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您当前的位置： 一种基于碳纳米管/银纳米线的电加热纺织品的制备方法与流程
2021-01-13 13:01:36|
294|
起点商标网 本发明属于纺织品
技术领域：
，具体涉及一种基于碳纳米管/银纳米线的电加热纺织品的制备方法。
背景技术：
：电加热纺织品是一种将外源发热材料与纺织品相结合进行主动产热和热传递的功能性纺织品，可应用于寒冷环境下御寒保暖、医疗保健目的下局部热疗等。电加热元件一般为可发热金属丝，碳纤维发热材料以及石墨烯材料。碳纤维丝因其发热效率高、成本较低而广泛应用于电加热纺织品，但是也存在加热不均匀，易断裂等缺点。石墨烯、碳纳米管和一维金属纳米线等导电纳米材料的出现为电加热纺织品的进一步发展提供了很好的契机。碳纳米管（cnts）既具有碳纤维丝发热效率高的优点，又具有低密度、高拉伸强度等性能等附加优点。银纳米线（agnws）具有高比表面积、导热导电、延展性、柔性等性能。将cnts、agnws涂敷在纺织品的表面，能够形成相互接触贯通的多孔导电网络，从而得到导电性能优异且柔性的纺织品。但导电纳米材料通常通过后整理法（浸渍、旋涂等）吸附在纺织品表面，结合牢固度低，易脱落，不利于长期重复使用。cn107460727a“一种基于层层自组装银纳米线-石墨烯的导电棉纤维”公开了一种在阴离子化棉织物表面层层自组装银纳米线和氧化石墨烯并还原得到银纳米线-石墨烯导电棉纤维的制备方法。cn110699948a“一种氧化锡/银纳米线/石墨烯电子纺织品及其制备方法”公开了一种通过微波和超声结合的方法将氧化锡、银纳米线、石墨烯分散并附着到纺织品的表面。微波和超声波作用产生的高温高压有助于氧化锡/银纳米线/石墨烯附着到纺织品表面，稳定性好且不易脱落。但还未有利用粘结剂促进导电纳米材料粘附于纺织品表面，以增加结合稳定性的报道。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种基于碳纳米管/银纳米线的电加热纺织品的制备方法，通过引入聚丙烯酸树脂作为粘结剂，增加碳纳米管/银纳米线与纺织品表面的结合稳定性。本发明的目的通过以下技术方案实现：一种基于碳纳米管/银纳米线的电加热纺织品的制备方法，包括如下步骤：步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将碳纳米管、银纳米线分散于含聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的去离子水中；将聚丙烯酸树脂溶解于温乙醇溶液中，加热搅拌均匀后间歇式超声5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，烘干处理，浸渍-烘干重复3-5次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源。优选的，步骤一中碳纳米管/银纳米线分散液中的碳纳米管和银纳米线的总质量浓度为3-6g/l，碳纳米管与银纳米线质量比为2:1-1:2。优选的，步骤一中碳纳米管/银纳米线分散液中聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的质量分数为0.5-1.5％。优选的，步骤一中聚丙烯酸树脂的加入量为2~5g/l。优选的，步骤一中的聚丙烯酸树脂型号为ⅱ型或ⅲ型。优选的，步骤二中烘干处理条件为烘干温度35~40℃，烘干时间1-2小时。优选的，步骤三中电源的电压为5v。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过在浸渍-烘干法制备纺织品的过程中加入粘结剂聚丙烯酸树脂，利用其增强粘度以及在温乙醇中溶解在水溶液中析出的性质，增加碳纳米管/银纳米线与纺织品的结合度，使电阻率相比于未加入组下降8%~14%；并能在反复洗涤过程中保持结合稳定性，使电阻率相比于未加入组下降30%~35%。具体实施方式下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于此：实施例1（对照组）步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将2g碳纳米管、1g银纳米线分散于含质量分数0.5%聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的1l去离子水中，1600rpm搅拌10min，间歇式探头超声（超声2s，停歇3s）5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，取出后35℃烘干2h，浸渍-烘干重复5次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源，电源电压为5v，根据电压、电流、纺织品尺寸计算电阻率。实施例2步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将2g碳纳米管、1g银纳米线分散于含质量分数0.5%聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的1l去离子水中；将2g聚丙烯酸树脂ⅲ溶解于100ml温乙醇中（35~40℃），1600rpm搅拌10min，间歇式探头超声（超声2s，停歇3s）5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，取出后35℃烘干2h，浸渍-烘干重复5次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源，电源电压为5v，根据电压、电流、纺织品尺寸计算电阻率。实施例3步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将2g碳纳米管、4g银纳米线分散于含质量分数1.5%聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的1l去离子水中；将5g聚丙烯酸树脂ⅱ溶解于100ml温乙醇中（35~40℃），1600rpm搅拌10min，间歇式探头超声（超声2s，停歇3s）5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，取出后40℃烘干1h，浸渍-烘干重复3次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源，电源电压为5v，根据电压、电流、纺织品尺寸计算单位面积电阻。实施例4~6耐洗性能测试将实施例1~3中步骤二所得的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品置于水浴超声中清洗30min，反复10次，所得清洗后的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品自然风干后，剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm，进行步骤三制备电加热纺织品操作，根据电压、电流、纺织品尺寸计算电阻率。实施例1~6的单位面积电阻如下表所示：组别实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6电阻率30.1ω/sq27.7ω/sq25.9ω/sq46.3ω/sq32.3ω/sq30.2ω/sq在未加入粘结剂聚丙烯酸树脂的情况下，碳纳米管/银纳米线与纺织品的结合度较低，电阻率较大。加入聚丙烯酸树脂后，碳纳米管/银纳米线与纺织品的结合度提高，银纳米线的优良导电性能使电阻率下降8%~14%。经耐洗性能测试后，未加入聚丙烯酸树脂的纺织物与碳纳米管/银纳米线结合稳定性差，电阻率显著升高，而加入聚丙烯酸树脂的纺织物经多次浸渍-烘干处理，与碳纳米管/银纳米线结合稳定性显著提高，使电阻率下降30%~35%。当前第1页1 2 3
技术领域：
，具体涉及一种基于碳纳米管/银纳米线的电加热纺织品的制备方法。
背景技术：
：电加热纺织品是一种将外源发热材料与纺织品相结合进行主动产热和热传递的功能性纺织品，可应用于寒冷环境下御寒保暖、医疗保健目的下局部热疗等。电加热元件一般为可发热金属丝，碳纤维发热材料以及石墨烯材料。碳纤维丝因其发热效率高、成本较低而广泛应用于电加热纺织品，但是也存在加热不均匀，易断裂等缺点。石墨烯、碳纳米管和一维金属纳米线等导电纳米材料的出现为电加热纺织品的进一步发展提供了很好的契机。碳纳米管（cnts）既具有碳纤维丝发热效率高的优点，又具有低密度、高拉伸强度等性能等附加优点。银纳米线（agnws）具有高比表面积、导热导电、延展性、柔性等性能。将cnts、agnws涂敷在纺织品的表面，能够形成相互接触贯通的多孔导电网络，从而得到导电性能优异且柔性的纺织品。但导电纳米材料通常通过后整理法（浸渍、旋涂等）吸附在纺织品表面，结合牢固度低，易脱落，不利于长期重复使用。cn107460727a“一种基于层层自组装银纳米线-石墨烯的导电棉纤维”公开了一种在阴离子化棉织物表面层层自组装银纳米线和氧化石墨烯并还原得到银纳米线-石墨烯导电棉纤维的制备方法。cn110699948a“一种氧化锡/银纳米线/石墨烯电子纺织品及其制备方法”公开了一种通过微波和超声结合的方法将氧化锡、银纳米线、石墨烯分散并附着到纺织品的表面。微波和超声波作用产生的高温高压有助于氧化锡/银纳米线/石墨烯附着到纺织品表面，稳定性好且不易脱落。但还未有利用粘结剂促进导电纳米材料粘附于纺织品表面，以增加结合稳定性的报道。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种基于碳纳米管/银纳米线的电加热纺织品的制备方法，通过引入聚丙烯酸树脂作为粘结剂，增加碳纳米管/银纳米线与纺织品表面的结合稳定性。本发明的目的通过以下技术方案实现：一种基于碳纳米管/银纳米线的电加热纺织品的制备方法，包括如下步骤：步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将碳纳米管、银纳米线分散于含聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的去离子水中；将聚丙烯酸树脂溶解于温乙醇溶液中，加热搅拌均匀后间歇式超声5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，烘干处理，浸渍-烘干重复3-5次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源。优选的，步骤一中碳纳米管/银纳米线分散液中的碳纳米管和银纳米线的总质量浓度为3-6g/l，碳纳米管与银纳米线质量比为2:1-1:2。优选的，步骤一中碳纳米管/银纳米线分散液中聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的质量分数为0.5-1.5％。优选的，步骤一中聚丙烯酸树脂的加入量为2~5g/l。优选的，步骤一中的聚丙烯酸树脂型号为ⅱ型或ⅲ型。优选的，步骤二中烘干处理条件为烘干温度35~40℃，烘干时间1-2小时。优选的，步骤三中电源的电压为5v。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过在浸渍-烘干法制备纺织品的过程中加入粘结剂聚丙烯酸树脂，利用其增强粘度以及在温乙醇中溶解在水溶液中析出的性质，增加碳纳米管/银纳米线与纺织品的结合度，使电阻率相比于未加入组下降8%~14%；并能在反复洗涤过程中保持结合稳定性，使电阻率相比于未加入组下降30%~35%。具体实施方式下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于此：实施例1（对照组）步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将2g碳纳米管、1g银纳米线分散于含质量分数0.5%聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的1l去离子水中，1600rpm搅拌10min，间歇式探头超声（超声2s，停歇3s）5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，取出后35℃烘干2h，浸渍-烘干重复5次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源，电源电压为5v，根据电压、电流、纺织品尺寸计算电阻率。实施例2步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将2g碳纳米管、1g银纳米线分散于含质量分数0.5%聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的1l去离子水中；将2g聚丙烯酸树脂ⅲ溶解于100ml温乙醇中（35~40℃），1600rpm搅拌10min，间歇式探头超声（超声2s，停歇3s）5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，取出后35℃烘干2h，浸渍-烘干重复5次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源，电源电压为5v，根据电压、电流、纺织品尺寸计算电阻率。实施例3步骤一：碳纳米管/银纳米线分散液的配液将2g碳纳米管、4g银纳米线分散于含质量分数1.5%聚氧乙烯十二烷基磺酸醚的1l去离子水中；将5g聚丙烯酸树脂ⅱ溶解于100ml温乙醇中（35~40℃），1600rpm搅拌10min，间歇式探头超声（超声2s，停歇3s）5min，得到均匀分散的分散液。步骤二：浸渍-烘干法制备基于碳纳米管/银纳米线的纺织品将纺织品浸入碳纳米管/银纳米线分散液中冷却至室温，取出后40℃烘干1h，浸渍-烘干重复3次得到基于碳纳米管/银纳米线的纺织品。步骤三：制备电加热纺织品剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品，两端贴附铜胶带引出导线，导线外接调压器和电源，电源电压为5v，根据电压、电流、纺织品尺寸计算单位面积电阻。实施例4~6耐洗性能测试将实施例1~3中步骤二所得的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品置于水浴超声中清洗30min，反复10次，所得清洗后的基于碳纳米管/银纳米线的纺织品自然风干后，剪取尺寸为25cm×25cm，厚度为1mm，进行步骤三制备电加热纺织品操作，根据电压、电流、纺织品尺寸计算电阻率。实施例1~6的单位面积电阻如下表所示：组别实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6电阻率30.1ω/sq27.7ω/sq25.9ω/sq46.3ω/sq32.3ω/sq30.2ω/sq在未加入粘结剂聚丙烯酸树脂的情况下，碳纳米管/银纳米线与纺织品的结合度较低，电阻率较大。加入聚丙烯酸树脂后，碳纳米管/银纳米线与纺织品的结合度提高，银纳米线的优良导电性能使电阻率下降8%~14%。经耐洗性能测试后，未加入聚丙烯酸树脂的纺织物与碳纳米管/银纳米线结合稳定性差，电阻率显著升高，而加入聚丙烯酸树脂的纺织物经多次浸渍-烘干处理，与碳纳米管/银纳米线结合稳定性显著提高，使电阻率下降30%~35%。当前第1页1 2 3
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