一种石墨烯透湿蓄热面料及其制备方法与流程

本发明涉及面料制备，具体涉及一种石墨烯透湿蓄热面料及其制备方法。

背景技术：

1、石墨烯是近些年得到广泛研究的一种新兴材料，其具有超薄性、优良的导电性、超强的硬度以及轻质柔软性，在航空航天、武器装备、重大基础设施，以及新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域均极具应用前景。

2、研究表明，石墨烯材料可以应用到纺织面料中，因为其还具有优良的透湿性能和导热性能。透湿性能体现在石墨烯面料具有独特的孔隙结构，这些孔隙为水蒸气提供了良好的通道，使得面料具有优异的透气性和透湿性，这种结构使得水蒸气能够顺畅地通过面料，从而保持人体干爽舒适。导热性能体现在一方面石墨烯是由单层碳原子组成的二维材料，其热导率非常高，这意味着石墨烯能够迅速地将热能传递出去，另一方面石墨烯面料能够吸收人体释放的辐射热，并进行相应的转换释放出热量，这种远红外蓄热性使得石墨烯面料在寒冷环境中能够保持较好的保暖效果。

3、然而，虽然现有石墨烯透湿蓄热面料在保暖和透湿方面表现出色，但在其他功能方面存在局限性，其中最为关键的两大劣势在于防水、防污性能差，直接增加防水膜又会影响透湿性能，这限制了其在特定场合下的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种石墨烯透湿蓄热面料及其制备方法，其解决了现有石墨烯透湿蓄热面料所存在的于防水、防污性能差问题。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，步骤包括：

4、s1、制取石墨烯纤维，再取石墨烯纤维、棉纤维和竹纤维作为混合纤维，将混合纤维经开清棉、梳棉、并条、粗纱、细纱和络筒工序制成经纱和纬纱，再将经纱和纬纱垂直编织，得到织布；

5、s2、取所述织布，将其置于防污整理剂中进行浸泡处理，再取出织布清洗干燥，得到改性织布；

6、s3、取三层所述改性织布依次重叠粘合，即得石墨烯透湿蓄热面料；

7、其中，第二层改性织布的经线与第一层改性织布的经线呈40-50°夹角，第三层改性织布的经线与第一层改性织布的经线平行。

8、进一步改进在于，制取石墨烯纤维的具体操作为：

9、制备纺丝液：取氧化石墨烯溶液，调节ph至6-10，得到纺丝液；

10、制备原纤维：取所述纺丝液通过0.5-1mm的喷丝口，并以0.2-1ml/min速度注入到凝固浴中，再干燥，得到原纤维；

11、拉伸定型：取所述原纤维置于保护性气氛炉中，控制温度为200-400℃，并对原纤维施加拉力，使纤维长度拉伸率为28-32％；

12、还原：取拉伸定型后的原纤维，置于还原剂中还原1-5h，洗涤干燥，即得氧化石墨烯纤维。

13、进一步改进在于，所述还原剂选用水合肼、氢溴酸、硼氢化钠或氢碘酸中的一种。

14、进一步改进在于，所述石墨烯纤维、棉纤维和竹纤维之间的质量比为1:1-4:1-2。

15、进一步改进在于，所述开清棉工序中，梳针打手速度420-520r/min，综合打手速度800-850r/min；

16、所述梳棉工序中，定量15-20g/5m，锡林转速280-320r/min，道夫速度18-22r/min，盖板速度82-88mm/min；

17、所述并条工序中，头道5-8根合并，牵伸倍数6-10倍，并条干定量18-22g/5m，出条速度200-250m/min；二道5-10根合并，牵伸倍数5-10倍，并条干定量16-20g/5m，出条速度180-230m/min；

18、所述粗纱工序中，干定量2-4g/5m，锭速620-640r/min，前罗拉速度200-240r/min，后区拉伸倍数1-2倍，捻系数80-90；

19、所述细纱工序中，干定量1-2g/100m，锭速12000-14000r/min，前罗拉速度180-200r/min，后区拉伸倍数1-2倍，总牵伸倍数24-28倍，捻系数300-340，钳口间距2.5-2.8mm；

20、所述络筒工序中，生产张力180-220，车速1000-1300m/min。

21、进一步改进在于，按照重量份数计，所述防污整理剂的原料包括10-20份锂霞石粉、1-5份铯钨青铜粉和40-60份去离子水。

22、进一步改进在于，所述浸泡处理指的是：控制防污整理剂温度为55-65℃，将织布置于防污整理剂中浸泡10-15h，浸泡过程中对防污整理剂施加频率为20-25khz、功率为300-450w的超声振荡处理。

23、进一步改进在于，所述粘合是通过网状透气热熔胶粘剂粘合。

24、本发明还提供了一种石墨烯透湿蓄热面料，所述面料由所述制备方法制得。

25、本发明的有益效果在于：

26、(1)本发明石墨烯透湿蓄热面料是由三层改性织布依次重叠粘合得到，并且第二层改性织布的经线与第一层改性织布的经线呈40-45°夹角，第三层改性织布的经线与第一层改性织布的经线平行，这样各层之间形成交错布置，有利于粘合，且大幅度减少贯通孔隙，使面料的整体防水性能得到显著提升，同时依然保持较高的透湿性能；

27、(2)本发明采用由锂霞石粉和铯钨青铜粉制成的防污整理剂，两者融合形成稳定的纳米防护层，起到防污特性，并进一步提升防水效果，同时利用铯钨青铜粉的紫外屏蔽性能，可提升防护层的防老化性能，同时改善锂霞石的表面活性，增强锂霞石的附着力，使得防污效果长久保持。

技术特征：

1.一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，制取石墨烯纤维的具体操作为：

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，所述还原剂选用水合肼、氢溴酸、硼氢化钠或氢碘酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯纤维、棉纤维和竹纤维之间的质量比为1:1-4:1-2。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，所述开清棉工序中，梳针打手速度420-520r/min，综合打手速度800-850r/min；

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，按照重量份数计，所述防污整理剂的原料包括10-20份锂霞石粉、1-5份铯钨青铜粉和40-60份去离子水。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，所述浸泡处理指的是：控制防污整理剂温度为55-65℃，将织布置于防污整理剂中浸泡10-15h，浸泡过程中对防污整理剂施加频率为20-25khz、功率为300-450w的超声振荡处理。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯透湿蓄热面料的制备方法，其特征在于，所述粘合是通过网状透气热熔胶粘剂粘合。

9.一种石墨烯透湿蓄热面料，其特征在于，所述面料由权利要求1-8任一项所述制备方法制得。

技术总结
本发明公开了一种石墨烯透湿蓄热面料及其制备方法，方法包括：制取石墨烯纤维，再取石墨烯纤维、棉纤维和竹纤维作为混合纤维，制成经纱和纬纱，再垂直编织，得到织布；取织布，将其置于防污整理剂中进行浸泡处理，再取出织布清洗干燥，得到改性织布；取三层改性织布依次重叠粘合，即得；其中，第二层改性织布的经线与第一层改性织布的经线呈40‑50°夹角，第三层改性织布的经线与第一层改性织布的经线平行。本发明石墨烯透湿蓄热面料中各层织布之间形成交错布置，有利于粘合，且大幅度减少贯通孔隙，使面料的整体防水性能得到显著提升；本发明采用由锂霞石粉和铯钨青铜粉制成的防污整理剂，两者融合形成稳定的纳米防护层，起到防污特性。

技术研发人员：吴昆明,张传侠,聂平,吴巧柔
受保护的技术使用者：高梵（浙江）信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11