CN107119372A - 高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法，所述面料由经纱和纬纱纺织得到；所述经纱和纬纱中的至少一种为石墨烯纱线；所述石墨烯纱线包括以下质量百分含量的各组分：石墨烯纤维40‑50％；其他纤维50‑60％。本发明还提供了该面料的制备方法，突破传统抗紫外性能面料的制作方法，采用新型的石墨纤维材料，进一步加强吸收抗紫外性能，使面料在染整过程中不使用抗紫外屏蔽剂，不做图层处理，不受水洗次数的影响，达到永久性的抗紫外性能。因此，本发明具有永久性抗紫外线效果，材料新颖，实用性强，可广泛应用在运动、泳装、环卫、帐篷、军工、土木等方面。

Description

高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，具体地说，涉及一种高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高，工业现代化的进步，纺织功能纺织品的发展，以及可用耕地面积的减少，都要求纺织品开发的方向趋向于功能健康化、节能环保化和时尚美观化。因此在“十二五”期间，再生纤维得到大量的应用，天然纤维的缺陷由再生纤维来弥补，而再生纤维的功能健康化是我们近些年纺织领域的研究主题。功能性纤维可以有效地提高其纺织产品的附加值，提升纺织产品的功能和档次，满足多元化的服用需求，所以开发和设计新型的功能性纤维已成为纺织行业研究热点，其中包括耐高温阻燃、抗菌防臭、冰凉触感、吸湿发热、抗静电、防紫外线、磁疗保健及绿色环保等功能性纤维。其中开发有效屏蔽紫外线的功能织物，已经成为国际化纤纺织业的热点。
现有技术中，专利文献CN10393840A中公开了一种抗紫外线面料，其采用由木纤维和竹纤维混合形成抗紫外线面料层。但其抗紫外线效果不强，且持续效果不佳。专利文献CN10601220A中公开了一种耐水性衬衫用面料，其公开了由经纱和纬纱交织纺织而成，所述经纱包括以下重量份的原料：氧化石墨烯2-4份、棉纤维25-32份、艾草纤维11-15份、侧柏叶纤维5-8份、墨旱莲纤维5-8份、十二烷基磺酸钠1-2份、鹿衔草纤维6-10份、地耳草纤维6-10份、纳米氢氧化铝1-2份；所述纬纱包括以下重量份的原料：棉纤维30-38份、磁疗纤维4-8份、乙氧基月桂酷胺0.5-2份、钩藤纤维8-13份、2、3-二溴丙基1-2份、竹纤维8-13份、百芯草纤维5-7份、开米儿纤维5-7份、云龙桑叶纤维5-7份。该方法只是将氧化石墨烯直接加入到天然纤维中，由于加入组分过多，石墨烯分散不均匀容易导致石墨烯的功能无法真正发挥。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法。本发明主要是将石墨烯纤维加入后，利用石墨烯纤维的长久性超强抗紫外性，解决市面上抗紫外面料，抗紫外性能效果差，不耐久的问题，可普遍应用到家纺、户外、军工中。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料，所述面料由经纱和纬纱纺织得到；所述经纱和纬纱中的至少一种为石墨烯纱线；所述石墨烯纱线包括以下质量百分含量的各组分：
石墨烯纤维40-50％；
其他纤维50-60％。
优选地，所述纬纱为石墨烯纱线，所述的经纱为涤纶纱线、尼龙纱线、腈纶纱线、棉纱线、麻纱线、黏胶纱线中的一种或其混纺纱线。
优选地，所述的纬纱和经纱均为石墨烯纱线。
优选地，所述石墨烯纤维为石墨烯锦纶长丝、石墨烯尼龙混纺纱线、石墨烯涤纶长丝、石墨烯涤纶混纺纱线中的一种或其组合物。
优选地，所述石墨烯纤维中，石墨烯质量含量为3-10％；所述石墨烯纤维采用的石墨烯原料为石墨烯、氧化石墨烯、氨基改性石墨烯中的一种或者其组合物；
所述的石墨烯纤维采用熔融纺丝法、干法纺丝法、静电纺丝法、溶液纺丝法中的一种方法制得。
优选地，所述其他纤维包括其他纤维包括棉纤维、黏胶纤维、蚕丝纤维、天丝纤维、亚麻纤维中的一种或几种。
本发明还提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，包括以下步骤：
A1、准备经纱和纬纱，利用织机进行织造；
A2、织造完成后退浆；
A3、在90-100℃下保温40-45分钟；
A4、染色；
A5、利用清水进行清洗；
A6、脱水烘干；
A7、进行定型；
A8、进行压光，即得。
优选地，步骤A1中，所述织造时上机幅宽为147cm，上机纬密为152/in，利用穿棕法1-12页顺穿，文版采用平纹织造。采用平纹织造更利于石墨烯与光的接触，更利于对紫外的吸收。
优选地，所述步骤A3中，在90-95℃下保温40-45分钟，浴比：1:10-15，溶液PH值控制在4-5；所述步骤A4中，染色温度不能高于90℃；染色温度如高于90℃会引起改性石墨烯的变性，影响面料性能效果。
优选地，所述步骤A6中，利用定型机烘干，温度90-95℃，烘干时间5-110分钟；温度不能高于95℃，否侧影响石墨烯的性能。
所述步骤A7中，定型时加适量防水剂和柔软剂，带液率2％，在100℃下，以布料传输速度2-3m/min进行定型；若带液率高于2％，在石墨烯表面形成一层膜，影响石墨烯对光的吸收。
所述步骤A8中，在90-100℃下进行压光。若高于100℃将造成织物表面变黑，影响性能。
本发明采用的是将石墨烯与涤纶、尼龙等化纤结合，利用在纺丝阶段加入，混合均匀，保证了石墨烯能均匀的分布在纤维表面，再利用特殊的织造使纤维均匀的分布在面料表面，特殊的处理工艺将石墨烯与纤维结合，使石墨烯在纤维表面裸露最大化，增大石墨烯吸收紫外的能力，极大的提高抗紫外能力，同时由于与纤维结合，不存在牢度的问题，可以高效持久的提供抗紫外能力。
本发明突破传统抗紫外性能面料的制作方法，采用新型的石墨烯纤维材料，进一步加强吸收抗紫外性能，使面料在染整过程中不使用抗紫外屏蔽剂，不做图层处理，不受水洗次数的影响，达到永久性的抗紫外性能。因此，本发明具有永久性抗紫外线效果，材料新颖，实用性强。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1)本发明相比普通抗紫外面料，能提供高效长久性抗紫外效果，不受染整、水洗次数的影响。
2)本发明的抗紫外系能比普通抗紫外面料的抗紫外效果高出很多。
3)本发明可广泛的应用到家纺、户外运动、泳装、环卫、交警、帐篷、土工布、军工产品中。
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。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料，所述面料由经纱和纬纱纺织得到；所述纬纱为石墨烯纱线；所述石墨烯纱线包括以下质量百分含量的各组分：石墨烯石墨烯尼龙混纺纱线40％；棉纤维60％。石墨烯石墨烯尼龙混纺纱线中，石墨烯质量含量为3％；采用的石墨烯原料为石墨烯。所述的石墨烯纤维采用熔融纺丝法制得。所述的经纱为涤纶纱线。
所述高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，包括以下步骤：
A1、准备经纱和纬纱，利用织机进行织造；织造时上机幅宽为147cm，上机纬密为152/in，利用穿棕法1-12页顺穿，文版采用平纹织造。
A2、织造完成后退浆。
A3、在90-90℃下保温40-45分钟；控制PH值为4-5。
A4、染色；染色温度90℃。
A5、利用清水进行清洗。
A6、脱水烘干；利用定型机烘干，温度90℃，烘干时间30分钟。
A7、进行定型；定型时加适量防水剂和柔软剂，带液率2％，在100℃下，以布料传输速度2-3m/min进行定型。
A8、在90℃下进行压光，即得。
实施例2
本实施例提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料，所述面料由经纱和纬纱纺织得到；所述纬纱为石墨烯纱线；所述石墨烯纱线包括以下质量百分含量的各组分：石墨烯涤纶长丝45％；黏胶纤维55％。石墨烯涤纶长丝中，石墨烯质量含量为4.5％；采用的石墨烯原料为氧化石墨烯。所述的石墨烯纤维采用干法纺丝法制得。所述的经纱为尼龙纱线。
所述高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，包括以下步骤：
A1、准备经纱和纬纱，利用织机进行织造；织造时上机幅宽为147cm，上机纬密为152/in，利用穿棕法1-12页顺穿，文版采用平纹织造。
A2、织造完成后退浆。
A3、在90-90℃下保温40-45分钟；控制PH值为4-5。
A4、染色；染色温度80℃。
A5、利用清水进行清洗。
A6、脱水烘干；利用定型机烘干，温度90℃，烘干时间100分钟。
A7、进行定型；定型时加适量防水剂和柔软剂，带液率2％，在100℃下，以布料传输速度2-3m/min进行定型。
A8、在90℃下进行压光，即得。
实施例3
本实施例提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料，所述面料由经纱和纬纱纺织得到；所述纬纱和经纱均为石墨烯纱线；所述石墨烯纱线包括以下质量百分含量的各组分：石墨烯尼龙混纺纱线50％；蚕丝纤维40％。石墨烯尼龙混纺纱线中，石墨烯质量含量为5％；采用的石墨烯原料为氨基改性石墨烯。所述的石墨烯纤维采用溶液纺丝法制得。所述的经纱为腈纶纱线。
所述高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，包括以下步骤：
A1、准备经纱和纬纱，利用织机进行织造；织造时上机幅宽为147cm，上机纬密为152/in，利用穿棕法1-12页顺穿，文版采用平纹织造。
A2、织造完成后退浆。
A3、在90-90℃下保温40-45分钟；控制PH值为4-5。
A4、染色；染色温度70℃。
A5、利用清水进行清洗。
A6、脱水烘干；利用定型机烘干，温度95℃，烘干时间60分钟。
A7、进行定型；定型时加适量防水剂和柔软剂，带液率2％，在100℃下，以布料传输速度2-3m/min进行定型。
A8、在100℃下进行压光，即得。
对比例1
本对比例提供了一种普通梭织面料的制备方法，其与实施例1相比，差别仅在于：本对比例采用的纬纱为普通尼龙混纺纱线。
对比例2
本对比例提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法，其余实施例3相比，差别仅在于：本对比例采用的制备方法中，步骤A7的带液率为5％。
对比例3
本对比例提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法，其余实施例3相比，差别仅在于：本对比例采用的制备方法中，步骤A5的染色温度为95℃。
对比例4
本对比例提供了一种高效长久石墨烯抗紫外面料及其制备方法，其余实施例3相比，差别仅在于：本对比例采用的石墨烯原料为溴代十二烷改性石墨烯。
效果验证
将上述实施例和对比例制得的面料进行测试，其结果UPF值如表1所示。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效长久石墨烯抗紫外面料，其特征在于，所述面料由经纱和纬纱纺织得到；所述经纱和纬纱中的至少一种为石墨烯纱线；所述石墨烯纱线包括以下质量百分含量的各组分：
石墨烯纤维 40-50％；
其他纤维 50-60％。
2.根据权利要求1所述的高效长久石墨烯抗紫外面料，其特征在于，所述纬纱为石墨烯纱线，所述的经纱为涤纶纱线、尼龙纱线、腈纶纱线、棉纱线、麻纱线、黏胶纱线中的一种或其混纺纱线。
3.根据权利要求1所述的高效长久石墨烯抗紫外面料，其特征在于，所述的纬纱和经纱均为石墨烯纱线。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高效长久石墨烯抗紫外面料，其特征在于，所述石墨烯纤维为石墨烯锦纶长丝、石墨烯尼龙混纺纱线、石墨烯涤纶长丝、石墨烯涤纶混纺纱线中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求4所述的高效长久石墨烯抗紫外面料，其特征在于，所述石墨烯纤维中，石墨烯质量含量为3-10％，所述石墨烯纤维采用的石墨烯原料为石墨烯、氧化石墨烯、氨基改性石墨烯中的一种或者几种的组合物；
所述的石墨烯纤维采用熔融纺丝法、干法纺丝法、静电纺丝法、溶液纺丝法中的一种方法制得。
6.根据权利要求1所述的高效长久石墨烯抗紫外面料，其特征在于，所述其他纤维包括棉纤维、黏胶纤维、蚕丝纤维、天丝纤维、亚麻纤维中的一种或几种。
7.一种根据权利要求1所述的高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、准备经纱和纬纱，利用织机进行织造；
A2、织造完成后退浆；
A3、在90-100℃下保温40-45分钟；
A4、染色；
A5、利用清水进行清洗；
A6、脱水烘干；
A7、进行定型；
A8、进行压光，即得。
8.根据权利要求7所述的高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述织造时上机幅宽为147cm，上机纬密为152/in，利用穿棕法1-12页顺穿，文版采用平纹织造。
9.根据权利要求7所述的高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，其特征在于，所述步骤A3中，在90-95℃下保温40-45分钟，浴比：1:10-15，溶液PH值控制在4-5；所述步骤A4中，染色温度不能高于90°。
10.根据权利要求7所述的高效长久石墨烯抗紫外面料的制备方法，其特征在于，所述步骤A6中，利用定型机烘干，温度90-95℃，烘干时间5-110分钟；
所述步骤A7中，定型时加适量防水剂和柔软剂，带液率2％，在100℃下，以布料传输速度2-3m/min进行定型；
所述步骤A8中，在90-100℃下进行压光。
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