一种提高织物导热降温性能的工艺方法

1.本发明属于轻工纺织技术领域，具体涉及一种提高织物导热降温性能的工艺方法。

背景技术：

2.热调节主要分为三种方法：热传导、热对流、热辐射，而纺织产品由于其自身结构性质的制约，几乎不能通过热对流与外界进行热量交换，同时纺织产品自身的结构致密性与其自身不高的导热性，使得其在穿着乃至工业应用中无法达到很好的导热效果，从而导致人体不适乃至诱发火灾等。因此，随着导热材料的不断更新发展，纺织产品的导热体系还未有所更新，无法满足市场需求。

技术实现要素：

3.针对现有技术中的问题，本发明提供一种提高织物导热降温性能的工艺方法，解决了现有织物导热性差的问题，利用水性聚氨酯将石墨烯牢固古着在纤维织物表面，并在织物表面形成导热降温的石墨烯网络，能够大大提升了温度传导效率。
4.为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
5.一种提高织物导热降温性能的工艺方法，是将石墨烯与水性聚氨酯溶液复配，并通过溶液接枝法在织物表面形成特殊的导热膜。
6.所述复配的溶液中石墨烯的含量为1-20wt％。
7.所述水性聚氨酯溶液中的水性聚氨酯、去离子水和乙醇的质量比为1:1:3。
8.所述工艺方法包括如下步骤：
9.步骤1，将石墨烯加入至去离子水与异丙酮混合溶液中搅拌，超声，离心。最终得到石墨烯沉淀物，再烘干得到所需石墨烯粉末，所述石墨烯在混合溶液中的浓度为400-600g/l，所述去离子水与异丙酮混合溶液中的去离子水和异丙酮的体积比为1:1，烘干的温度为110℃；
10.步骤2，将水性聚氨酯放入至去离子水和乙醇的混合液中搅拌均匀，得到水性聚氨酯溶液，所述水性聚氨酯、去离子水和乙醇的质量比为1:1:3；
11.步骤3，将石墨烯粉末加入至水性聚氨酯溶液搅拌均匀，得到混合液，然后调节混合液的ph至4，得到酸性混合液，所述混合液中的石墨烯含量为1-20wt％，所述ph的调节剂为醋酸；
12.步骤4，将酸性混合液喷涂至织物表面，恒温静置反应3-5h，得到导热织物，所述恒温静置的温度为100-120℃。
13.所述织物采用棉织物。
14.所述织物在放入酸性混合液前进行前处理，且所述前处理的步骤包括：a1，将kh550加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，得到改性液，所述改性液中的kh550、蒸馏水与乙醇的质量比为1:5:5；a2，将原布加入至改性液中，并调节ph至3.8-4.5，然后恒温接枝反应4-5h，
得到接枝原布，所述原布与改性液的质量比为1:1，所述ph的调节剂为醋酸，所述恒温接枝反应的温度为35-45℃，浴比为1：25，a3，取出接枝原布，并烘干得到处理完成的织物，所述烘干温度为110℃；该前处理工艺利用kh550在乙醇和水中的溶解度，形成稳定的接枝改性液，配合原布在酸性条件下的水煮效果，将kh550稳定接枝在原布表面，提升原布表面的接枝活性，即前处理后的原布表面沉积有kh550，能够形成表面稳定的活性连接结构。
15.从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
16.1.本发明解决了现有织物导热性差的问题，利用水性聚氨酯将石墨烯牢固古着在纤维织物表面，并在织物表面形成导热降温的石墨烯网络，能够大大提升了温度传导效率。
17.2.本发明利用石墨烯的功能性，配合水性聚氨酯的粘性，能够大幅度提升石墨烯在织物表面的连接沉积，不仅具有稳定的固化效果，而且能够具有优异的牢固性，同时可以保持棉织物环保健康的特性，还可以提高棉织物的导热能力乃至导电性能。
18.3.本发明利用喷雾的方式将石墨烯-水性聚氨酯的酸性混合液涂覆在织物表面，利用织物前处理时沉积的氨基官能团硅烷与酸化后的石墨烯形成原位连接，通过基团牵引与连接的方式将石墨烯固化在织物单丝表面，且随着织物单丝的网络结构，形成稳定且均匀的导热网络体系。
19.4.本发明提供的方法操作可控简单，适合大规模市场，同时能够广泛用于常规织物，极具实用价值。
具体实施方式
20.结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
21.实施例1
22.一种提高织物导热降温性能的工艺方法，是将石墨烯与水性聚氨酯溶液复配，并通过溶液接枝法在织物表面形成特殊的导热膜；具体工艺方法包括如下步骤：
23.步骤1，将石墨烯加入至去离子水与异丙酮混合溶液中搅拌，超声，离心。最终得到石墨烯沉淀物，再烘干得到所需石墨烯粉末，所述石墨烯在混合溶液中的浓度为400g/l，所述去离子水与异丙酮混合溶液中的去离子水和异丙酮的体积比为1:1，烘干的温度为110℃；
24.步骤2，将水性聚氨酯放入至去离子水和乙醇的混合液中搅拌均匀，得到水性聚氨酯溶液，所述水性聚氨酯、去离子水和乙醇的质量比为1:1:3；
25.步骤3，将石墨烯粉末加入至水性聚氨酯溶液搅拌均匀，得到混合液，然后调节混合液的ph至4，得到酸性混合液，所述混合液中的石墨烯含量为10wt％，所述ph的调节剂为醋酸；
26.步骤4，将酸性混合液喷涂至织物表面，恒温静置反应3h，得到导热织物，所述恒温静置的温度为100℃。
27.所述织物采用棉织物。
28.所述织物在放入酸性混合液前进行前处理，且所述前处理的步骤包括：a1，将kh550加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，得到改性液，所述改性液中的kh550、蒸馏水与乙醇的质量比为1:5:5；a2，将原布加入至改性液中，并调节ph至3.8-4.5，然后恒温接枝反应4-5h，得到接枝原布，所述原布与改性液的质量比为1:1，所述ph的调节剂为醋酸，所述恒温接枝
反应的温度为40℃，浴比为1：25，a3，取出接枝原布，并烘干得到处理完成的织物，所述烘干温度为110℃。
29.对实施例1接枝完成的织物的导热率进行测试，其热导系数为5.64w
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)。
30.实施例2
31.一种提高织物导热降温性能的工艺方法，是将石墨烯与水性聚氨酯溶液复配，并通过溶液接枝法在织物表面形成特殊的导热膜；具体的工艺方法包括如下步骤：
32.步骤1，将石墨烯加入至去离子水与异丙酮混合溶液中搅拌，超声，离心。最终得到石墨烯沉淀物，再烘干得到所需石墨烯粉末，所述石墨烯在混合溶液中的浓度为600g/l，所述去离子水与异丙酮混合溶液中的去离子水和异丙酮的体积比为1:1，烘干的温度为110℃；
33.步骤2，将水性聚氨酯放入至去离子水和乙醇的混合液中搅拌均匀，得到水性聚氨酯溶液，所述水性聚氨酯、去离子水和乙醇的质量比为1:1:3；
34.步骤3，将石墨烯粉末加入至水性聚氨酯溶液搅拌均匀，得到混合液，然后调节混合液的ph至4，得到酸性混合液，所述混合液中的石墨烯含量为10wt％，所述ph的调节剂为醋酸；
35.步骤4，将酸性混合液喷涂至织物表面，恒温静置反应4h，得到导热织物，所述恒温静置的温度为100-120℃。
36.所述织物采用棉织物。
37.所述织物在放入酸性混合液前进行前处理，且所述前处理的步骤包括：a1，将kh550加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，得到改性液，所述改性液中的kh550、蒸馏水与乙醇的质量比为1:5:5；a2，将原布加入至改性液中，并调节ph至3.8，然后恒温接枝反应4-5h，得到接枝原布，所述原布与改性液的质量比为1:1，所述ph的调节剂为醋酸，所述恒温接枝反应的温度为45℃，浴比为1：25，a3，取出接枝原布，并烘干得到处理完成的织物，所述烘干温度为110℃。
38.对实施例2接枝完成的织物的导热率进行测试，其热导系数为8.20w
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39.实施例3
40.一种提高织物导热降温性能的工艺方法，是将石墨烯与水性聚氨酯溶液复配，并通过溶液接枝法在织物表面形成特殊的导热膜；具体的工艺方法包括如下步骤：
41.步骤1，将石墨烯加入至去离子水与异丙酮混合溶液中搅拌，超声，离心。最终得到石墨烯沉淀物，再烘干得到所需石墨烯粉末，所述石墨烯在混合溶液中的浓度为500g/l，所述去离子水与异丙酮混合溶液中的去离子水和异丙酮的体积比为1:1，烘干的温度为110℃；
42.步骤2，将水性聚氨酯放入至去离子水和乙醇的混合液中搅拌均匀，得到水性聚氨酯溶液，所述水性聚氨酯、去离子水和乙醇的质量比为1:1:3；
43.步骤3，将石墨烯粉末加入至水性聚氨酯溶液搅拌均匀，得到混合液，然后调节混合液的ph至4，得到酸性混合液，所述混合液中的石墨烯含量为15wt％，所述ph的调节剂为醋酸；
44.步骤4，将酸性混合液喷涂至织物表面，恒温静置反应3-5h，得到导热织物，所述恒温静置的温度为110℃。
45.所述织物采用棉织物。
46.所述织物在放入酸性混合液前进行前处理，且所述前处理的步骤包括：a1，将kh550加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，得到改性液，所述改性液中的kh550、蒸馏水与乙醇的质量比为1:5:5；a2，将原布加入至改性液中，并调节ph至4.5，然后恒温接枝反应4.5h，得到接枝原布，所述原布与改性液的质量比为1:1，所述ph的调节剂为醋酸，所述恒温接枝反应的温度为45℃，浴比为1：25，a3，取出接枝原布，并烘干得到处理完成的织物，所述烘干温度为110℃
47.对实施例3接枝完成的织物的导热率进行测试，其热导系数为9.67w
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48.可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，该方法是将石墨烯与水性聚氨酯溶液复配，并通过溶液接枝法在织物表面形成特殊的导热膜。2.根据权利要求1所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述复配的溶液中石墨烯的含量为1-20wt％。3.根据权利要求1所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述水性聚氨酯溶液中的水性聚氨酯、去离子水和乙醇的质量比为1:1:3。4.根据权利要求1所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括如下步骤：步骤1，将石墨烯加入至去离子水与异丙酮混合溶液中搅拌，超声，离心。最终得到石墨烯沉淀物，再烘干得到所需石墨烯粉末；步骤2，将水性聚氨酯放入至去离子水和乙醇的混合液中搅拌均匀，得到水性聚氨酯溶液；步骤3，将石墨烯粉末加入至水性聚氨酯溶液搅拌均匀，得到混合液，然后调节混合液的ph至4，得到酸性混合液；步骤4，将酸性混合液喷涂至织物表面，恒温静置反应3-5h，得到导热织物，所述恒温静置的温度为100-120℃。5.根据权利要求4所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述步骤1中的石墨烯在混合溶液中的浓度为400-600g/l，所述去离子水与异丙酮混合溶液中的去离子水和异丙酮的体积比为1:1，烘干的温度为110℃。6.根据权利要求4所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述步骤2中的水性聚氨酯、去离子水和乙醇的质量比为1:1:3。7.根据权利要求4所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述步骤3中的混合液中的石墨烯含量为1-20wt％，所述ph的调节剂为醋酸。8.根据权利要求4所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述步骤4中的织物采用棉织物。9.根据权利要求8所述的提高织物导热降温性能的工艺方法，其特征在于，所述织物在放入酸性混合液前进行前处理，且所述前处理的步骤包括：a1，将kh550加入至乙醇水溶液中搅拌均匀，得到改性液，所述改性液中的kh550、蒸馏水与乙醇的质量比为1:5:5；a2，将原布加入至改性液中，并调节ph至3.8-4.5，然后恒温接枝反应4-5h，得到接枝原布，所述原布与改性液的质量比为1:1，所述ph的调节剂为醋酸，所述恒温接枝反应的温度为35-45℃，浴比为1：25，a3，取出接枝原布，并烘干得到处理完成的织物，所述烘干温度为110℃。

技术总结

本发明属于轻工纺织技术领域，具体涉及一种提高织物导热降温性能的工艺方法，该方法是将石墨烯与水性聚氨酯溶液复配，并通过溶液接枝法在织物表面形成特殊的导热膜。本发明解决了现有织物导热性差的问题，利用水性聚氨酯将石墨烯牢固古着在纤维织物表面，并在织物表面形成导热降温的石墨烯网络，能够大大提升了温度传导效率。度传导效率。