次投入步骤3中配制好的高分子无机物复合浆料，投入完毕后保持搅拌桨2000r/min的速度匀速旋转10min，高分子无机物复合制膜浆液分散搅拌完毕；
步骤5、室温下，将制备的高分子无机物复合制膜浆液，用100—200目尼龙网进行至少2次的过滤；然后将过滤后的高分子无机物复合制膜浆液静置进行脱泡处理，时间为2小时；
步骤6、将上述处理后的高分子混合树脂按0.04mm的厚度涂覆于硅油离心纸表层；
步骤7、将步骤6中刮涂于硅油离型纸的高分子混合树脂在有张力状态下进行烘干，烘干时间为10分钟，且分如下四个阶段：
第一阶段：在60℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；第二阶段：在80℃的条件下，且在低速流动的空气氛围下进行；第三阶段：在100℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；第四阶段：在120℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；
步骤8、将上述步骤7中通过烘干制备的薄膜进行冷却分离分卷。
采用上述一种基于石墨烯材料的防静电功能薄膜材料时，由于采用特定工艺所制作的微孔薄膜具有均匀致密微多孔，具有良好的防风透湿、防水透气性能，且膜面干爽；其次，该功能薄膜材料由结构单纯（碳C、氢H、氧O、氮N）焚化炉燃烧时，无空污问题，材料于土壤掩埋时受湿度及微生物作用，约5年后自然分解，属环保型材料；再次，用于防风透汽抑菌可降解有孔薄膜具有耐撕裂、耐磨、耐曲挠、韧性好等优秀的性能，同时还具有耐水、防电抗菌性和高指标的透湿性能，薄膜指标可以达到8000mmH2O静水压和22000g/㎡/24h透湿，完全可以满足人对穿着干爽舒适的要求。
以上描述是结合具体实施方式对本发明所做的进一步说明。但是，本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内容的情况下根据实际使用情况进行推广、演绎，因此，上述具体实施例的内容不应限制本发明确定的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于石墨烯的抗静电薄膜，其特征在于，由如下组份按质量份数制成：
基料 100
1,6-二异氰酸己烷 1.5-6
N-甲基乙醇胺 1-5
纳米石墨烯粉粒 1-10
分散剂 1-6
防水剂 0.5-6
其中，所述基料选自聚氨酯树脂、热塑性聚氨酯弹性体、聚醚砜树脂和聚四氟乙烯中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的抗静电薄膜的制备方法，具体步骤如下：
步骤1、室温下，将反应釜的温度调至30—50℃，并将基料按量放入反应釜，启动搅拌桨，按量向反应釜内注入有机溶剂，在添加步骤完成后，保持搅拌桨匀速旋转一段时间后，混合成为第一树脂溶液；
步骤2、室温下，保持反应釜温度30—50℃，启动搅拌桨，按制定量，依次将1,6-二异氰酸己烷和N-甲基乙醇胺按缓慢投入步骤1中已调制好的第一树脂溶液，溶剂投入完毕后，保持搅拌桨的速度匀速旋转一段时间后，混合为第二树脂溶液；
步骤3、室温下，将反应釜温度调至30—50℃，启动搅拌桨，将石墨烯纳米颗粒按量投入上述步骤配制好的第二树脂溶液，投入完毕后保持搅拌桨1500-2000r/min的速度匀速旋转5-10min，制备为高分子无机物复合浆料；
步骤4、室温下，保持反应釜温度30—50℃，调整搅拌桨的速度由低速到高速，按量将分散剂及防水剂依次投入步骤3中配制好的高分子无机物复合浆料，投入完毕后保持搅拌桨1500-2000r/min的速度匀速旋转5-10min，高分子无机物复合制膜浆液分散搅拌完毕；
步骤5、室温下，将制备的高分子无机物复合制膜浆液，用100—200目尼龙网进行至少2次的过滤；然后将过滤后的高分子无机物复合制膜浆液静置进行脱泡处理；
步骤6、将上述处理后的高分子混合树脂按0.01-0.05mm的厚度涂覆于硅油离心纸表层；
步骤7、将步骤6中刮涂于硅油离型纸的高分子混合树脂在有张力状态下进行烘干，烘干时间为2—10分钟，且分如下四个阶段：
第一阶段：在60℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；第二阶段：在80℃的条件下，且在低速流动的空气氛围下进行；第三阶段：在100℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；第四阶段：在120℃的条件下，且在高速流动的空气氛围下进行；
步骤8、将所述通过烘干制备薄膜进行冷却分离分卷。
3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的抗静电薄膜，其特征在于，所述石墨稀和基料的比例我1～5:100。
4.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的抗静电薄膜，其特征在于，所述纳米石墨稀粉体按1-2:20配比溶于有机溶剂，经超声共混分散。
5.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的抗静电薄膜制备工艺，其特征在于，所述步骤1中有机溶剂为甲苯和二甲基甲酰胺按1-3:1混合而成。
6.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的抗静电薄膜制备工艺，其特征在于，所述步骤5中，静置脱泡处理时间为2-4小时。
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