[發明專利]一種石墨烯導電面料

有效

• 申請號: 202011100148.4
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112477352B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 董洪波;葛燁楠;王潮龍;王炯;趙晨陽;李偉;羅遠濤
• 申請（專利權）人: 浙江東進新材料有限公司
• 主分類號: B32B27/40
• 分類號: B32B27/40;B32B33/00;B32B27/12;B32B27/02;B32B27/34;B32B37/12;B32B37/10;B32B37/06;D06N3/00;D06N3/04
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本發明公開了一種石墨烯導電面料，包括基材面料層、與基材面料復合的薄膜層、石墨烯涂覆層，所述的石墨烯涂覆層由聚苯胺接枝石墨烯復合材料、分散劑、防水劑、粘合劑、增稠劑和水組成的涂層劑形成。制備面料時，先配置石墨烯涂層劑，在基材面料表面涂覆涂層劑，烘干、焙烘形成涂覆層，再于基材面料的另一側，復合聚氨酯薄膜。先將基材面料、聚氨酯薄膜涂覆膠點，平整地疊加在一起，再移至壓燙機中，然后設定熱壓時間和熱壓溫度，待溫度達到后，進行壓燙，完成熱壓復膜。本發明采用在基材面料一面設置導電涂層、另一面復導電膜的方法，實現了面料的防水、透濕、導電的功能。

技術領域

本發明屬于功能紡織品面料領域，具體涉及含石墨烯及薄膜復合導電面料。

背景技術

紡織品在使用過程中,易因摩擦和感應產生靜電，不僅影響外觀和舒適性,還對人體健康有害。因此，無論日常服用織物，或是電子信息、制藥、石油、化工等工業生產中工人的防護服都需要一定的抗靜電性能，以防止對人體健康損害和危險事故的發生。在這樣的大環境下，抗靜電織物的研發顯得尤為重要，即賦予織物導電性使得靜電消除。同時，由于石油、化工等行業的工人長時間在比較惡劣的環境下工作，其工作服往往需要一定的防水透濕性能，保證工人長時間穿著舒適性。因此，在織物抗靜電的基礎上，也有必要賦予織物一定的防水透濕性能。如何制造出兼具抗靜電性能和防水透濕性能的功能性面料成為各個紡織企業的研究熱點。

目前，導電織物的制備方法主要有兩類：導電纖維和涂層法制備導電織物。

第一類是將導電纖維直接編織成導電織物，賦予織物良好的導電性能。導電纖維又分金屬纖維，碳纖維和高聚物導電纖維這幾類。

(1)金屬纖維具有優良的導電性，但它的耐磨性、耐曲折性較差，與其它服用纖維混合性差，在一定程度上限制了它的加工方法和用途。

(2)碳纖維的導電性能良好，耐熱、耐化學藥品，密度小、強度高、熱導性好，但缺乏韌性，不耐彎折，無熱收縮能力，不適于紡織品使用。此外，碳材料均為黑色，復合紡絲制得的導電纖維為灰黑色，其在使用上受到了一定的限制。

(3)導電高聚物不僅具有特別的電學性能和光學性能，而且還兼備高聚物的加工性和柔韌性、無機材料的半導體性和金屬的導電性，因此近年來成為研究的熱點。但是目前制備這樣的導電織物時，對于織物的選擇、氧化劑的選擇和用量、摻雜劑的選擇和用量以及加工方法的選擇等工藝條件尚未成熟，并且要求導電高聚物與纖維具有較好的親和力，因此這樣的導電織物還處于理論研究階段，難以大規模生產應用。

涂層導電織物是將導電涂料涂覆到織物上，賦予織物良好的導電性能。與導電纖維工藝復雜，難以控制相比，涂層法的工藝條件簡單易控制，導電涂料選擇具有多樣性，因此涂層導電織物是各企業研發的熱點。導電涂料主要由三部分組成：作為粘結劑的成膜基體材料，具有一定導電性能的填料粒子以及改善涂料應用性能的助劑。其中具有導電性的填料粒子是決定涂層織物導電性能的關鍵，因此導電性填料粒子的選擇至關重要。目前常用的導電材料主要有：碳材料、高分子導電聚合物、金屬及其金屬氧化物。

碳材料的特點是具有較大的比表面積、良好的導電性以及化學惰性。比表面積較大的碳材料可以提供更廣闊的電子遷移通路，從而具備優良的導電性能。目前研究較多的碳材料包括石墨烯、活性炭、碳納米管等。其中石墨烯以其各方面優異的性能，被人們廣泛關注。

高分子導電聚合物其實是一種半導體，其本身并不導電，但是在質子酸摻雜后，可以通過在分子鏈中發生快速可逆的摻雜/脫摻雜過程，進行電荷轉移從而變為導電材料。目前研究較多的高分子導電聚合物主要有聚苯胺，聚吡咯和聚噻吩等，而聚苯胺(PANI)因其物美價廉，從高分子導電聚合物中脫穎而出。

金屬材料一直以來都具有良好的導電性能，常見的銅、銀、鋁等金屬電阻率(Ω·m)可達10^-8的數量級，導電性能相當優異。但是這些金屬材料價格昂貴，不適合應用于低成本、大批量生產的紡織行業。