[发明专利]一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物以及制备方法和应用

权利要求书

1.一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物的制备方法，其特征在于：所述空间三维网络结构的石墨烯导电织物以整体三维织物为骨架载体进行导电处理，导电材料附着率为1-20%，所述导电材料为具有高比表面积的碳纳米材料，所述碳纳米材料为石墨烯与非石墨烯碳纳米材料的复合，所述非石墨烯碳纳米材料为石墨、碳纳米管、碳纤维、导电炭黑中一种或多种，包括如下步骤：

（1）挂纱，织造前将不同功能性的经纱按其在厚度方向的排布依次穿过多孔综丝并固定在携纱器上，相邻经纱列分别穿入第一页综框和第二页综框里；

（2）织造，控制第一和第二页综框的有序升降，在多层经纱开口位置引入纬纱，然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次经纱和纬纱的层层或多层联锁交织，使织物形成一个整体的三维结构；重复综框的有序升降、引纬、打纬工序完成织物的织造；

或（1）挂纱，织造前将经纱穿过多孔综丝并固定在携纱器上，所有经纱列均穿入一页综框里；捆绑纱由上下两层组成，挂纱顺序1上1下，1列经纱对应1根捆绑纱，然后固定在携纱器上；

（2）织造，将多层平行经纱同时开口引入纬纱，并通过上下两层捆绑纱交替穿过织物整个厚度方向即可完成对经纱和纬纱的捆绑；然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次整体捆绑交织，重复经纱开口、引纬、交替运动捆绑纱、打纬工序完成整体织物的织造；

（3）将石墨烯水性膏体稀释于水和乙醇的混合溶液中，采用砂磨机在转速1000-5000r/min砂磨分散1-10h，然后将非石墨烯碳纳米材料加入分散液中继续砂磨分散1-10h后，再将粘结剂加入上述分散液搅拌1-5h，然后超声分散1-10h，获得水性导电浆料；所配制水性导电浆料的固含量在1-20%；所述石墨烯水性膏体的石墨烯含量为1-8%；所述石墨烯与非石墨烯碳纳米材料，其质量比为（5-6）:（1-5）；所述碳纳米材料与粘合剂的质量比为（1-4）：（1-3）；将配制好的水性导电浆料置于浸轧机浆槽中，三维织物通过牵引张力浸入浆槽，浸浆时间为0.5min-2min，然后经过压浆辊进行压浆使浆液完全渗透到织物内部，压浆辊压力为0.1MPa-0.2MPa，经烘干装置60-110℃烘干，压浆烘干次数为1次，烘干后导电材料完全包覆在纤维或纱线表面，同时导电材料在纤维与纤维之间，纱线与纱线之间建立导电通路，最终获得三维导电织物；

所述步骤（1）、（2）中采用具有超吸水纤维或与其它普通纤维混纺的纱线进行织造；所述超吸水纤维包括PVA基纤维、PNA系纤维、纤维素基纤维、聚羧酸系纤维、丙烯酸盐类或丙烯酰胺类中的一种或其多种组合。

2.如权利要求1所述的一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述粘结剂为水性聚氨酯、水性聚乙烯醇、水性环氧、水性丙烯酸、水性聚酯中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物的制备方法，其特征在于，步骤（3）将石墨烯水性膏体稀释于水和乙醇的混合溶液中，采用砂磨机在转速1000-5000r/min砂磨分散3-7 h，然后将非石墨烯碳纳米材料加入分散液中继续砂磨分散3-7 h后，再将粘结剂加入上述分散液搅拌3-5h，然后超声分散3-7 h，获得水性导电浆料；所配制水性导电浆料的固含量在2-7%；所述石墨烯水性膏体的石墨烯含量为1-8%；所述碳纳米材料与粘合剂的质量比为（1-4）：（1-3）；将配制好的水性导电浆料置于浸轧机浆槽中，三维织物通过牵引张力浸入浆槽，浸浆时间为0.5min-2min，然后经过压浆辊进行压浆使浆液完全渗透到织物内部，压浆辊压力为0.1-0.2 MPa，经烘干装置80-100℃烘干，烘干后导电材料完全包覆在纤维或纱线表面，同时导电材料在纤维与纤维之间，纱线与纱线之间建立导电通路，最终获得三维导电织物，其导电材料附着率为3-10%。

4.一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物，通过权利要求1-3任意一项方法制备得到。

5.权利要求4所述的一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物

在防静电、防辐射、电热转换、电子传感以及医疗保健方面的应用。