CN110240831B - 一种石墨烯功能性导电织物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：⑴将基体织物浸渍洗涤，得到湿度为30%的织物；⑵制备石墨烯导电油墨：将石墨烯与去离子水混合配制成100~140mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂搅拌，制得石墨烯导电油墨；⑶采用印刷法将石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物；⑷制备液态涂料：将树脂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂和去离子水混合分散，得到液态涂料；⑸通过刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。本发明方法简单、成本低廉，制得的石墨烯功能性导电织物、导电性优良。
Description
技术领域
本发明涉及柔性功能导电材料制备领域，尤其涉及一种石墨烯功能性导电织物的制备方法。
背景技术
导电织物作为一种新型的功能纺织品，在医疗健康、电磁屏蔽、传感器、柔性电子器件等领域具有广泛的应用前景。传统导电材料多以金属、金属氧化物为主，但材料本身柔韧性差，因而使用范围受到很大限制，且不符合导电材料应用在可弯曲、可穿戴领域的发展趋势。石墨烯由于其优异的电学性能和柔韧性，已逐渐成为高性能导电织物的添加剂材料。而织物相比于纸张、塑料等柔性基底具有更好的灵活性、透气性和耐磨性，可以进行弯曲、扭转、摩擦等力学运动，将成为制备可穿戴柔性电子设备的理想载体。
目前市场上的导电织物可通过以下多种途径获得：
(a)纺丝法：将某些高分子化合物制成胶体溶液或熔化成熔体后由喷丝头细孔喷出形成化学纤维的过程。如专利CN 107503000 A中将聚丙烯腈溶解在溶剂中形成纺丝溶液，将纺丝溶液进行静电纺丝，采用水浴集束接受装置，得到丝网，经导丝器和卷绕装置收集后牵引、烘干、预交联及碳化，得到导电性良好的纳米碳纤维丝束。该法获得的纤维仅限于化学纤维，且纺丝过程中需要特定的溶剂使纺丝聚合物溶解，如：N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等溶剂具有一定的毒性。在纺纱过程中，混纺比不当会造成很大浪费，增加了纺织工艺的难度，而且后处理繁琐，条件苛刻，所得导电织物电导率仅有8.7S/m。
(b)涂层法：通过在纺织品表面涂覆导电物质（如：石墨烯、还原氧化石墨烯、金属纳米颗粒）形成导电织物，该法一般有浸渍和浸轧两种，但由于氧化石墨烯和石墨烯均难以制成高浓度溶液，一次浸渍或浸轧后织物表面沉积的石墨烯数量有限，为提高织物的导电性往往采取多次浸渍、浸轧和还原的方式，过程复杂且石墨烯的利用率较低，生产成本高。如：专利CN 104313872 A中，采用对苯二胺接枝氧化石墨烯，然后对织物浸渍和还原处理，并与高分子导电聚合物单体共价结合，制备耐洗的石墨烯/聚苯胺共价结合柔性导电织物，表面电阻高达0.297～1.246kΩ·cm-1。
(c)抽滤法、旋涂法等：该法是实验室制备导电织物的常用方法，其方法简单、石墨烯利用率高，但由于受设备的限制要实现大批量、连续化的工业化生产有一定的局限性。
(d)印制法：通常将氧化石墨烯及其衍生物制成油墨，通过印制的方式将氧化石墨烯及其衍生物油墨印制于纺织品表面，是目前制备可穿戴导电织物或柔性传感器的常用方法。但是氧化石墨烯及其衍生物存在一定的缺陷，例如，五元环、七元环等拓扑缺陷或存在羟基、羧基、环氧基等结构缺陷，这些将导致石墨烯的导电性能损失。若提高电导率则通常在印制后还需要经过高温或化学还原等后处理，高温还原氧化石墨烯或其衍生物会对织物造成破坏，大大降低织物的机械性能；利用化学还原法还原氧化石墨烯或其衍生物的过程中，一方面还原剂对苯二酚、硼氢化钠、水合肼、亚硫酸氢钠、氯化亚砜等有毒性，增加了废液处理的成本，更对石墨烯导电织物在可穿戴方面的应用带来了负面影响，另一方面利用还原剂还原氧化石墨烯只会改善部分结构缺陷，对提高电导率效果不明显。如：专利CN107988824A中使用氧化石墨烯色浆对织物进行印染（平网印花/喷墨印花/辊筒印花/圆网印花），再将织物红外线烘干，之后在复配的还原溶液中浸渍还原，使织物表面覆盖一层还原氧化石墨烯或其衍生物，得到石墨烯导电织物。印染法虽避免了粘合剂、印花原糊等对石墨烯导电性的影响，但采用浸渍法对氧化石墨烯或其衍生物进行还原，一方面浸渍法浸渍不均匀，会导致还原不彻底；另一方面经过多次浸渍会使印染在织物表层的氧化石墨烯色浆脱落，影响电子的传输，故制得的石墨烯导电织物表面电阻高达0.42～17.32kΩ·cm-1。
相对于纺丝法、涂层法及抽滤、旋涂等方法，印刷法有一些独特的优势。（1）可以按需将石墨烯导电油墨分配于织物表面特定位置，节省油墨的用量，几乎不存在浪费；（2）可在织物上直接印制石墨烯导电网络结构，且可以印制任意花纹图案，表面平整，厚度均匀；（3）制备的石墨烯浆料浓度较高，一次印制可使织物表面有较高的石墨烯沉积量，从而使织物获得优异导电性，简化了石墨烯导电织物的工艺流程；（4）印制过程中伴随着真空抽滤，一方面可以将石墨烯片穿插于纤维之间，与纤维之间形成键合作用，增大黏附力；另一方面减小了石墨烯片层与片层之间的距离，形成更加致密的结构，增加了导电网络，提高导电织物的电导率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单、成本低廉的石墨烯功能性导电织物的制备方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物；
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成100~140mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂，以300r/min搅拌4h，制得粘度为120~220 mpa·s、电导率为1.02×104~1.28×104S/m的石墨烯导电油墨；所述石墨烯、所述混合流平剂、所述去离子水的质量百分比为35~60%、3~10%、30~62%；
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使所述湿度为30%的织物真空吸附在所述载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用印刷法将所述石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物；
⑷制备液态涂料：按质量百分比计，将50~75%的树脂、1~4%的增稠剂、0.01~0.2%的消泡剂、1.8~9.99%的成膜助剂和15~35%的去离子水混合，调节转速为300~500r/min，分散35min，得到粘度为300~400 mpa·s的液态涂料；
⑸将所述石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将所述液态涂料均匀涂覆于所述石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
所述步骤⑴中基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
所述步骤⑵中混合流平剂是指一缩二乙二醇-异丙醇混合物、2，3丁二醇-异丙醇混合物、己二醇-一缩二乙二醇混合物中的一种；所述一缩二乙二醇-异丙醇混合物是指将一缩二乙二醇与异丙醇按4：1的质量比混合而成的溶液；所述2，3丁二醇-异丙醇混合物是指2，3丁二醇与异丙醇按3：2的质量比混合而成的溶液；所述己二醇-一缩二乙二醇混合物是指己二醇与一缩二乙二醇按3：2的质量比混合而成的溶液。
所述步骤⑶中印刷法是指真空拓印法或丝网印刷法。
所述真空拓印法是指通过抽真空的方式将织物吸附在载物台上，所述石墨烯导电油墨加入载墨腔内，利用0.6~1.2 MPa 外部压力将石墨烯导电油墨挤出并通过模具拓印在织物上，即得石墨烯功能性导电织物。
所述丝网印刷法是指将织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，然后将所述石墨烯导电油墨自动铺展于网板上，采用刮板对丝网印版上的油墨部位施加0.2~0.3MPa的压力，同时朝丝网印版另一端均匀移动，油墨在移动中被刮板从网孔中挤压到织物上，并经洗涤、干燥和在滚轴上卷绕，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
所述步骤⑷中树脂是指聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯、聚醋酸酯、聚丙烯酸树脂、水性聚氨酯、苯乙烯-丙烯酸树脂中的一种或者几种。
所述步骤⑷中增稠剂是指羧乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉中的一种或者几种。
所述步骤⑷中消泡剂是指JT-908消泡剂、W530-硅类消泡剂、HFA-2028聚醚类消泡剂中的一种或几种。
所述步骤⑷中成膜助剂是指乙二醇、一缩二乙二醇、2，3-丁二醇中的一种或几种。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过采用晶体结构完整的电导率为1.50×104S/m的高品质石墨烯配制成导电油墨，采用该石墨烯导电油墨对织物进行印制处理，印制过程中可以将石墨烯导电油墨填充于纤维的空隙，与纤维形成较强的键合作用，增加黏附力，同时减小了石墨烯片层与片层之间的距离，形成更加致密的结构，增加了导电网络，提高导电织物的电导率。同时避免了粘合剂、增稠剂、网络成核剂等对石墨烯导电性的影响。
2、本发明采用刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，而刮刀涂布的优点在于首先不要求涂料具有柔软、流动性很强的特点；其次，刮涂出来的膜表面非常平整，不会随基底表面的起伏而起伏。
3、本发明制得的石墨烯功能性导电织物导电性优良，电导率高达1.21×104S/m，而且经过液态涂料对织物进行后处理，进一步优化了石墨烯功能性导电织物的黏附力，柔韧性和耐环境性能。
4、本发明所得的柔性石墨烯功能性导电织物具有导电性能良好，稳定性好，可承受弯曲、压缩、扭转等变形，耐环境性能、耐水洗性能和透气性好，可应用于柔性电子器件、医疗保健、电磁屏蔽、抗电磁辐射、远红外发热、抗静电、抗菌、抗紫外线辐射、传感器、智能运动等多个领域。
5、本发明制备方法简单，成本低廉，绿色环保，对设备无特殊要求，可满足大规模生产。
具体实施方式
实施例1 一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成120mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂一缩二乙二醇-异丙醇混合物，以300r/min搅拌4h，制得粘度为160 mpa·s、电导率为1.26×104S/m的石墨烯导电油墨。
其中：石墨烯、混合流平剂、去离子水的质量百分比为45%、5%、50%。
一缩二乙二醇-异丙醇混合物是指将一缩二乙二醇与异丙醇按4：1的质量比（g/g）混合而成的溶液。
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使湿度为30%的织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用真空拓印法将石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
其中：真空拓印法是指通过抽真空的方式将织物吸附在载物台上，石墨烯导电油墨加入载墨腔内，利用0.6~1.2 MPa 外部压力将石墨烯导电油墨挤出并通过模具拓印在织物上，即得石墨烯功能性导电织物。
⑷制备液态涂料：在敞口容器中加入45wt %的苯乙烯-丙烯酸树脂开动搅拌器调节转速为500r/min，加入30wt%的水性聚氨酯、0.2wt%的W530-硅类消泡剂，搅拌5min，再加入3wt%的羧甲基纤维素钠和1.8wt% 2，3-丁二醇，最后加入20wt%的去离子水，降低转速至300r/min，搅拌30min，得到粘度为300 mpa·s的液态涂料。
⑸将石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯功能性导电织物进行测定，发现本发明方法所得的织物具有优良的导电性（参见表1）。
表1
实施例2 一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
其中：基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成130mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂2，3丁二醇-异丙醇混合物，以300r/min搅拌4h，制得粘度为120 mpa·s、电导率为1.28×104 S/m的石墨烯导电油墨。
其中：石墨烯、混合流平剂、去离子水的质量百分比为35%、3%、62%。
2，3丁二醇-异丙醇混合物是指2，3丁二醇与异丙醇按3：2的质量比（g/g）混合而成的溶液。
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使湿度为30%的织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用丝网印刷法将石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
其中：丝网印刷法是指将织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，然后将石墨烯导电油墨自动铺展于网板上，采用刮板对丝网印版上的油墨部位施加0.2~0.3MPa的压力，同时朝丝网印版另一端均匀移动，油墨在移动中被刮板从网孔中挤压到织物上，并经洗涤、干燥和在滚轴上卷绕，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
⑷制备液态涂料：在敞口容器中加入60wt%的聚氨酯，开动搅拌器调节转速为300r/min，加入0.01wt%的JT-908消泡剂；搅拌5min后加入1wt%的羧乙基甲基纤维素、3.99wt%一缩二乙二醇，最后加入35wt%的去离子水，搅拌30min，得到粘度为320 mpa·s的液态涂料。
⑸将石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯功能性导电织物进行测定，发现本发明方法所得的织物具有优良的导电性（参见表2）。
表2
实施例3 一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
其中：基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成100mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂己二醇-一缩二乙二醇混合物，以300r/min搅拌4h，制得粘度为180 mpa·s、电导率为1.03×104S/m的石墨烯导电油墨。
其中：石墨烯、混合流平剂、去离子水的质量百分比为50%、8%、42%。
己二醇-一缩二乙二醇混合物是指己二醇与一缩二乙二醇按3：2的质量比（g/g）混合而成的溶液。
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使湿度为30%的织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用真空拓印法将石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
其中：真空拓印法是指通过抽真空的方式将织物吸附在载物台上，石墨烯导电油墨加入载墨腔内，利用0.6~1.2 MPa 外部压力将石墨烯导电油墨挤出并通过模具拓印在织物上，即得石墨烯功能性导电织物。
⑷制备液态涂料：在敞口容器中加入30wt%的聚丙烯酸树脂，开动搅拌器调节转速为300r/min，加入30wt%的水性聚氨酯和0.01wt%的JT-908消泡剂；搅拌5min后加入1wt%的羧乙基甲基纤维素、3.99wt%一缩二乙二醇，最后加入35wt%的去离子水，搅拌30min，得到粘度为350 mpa·s的液态涂料。
⑸将石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯功能性导电织物进行测定，发现本发明方法所得的织物具有优良的导电性（参见表3）。
表3
实施例4 一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
其中：基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成140mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂一缩二乙二醇-异丙醇混合物，以300r/min搅拌4h，制得粘度为205 mpa·s、电导率为1.21×104S/m的石墨烯导电油墨。
其中：石墨烯、混合流平剂、去离子水的质量百分比为50%、5%、45%。
一缩二乙二醇-异丙醇混合物是指将一缩二乙二醇与异丙醇按4：1的质量比（g/g）混合而成的溶液。
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使湿度为30%的织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用丝网印刷法将石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
其中：丝网印刷法是指将织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，然后将石墨烯导电油墨自动铺展于网板上，采用刮板对丝网印版上的油墨部位施加0.2~0.3MPa的压力，同时朝丝网印版另一端均匀移动，油墨在移动中被刮板从网孔中挤压到织物上，并经洗涤、干燥和在滚轴上卷绕，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
⑷制备液态涂料：在敞口容器中加入75wt%的聚醋酸酯，开动搅拌器调节转速为500r/min，加入0.1wt%的HFA-2028聚醚类消泡剂；搅拌5min后加入3wt%的羟乙基纤维素、1.9wt%乙二醇、5wt%一缩二乙二醇，最后加入15wt%的去离子水，搅拌30min，得到粘度为400mpa·s的液态涂料。
⑸将石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯功能性导电织物进行测定，发现本发明方法所得的织物具有优良的导电性（参见表4）。
表4
实施例5 一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
其中：基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成120mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂一缩二乙二醇-异丙醇混合物，以300r/min搅拌4h，制得粘度为130 mpa·s、电导率为1.02×104S/m的石墨烯导电油墨。
其中：石墨烯、混合流平剂、去离子水的质量百分比为45%、10%、45%。
一缩二乙二醇-异丙醇混合物是指将一缩二乙二醇与异丙醇按4：1的质量比（g/g）混合而成的溶液。
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使湿度为30%的织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用真空拓印法将石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
其中：真空拓印法是指通过抽真空的方式将织物吸附在载物台上，石墨烯导电油墨加入载墨腔内，利用0.6~1.2 MPa 外部压力将石墨烯导电油墨挤出并通过模具拓印在织物上，即得石墨烯功能性导电织物。
⑷制备液态涂料：在敞口容器中加入50wt%的乙烯-醋酸乙烯酯，开动搅拌器调节转速为500r/min，加入1wt%淀粉、35wt%的去离子水和4wt%的羧乙基甲基纤维素；搅拌5min后加入0.01wt%的JT-908消泡剂，最后加入4.99wt%一缩二乙二醇和5wt%2，3-丁二醇，搅拌30min，得到粘度为310 mpa·s的液态涂料。
⑸将石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯功能性导电织物进行测定，发现本发明方法所得的织物具有优良的导电性（参见表5）。
表5
实施例6 一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
其中：基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成130mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂一缩二乙二醇-异丙醇混合物，以300r/min搅拌4h，制得粘度为220 mpa·s、电导率为1.19×104S/m的石墨烯导电油墨。
其中：石墨烯、混合流平剂、去离子水的质量百分比为60%、10%、30%。
一缩二乙二醇-异丙醇混合物是指将一缩二乙二醇与异丙醇按4：1的质量比（g/g）混合而成的溶液。
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使湿度为30%的织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用丝网印刷法将石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
其中：丝网印刷法是指将织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，然后将石墨烯导电油墨自动铺展于网板上，采用刮板对丝网印版上的油墨部位施加0.2~0.3MPa的压力，同时朝丝网印版另一端均匀移动，油墨在移动中被刮板从网孔中挤压到织物上，并经洗涤、干燥和在滚轴上卷绕，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
⑷制备液态涂料：在敞口容器中加入60wt%的聚氨酯，开动搅拌器调节转速为300r/min，加入5wt%乙烯-醋酸乙烯酯和0.01wt%的JT-908消泡；搅拌5min后加入4.99wt%一缩二乙二醇，最后加入30wt%去离子水搅拌30min，得到粘度为400 mpa·s的液态涂料。
⑸将石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料均匀涂覆于石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯功能性导电织物进行测定，发现本发明方法所得的织物具有优良的导电性（参见表6）。
表6
上述实施例1~6中，树脂是指聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯、聚醋酸酯、聚丙烯酸树脂、水性聚氨酯、苯乙烯-丙烯酸树脂中的一种或者几种。
增稠剂是指羧乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉中的一种或者几种。
消泡剂是指JT-908消泡剂、W530-硅类消泡剂、HFA-2028聚醚类消泡剂中的一种或几种。
成膜助剂是指乙二醇、一缩二乙二醇、2，3-丁二醇中的一种或几种。
对比实施例1
将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
其中：基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
采用市售石墨烯导电油墨（型号：LWS-GCI-1）通过印刷法将其印制在织物上。
在敞口容器中加入45wt%的苯乙烯-丙烯酸树脂，开动搅拌器调节转速为500r/min，加入30wt%的水性聚氨酯；搅拌5min后加入0.1wt%的W530-硅类消泡剂，3wt%的羧甲基纤维素钠和1.9wt%2，3-丁二醇，最后加入20wt%的去离子水，降低转速至300r/min，搅拌30min，得到粘度为360mpa·s液态涂料。将印制的石墨烯导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料涂覆在石墨烯织物表面，室温静置干燥，得到柔性石墨烯导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯导电织物进行测定，结果如表7。
表7
对比实施例2
将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，洗去织物表面的整理剂、处理剂及杂质，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物。
其中：基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
采用市售石墨烯导电油墨（型号：NJ-RP01）通过印刷法将其印制在织物上。
在敞口容器中加入60wt%的聚氨酯，开动搅拌器调节转速为300r/min，加入0.01wt%的JT-908消泡剂；搅拌5min后加入1wt%的羧乙基甲基纤维素、3.99wt%一缩二乙二醇，最后加入35wt%的去离子水，搅拌30min，得到粘度为400mpa·s液态涂料。将印制的石墨烯导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将液态涂料涂覆在石墨烯织物表面，室温静置干燥，得到柔性石墨烯导电织物。
采用RTS-8型四探针测试仪（广州四探针科技）对该柔性石墨烯导电织物进行测定，结果如表8。
表8
以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非是对本发明作其它形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容的，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，包括以下步骤：
⑴将基体织物浸渍于质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中搅拌洗涤2h，取出后用去离子水洗涤3~5次，得到湿度为30%的织物；
⑵制备石墨烯导电油墨：将电导率为1.50×104S/m的石墨烯与去离子水混合配制成100~140mg/mL的石墨烯浆料，然后加入混合流平剂，以300r/min搅拌4h，制得粘度为120~220mpa·s、电导率为1.02×104~1.28×104S/m的石墨烯导电油墨；所述石墨烯、所述混合流平剂、所述去离子水的质量百分比为35~60%、3~10%、30~62%；所述混合流平剂是指一缩二乙二醇-异丙醇混合物、2，3丁二醇-异丙醇混合物、己二醇-一缩二乙二醇混合物中的一种；所述一缩二乙二醇-异丙醇混合物是指将一缩二乙二醇与异丙醇按4：1的质量比混合而成的溶液；所述2，3丁二醇-异丙醇混合物是指2，3丁二醇与异丙醇按3：2的质量比混合而成的溶液；所述己二醇-一缩二乙二醇混合物是指己二醇与一缩二乙二醇按3：2的质量比混合而成的溶液；
⑶将载物台抽真空至0.05MPa以下，使所述湿度为30%的织物真空吸附在所述载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，采用印刷法将所述石墨烯导电油墨印制在织物上，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物；
⑷制备液态涂料：按质量百分比计，将50~75%的树脂、1~4%的增稠剂、0.01~0.2%的消泡剂、1.8~9.99%的成膜助剂和15~35%的去离子水混合，调节转速为300~500r/min，分散35min，得到粘度为300~400 mpa·s的液态涂料；所述树脂是指聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯、聚醋酸酯、聚丙烯酸树脂、水性聚氨酯、苯乙烯-丙烯酸树脂中的一种或者几种；所述增稠剂是指羧乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉中的一种或者几种；所述消泡剂是指JT-908消泡剂、W530-硅类消泡剂、HFA-2028聚醚类消泡剂中的一种或几种；所述成膜助剂是指乙二醇、一缩二乙二醇、2，3-丁二醇中的一种或几种；
⑸将所述石墨烯功能性导电织物转移至刮刀涂布机，通过刮刀涂布技术将所述液态涂料均匀涂覆于所述石墨烯功能性导电织物表面，室温放置干燥，即得柔性石墨烯功能性导电织物。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中基体织物是指纯棉、锦纶、腈纶、涤纶及其混纺纤维中的一种。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，其特征在于：所述步骤⑶中印刷法是指真空拓印法或丝网印刷法。
4.如权利要求3所述的一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，其特征在于：所述真空拓印法是指通过抽真空的方式将织物吸附在载物台上，所述石墨烯导电油墨加入载墨腔内，利用0.6~1.2 MPa 外部压力将石墨烯导电油墨挤出并通过模具拓印在织物上，即得石墨烯功能性导电织物。
5.如权利要求3所述的一种石墨烯功能性导电织物的制备方法，其特征在于：所述丝网印刷法是指将织物真空吸附在载物台上或卷绕到滚轴上连续滚动，然后将所述石墨烯导电油墨自动铺展于网板上，采用刮板对丝网印版上的油墨部位施加0.2~0.3MPa的压力，同时朝丝网印版另一端均匀移动，油墨在移动中被刮板从网孔中挤压到织物上，并经洗涤、干燥和在滚轴上卷绕，连续不断地制备出石墨烯功能性导电织物。
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