[发明专利]一种石墨烯复合导电纤维纺织物的制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯复合导电纤维纺织物的制备方法，包括纺织纤维表面改性；将纺织纤维浸泡于浓度为1%‑30%的硅烷偶联剂KH560溶液中2‑3小时，置于50‑65℃烘箱中干燥后制得表面活性剂改性的纺织纤维；还原氧化石墨烯；将改性后的纺织纤维浸渍到含有氧化石墨烯或其衍生物的pH为2～6的水溶液中；石墨烯分散体系制备；Hummer’s法制备的氧化石墨烯水溶液通过化学还原法制备石墨烯，并在分散剂的作用下制备均匀稳定的石墨烯分散体系，石墨烯复合纤维制备；将纺织纤维浸泡在石墨烯分散体系中2‑3小时，置于50‑65℃烘箱中烘干，即得石墨烯导电复合纤维。本发明制备方法的生产工艺简单，易于操作，产量较高，石墨烯用量较少。

技术领域

本发明涉及纺织制造技术领域，尤其涉及一种石墨烯复合导电纤维纺织物的制备方法。

背景技术

导电纤维一直是功能性纤维的研究热点，一般是指电阻率小于108Ω·cm的纤维，具有导电、电热和防电磁辐射等功能，通常集中应用于特殊场合中使用的抗静电服或防电磁辐射服装等领域。

导电纤维制造的主要方法包括，一种为常规纤维表面涂覆导电成分，另一种为导电材料与纤维原料混合，通过纺丝工艺制成导电纤维。纤维表面涂覆导电层法是将含有金属、碳黑或金属化合物的导电材料，涂覆于纤维表面制成导电纤维，也可将聚苯胺等导电高聚物通过原位聚合法吸附于纤维表面获得导电纤维，上述方法制备的纤维导电性能突出，但耐水洗性及耐久性不够理想。共混纺丝将导电粒子（主要为碳黑或金属化合物）与非导电成分的主体聚合物进行共混，通过熔融或湿法纺丝工艺制备复合导电纤维，在纺丝过程中，导电粒子极易产生团聚，影响复合纤维的导电效果。

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂窝晶格的二维纳米材料，具有完美的大π共轭体系和最薄的单层原子厚度（0.34nm）的结构。由于其特殊的纳米结构以及优异的物理化学性能（高强、高导热、高导电、超轻质）而在生物医学、储能、传感器和复合材料等诸多领域展现出巨大的应用潜能。将石墨烯与纺织纤维复合，制备导电复合纤维的研究仍鲜有报道。

如何研究一种石墨烯复合导电纤维纺织物的制备方法，工艺简单、合理，易于操作，且产量较高，石墨烯用量较少，石墨烯分散体系均匀稳定，还原程度好，导电、防辐射性能好，这是目前亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种石墨烯复合导电纤维纺织物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种石墨烯复合导电纤维纺织物的制备方法，包括以下步骤：

1）、纺织纤维表面改性；将纺织纤维浸泡于浓度为1%-30%的硅烷偶联剂KH560溶液中2-3小时，置于50-65℃烘箱中干燥后制得表面活性剂改性的纺织纤维；

2）、还原氧化石墨烯；将改性后的纺织纤维浸渍到含有氧化石墨烯或其衍生物的pH为2～6的水溶液中，浸渍温度10～50℃，浸渍时间0.2～2h，然后将织物于40～100℃烘燥0.5～4h，将浸渍氧化石墨烯或其衍生物的烘干织物在1～10g/L的还原剂溶液中还原，还原温度50～100℃，还原时间0.5～6h，最后水洗、烘干，得到覆盖还原氧化石墨烯或其衍生物的导电织物；

3）、石墨烯分散体系制备；Hummer’s法制备的氧化石墨烯水溶液通过化学还原法制备石墨烯，并在分散剂的作用下制备均匀稳定的石墨烯分散体系，其浓度为0.1%-5%；

4）、石墨烯复合纤维制备；将纺织纤维浸泡在石墨烯分散体系中2-3小时，置于50-65℃烘箱中烘干，即得石墨烯导电复合纤维。

进一步的，所述硅烷偶联剂KH560溶液为水醇混合溶液，水醇比为1:1-5。