CN115613153A - 一种石墨烯保暖面料的制备方法及保暖内衣 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石墨烯保暖面料的制备方法。一种石墨烯保暖面料的制备方法，所述石墨烯保暖面料的制备步骤如下：S1、制得氧化石墨烯溶液；S2、制得聚乙烯醇‑氧化石墨烯溶液；S3、制得纺丝溶液；S4、将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上，制得石墨烯复合纤维，将石墨烯复合纤维与气凝胶纤维纺混纺制成面料；S5、将面料进行染色、定型，得到石墨烯保暖面料。本发明制备的保暖面料轻质、亲肤，将氧化石墨烯制作为纤维材料，用于织造保暖面料，使得制备的石墨烯保暖内衣具有消炎抑菌的功能，并且具有很好的保暖效果。
Description
技术领域
本发明涉及保暖面料制备技术领域，特别地涉及一种石墨烯保暖面料的制备方法及保暖内衣。
背景技术
我国属于纺织品生产、消费大国，每年有大量的纺织品被生产，销售至世界各地。随着人们社会的进步，人们对纺织品的要求随之提高。对于保暖方面，传统的纺织品因为体积大、笨重等不足，逐渐被新产品代替。人们更加追求轻便、保暖效果好的保暖产品。
石墨烯是一种由单层碳原子排列组成一种新型材料，由于石墨烯具有优异的光学、力学等特性，已被广泛应用于生物学、能源、材料学等技术领域。石墨烯材料质地轻，具有强大的远红外功能，对人体而言，远红外功能可以促进血液循环，强化组织的新陈代谢。
将石墨烯应用于保暖面料中，借助其优异的性能，有利于提高保暖面料的性能，促进保暖产品的功能多样化发展。
发明内容
针对上述问题，本申请提供一种石墨烯保暖面料的制备方法及保暖内衣，将石墨烯应用于保暖面料的生产，制备得到的石墨烯保暖内衣轻质、保暖效果好。
本发明的技术方案为：一种石墨烯保暖面料的制备方法，所述石墨烯保暖面料的制备步骤如下：
S1、取氧化石墨烯粉末溶于去离子水，制得氧化石墨烯溶液；
S2、取聚乙烯醇加入氧化石墨烯溶液中，加热至70℃-80℃，充分搅拌使得聚乙烯醇溶胀于氧化石墨烯溶液中，制得聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液；
S3、当聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液冷却至室温后，取丙三醇和聚乙二醇溶解在聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液中，充分搅拌制得纺丝溶液；
S4、将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上，制得石墨烯复合纤维，将石墨烯复合纤维纺制为纱线A，取气凝胶纤维纺制为纱线B，将纱线A与纱线B混纺制成面料；
S5、将面料进行染色、定型，得到石墨烯保暖面料。
进一步地，按照质量分数计，纺丝溶液的组分如下：
氧化石墨烯2％-5％、聚乙二醇3％-6％、丙三醇3％-5％、聚乙烯醇25％-35％，余量为去离子水；
对于步骤S4，纱线A与纱线B混纺过程中纱线A与纱线B用量的比例为1:1。
进一步地，对于步骤S4，气凝胶纤维由以下方法制得：
S41、取纤维素，将纤维素分散在分散剂中制得原液，分散剂为含10％氢氧化钠和7％硫脲的溶液；
S42、将原液挤出到乙醇溶液中，通过湿法纺丝制得纤维素凝胶纤维；
S43、将纤维素凝胶纤维在乙醇溶液卷绕，卷绕后浸入陈化液中进行陈化；
S44、将陈化后的纤维素凝胶纤维进行洗涤、干燥，制得气凝胶纤维。
进一步地，对于步骤S42，原液的挤出速度为2m/min-5m/min；
对于步骤S43，纤维素凝胶纤维的卷绕速度为2m/min-5m/min，陈化液为1％稀硫酸溶液；
对于步骤S44，用去离子水将陈化后的纤维素凝胶纤维洗涤至中性，在保护性气体下150℃干燥2h-3h小时，制得气凝胶纤维。
进一步地，步骤S5中对面料的染色、定型包括：
S51、将面料浸在精炼剂中，在85℃-95℃条件下处理50min-70min，得到精炼好的面料；
S52、用0.5％稀硫酸对精炼好的面料进行中和，在常温下处理15min-30min得到染色坯布；
S53、用染色剂对染色坯布进行染色，得到染色好的染色布；
S54、对染色布进行清洗、干燥得到石墨烯保暖面料。
进一步地，对于步骤S53，还包括：
将染色坯布至于染缸中，调节PH为4.5-5.5，加入染色剂以及分散剂进行染色，在55℃-75℃下染色45min-60min，在110℃-130℃下染色20min-30min。
进一步地，对于步骤S54，还包括：
将染色好的染色布至于清水中，加入5％氢氧化钠溶液进行清洗，清洗时间为15min-30min；
清洗结束后用干布机进行干燥，在110℃-130℃下干燥1min-2min。
一种石墨烯保暖内衣，所述石墨烯保暖内衣由权利要求1-7任一项所述的石墨烯保暖面料的制备方法制备得到的石墨烯保暖面料，经过裁剪、缝制而得到。
本发明具有如下积极效果：
本发明制备的保暖面料轻质、亲肤，将氧化石墨烯制作为纤维材料，用于织造保暖面料，使得制备的石墨烯保暖内衣具有消炎抑菌的功能，并且具有很好的保暖效果；本发明在保暖面料生产制备过程的染色工艺中，先用精炼剂对面料进行精炼，再加入染色剂和分散剂进行染色，增强染色效果；本发明制备的保暖面料添加了气凝胶纤维，使得制得的保暖内衣保暖性好且质地轻盈。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明提供的一种石墨烯保暖面料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请部分实施例进行进一步详细说明。
本发明的石墨烯保暖内衣由石墨烯保暖面料经过裁剪、缝制而制得，参考图1，石墨烯保暖面料的制备主要包括以下步骤：
S1、取氧化石墨烯粉末溶于去离子水，制得氧化石墨烯溶液；
S2、取聚乙烯醇加入氧化石墨烯溶液中，加热至70℃-80℃，充分搅拌使得聚乙烯醇溶胀于氧化石墨烯溶液中，制得聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液；
S3、当聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液冷却至室温后，取丙三醇和聚乙二醇溶解在聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液中，充分搅拌制得纺丝溶液；
S4、将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上，制得石墨烯复合纤维，将石墨烯复合纤维纺制为纱线A，取气凝胶纤维纺制为纱线B，将纱线A与纱线B混纺制成面料；
S5、将面料进行染色、定型，得到石墨烯保暖面料。
下面通过具体实施例对本发明进行更加详细的说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明实施例1提供一种石墨烯保暖面料的制备方法，所述墨烯保暖面料由石墨烯复合纤维和气凝胶纤维混纺制得，其中，石墨烯复合纤维由氧化石墨烯、聚乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇以及去离子水制得纺丝溶液，再将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上。
其中，按照质量分数计，纺丝溶液的组成成分如下：氧化石墨烯3％、聚乙二醇4％、丙三醇4％、聚乙烯醇35％，余量为去离子水。
石墨烯保暖面料的制备步骤如下：
S1、按照质量分数取氧化石墨烯、聚乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇和去离子水，将氧化石墨烯粉末溶于去离子水，制得氧化石墨烯溶液。
S2、取聚乙烯醇加入氧化石墨烯溶液中，加热至80℃，充分搅拌使得聚乙烯醇溶胀于氧化石墨烯溶液中，制得聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液。
S3、当聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液冷却至室温后，取丙三醇和聚乙二醇溶解在聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液中，充分搅拌制得纺丝溶液。
S4、将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上，制得石墨烯复合纤维，将石墨烯复合纤维纺制为纱线A，取气凝胶纤维纺制为纱线B，将纱线A与纱线B按照1:1的比例混纺制成面料；
该步骤中，气凝胶纤维采用以下方法制得：
S41、取纤维素，将纤维素分散在分散剂中制得原液，分散剂为含10％氢氧化钠和7％硫脲的溶液；
S42、将原液以4m/min的速度挤出到乙醇溶液中，通过湿法纺丝制得纤维素凝胶纤维；
S43、将纤维素凝胶纤维以卷绕速度为4m/min的速度在乙醇溶液卷绕，卷绕后浸入1％稀硫酸溶液中进行陈化；
S44、将陈化后的纤维素凝胶纤维用去离子水将陈化后的纤维素凝胶纤维洗涤至中性，在保护性气体下150℃干燥2h小时，制得气凝胶纤维。
S5、将面料进行染色、定型，得到石墨烯保暖面料。
在该步骤中，染色和定型工艺具体包括：
S51、将面料浸在精炼剂中，在95℃条件下处理60min，得到精炼好的面料；
S52、用0.5％稀硫酸对精炼好的面料进行中和，在常温下处理15min得到染色坯布；
S53、将染色坯布至于染缸中，调节PH为4.5，加入染色剂以及分散剂进行染色，在60℃下染色60min，然后在130℃下染色20min。，得到染色好的染色布；
S54、将染色好的染色布至于清水中，加入5％氢氧化钠溶液进行清洗，清洗时间为15min，清洗结束后放入干布机中，在130℃下干燥1min，制得石墨烯保暖面料。
本发明实施例1还提供一种保暖内衣，由本实施中提供的石墨烯保暖面料的制备方法所制得的石墨烯保暖面料，经过裁剪、缝制制备得到。
实施例2
本发明实施例2提供一种石墨烯保暖面料的制备方法，所述墨烯保暖面料由石墨烯复合纤维和气凝胶纤维混纺制得，其中，石墨烯复合纤维由氧化石墨烯、聚乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇以及去离子水制得纺丝溶液，再将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上。
其中，按照质量分数计，纺丝溶液的组成成分如下：氧化石墨烯3％、聚乙二醇4％、丙三醇4％、聚乙烯醇35％，余量为去离子水。
石墨烯保暖面料的制备步骤如下：
S1、按照质量分数取氧化石墨烯、聚乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇和去离子水，将氧化石墨烯粉末溶于去离子水，制得氧化石墨烯溶液。
S2、取聚乙烯醇加入氧化石墨烯溶液中，加热至80℃，充分搅拌使得聚乙烯醇溶胀于氧化石墨烯溶液中，制得聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液。
S3、当聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液冷却至室温后，取丙三醇和聚乙二醇溶解在聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液中，充分搅拌制得纺丝溶液。
S4、将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上，制得石墨烯复合纤维，将石墨烯复合纤维纺制为纱线A，取气凝胶纤维纺制为纱线B，将纱线A与纱线B按照1:1的比例混纺制成面料；
该步骤中，气凝胶纤维采用以下方法制得：
S41、取纤维素，将纤维素分散在分散剂中制得原液，分散剂为含10％氢氧化钠和7％硫脲的溶液；
S42、将原液以5m/min的速度挤出到乙醇溶液中，通过湿法纺丝制得纤维素凝胶纤维；
S43、将纤维素凝胶纤维以卷绕速度为5m/min的速度在乙醇溶液卷绕，卷绕后浸入1％稀硫酸溶液中进行陈化；
S44、将陈化后的纤维素凝胶纤维用去离子水将陈化后的纤维素凝胶纤维洗涤至中性，在保护性气体下150℃干燥2.5h小时，制得气凝胶纤维。
S5、将面料进行染色、定型，得到石墨烯保暖面料。
在该步骤中，染色和定型工艺具体包括：
S51、将面料浸在精炼剂中，在90℃条件下处理70min，得到精炼好的面料；
S52、用0.5％稀硫酸对精炼好的面料进行中和，在常温下处理20min得到染色坯布；
S53、将染色坯布至于染缸中，调节PH为5，加入染色剂以及分散剂进行染色，在70℃下染色50min，然后在100℃下染色30min。，得到染色好的染色布；
S54、将染色好的染色布至于清水中，加入5％氢氧化钠溶液进行清洗，清洗时间为15min，清洗结束后放入干布机中，在120℃下干燥2min，制得石墨烯保暖面料。
本发明实施例2还提供一种保暖内衣，由本实施中提供的石墨烯保暖面料的制备方法所制得的石墨烯保暖面料，经过裁剪、缝制制备得到。
本发明制备的石墨烯保暖内衣，在制备过程中添加了氧化石墨烯和气凝胶纤维，氧化石墨烯具有强大的远红外功能和杀菌性能，气凝胶纤维质地轻，本发明有效地将氧化石墨烯和气凝胶纤维结合，使得制备得到的石墨烯保暖内衣保暖性能好，同时质地轻，且具有良好的抑菌作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种石墨烯保暖面料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯保暖面料的制备步骤如下：
S1、取氧化石墨烯粉末溶于去离子水，制得氧化石墨烯溶液；
S2、取聚乙烯醇加入氧化石墨烯溶液中，加热至70℃-80℃，充分搅拌使得聚乙烯醇溶胀于氧化石墨烯溶液中，制得聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液；
S3、当聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液冷却至室温后，取丙三醇和聚乙二醇溶解在聚乙烯醇-氧化石墨烯溶液中，充分搅拌制得纺丝溶液；
S4、将纺丝溶液通过静电纺丝装置纺织在粘胶纤维上，制得石墨烯复合纤维，将石墨烯复合纤维纺制为纱线A，取气凝胶纤维纺制为纱线B，将纱线A与纱线B混纺制成面料；
S5、将面料进行染色、定型，得到石墨烯保暖面料。
2.如权利要求1所述的一种石墨烯保暖面料的制备方法，其特征在于，按照质量分数计，纺丝溶液的组分如下：
氧化石墨烯2％-5％、聚乙二醇3％-6％、丙三醇3％-5％、聚乙烯醇25％-35％，余量为去离子水；
对于步骤S4，纱线A与纱线B混纺过程中纱线A与纱线B用量的比例为1:1。
3.如权利要求1所述的一种石墨烯保暖面料的制备方法，其特征在于，对于步骤S4，气凝胶纤维由以下方法制得：
S41、取纤维素，将纤维素分散在分散剂中制得原液，分散剂为含10％氢氧化钠和7％硫脲的溶液；
S42、将原液挤出到乙醇溶液中，通过湿法纺丝制得纤维素凝胶纤维；
S43、将纤维素凝胶纤维在乙醇溶液卷绕，卷绕后浸入陈化液中进行陈化；
S44、将陈化后的纤维素凝胶纤维进行洗涤、干燥，制得气凝胶纤维。
4.如权利要求3所述的一种石墨烯保暖面料的制备方法，其特征在于，对于步骤S42，原液的挤出速度为2m/min-5m/min；
对于步骤S43，纤维素凝胶纤维的卷绕速度为2m/min-5m/min，陈化液为1％稀硫酸溶液；
对于步骤S44，用去离子水将陈化后的纤维素凝胶纤维洗涤至中性，在保护性气体下150℃干燥2h-3h小时，制得气凝胶纤维。
5.如权利要求1所述的一种石墨烯保暖面料的制备方法，其特征在于，步骤S5中对面料的染色、定型包括：
S51、将面料浸在精炼剂中，在85℃-95℃条件下处理50min-70min，得到精炼好的面料；
S52、用0.5％稀硫酸对精炼好的面料进行中和，在常温下处理15min-30min得到染色坯布；
S53、用染色剂对染色坯布进行染色，得到染色好的染色布；
S54、对染色布进行清洗、干燥得到石墨烯保暖面料。
6.如权利要求5所述的一种石墨烯保暖面料的制备方法，其特征在于，对于步骤S53，还包括：
将染色坯布至于染缸中，调节PH为4.5-5.5，加入染色剂以及分散剂进行染色，在55℃-75℃下染色45min-60min，在110℃-130℃下染色20min-30min。
7.如权利要求5所述的一种石墨烯保暖面料的制备方法，其特征在于，对于步骤S54，还包括：
将染色好的染色布至于清水中，加入5％氢氧化钠溶液进行清洗，清洗时间为15min-30min；
清洗结束后用干布机进行干燥，在110℃-130℃下干燥1min-2min。
8.一种石墨烯保暖内衣，其特征在于，所述石墨烯保暖内衣由权利要求1-7任一项所述的石墨烯保暖面料的制备方法制备得到的石墨烯保暖面料，经过裁剪、缝制而得到。
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