[发明专利]一种石墨烯功能性导电织物的制备方法

说明书

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。

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。