本發(fa)明屬于(yu)功能(neng)紡織品制備領域，特(te)別涉(she)及一種抗紫外棉織物的(de)制備方法。

背景技術：

近(jin)年來，由于(yu)大(da)氣(qi)臭氧(yang)層(ceng)破(po)壞嚴重(zhong)(zhong)，紫(zi)(zi)外(wai)線輻(fu)射對人體的(de)(de)危(wei)害(hai)問題日益受到人們的(de)(de)重(zhong)(zhong)視。作為(wei)夏季(ji)最主要(yao)的(de)(de)服(fu)飾面料，棉(mian)以其吸濕性強(qiang)、透氣(qi)性好、無靜電(dian)、穿著(zhu)舒適等優點，深受人們的(de)(de)青睞。但夏季(ji)紫(zi)(zi)外(wai)線最強(qiang)，且棉(mian)的(de)(de)抗紫(zi)(zi)外(wai)輻(fu)射能(neng)力(li)較差，因此(ci)，對棉(mian)織物進行有效的(de)(de)抗紫(zi)(zi)外(wai)功能(neng)整理顯得尤為(wei)重(zhong)(zhong)要(yao)。

目(mu)前常(chang)見的(de)有機類紫外線吸(xi)收劑，存在不同程度(du)的(de)毒(du)性(xing)(xing)或刺(ci)激性(xing)(xing)等缺點，而(er)無(wu)機紫外線屏(ping)蔽(bi)劑既無(wu)毒(du)副(fu)作用，又具(ju)有良好的(de)光譜屏(ping)蔽(bi)作用，,且(qie)具(ju)有較好的(de)化學穩定性(xing)(xing)和(he)熱(re)穩定性(xing)(xing)，具(ju)有比較好的(de)應用前景，但是，由(you)于無(wu)機紫外屏(ping)蔽(bi)劑不溶于水(shui)，且(qie)對棉等天然纖維織(zhi)(zhi)物缺乏親(qin)和(he)力，只能(neng)將(jiang)其制成(cheng)穩定的(de)分散體系(xi)，通過膠(jiao)黏(nian)劑用浸軋的(de)方(fang)法將(jiang)其整理(li)到織(zhi)(zhi)物上。常(chang)用的(de)丙烯酸酯類膠(jiao)黏(nian)劑存在手感發硬，透氣(qi)性(xing)(xing)差而(er)影響了(le)織(zhi)(zhi)物的(de)服(fu)用性(xing)(xing)能(neng)。

對于(yu)“改變21 世紀”的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)”—石墨烯(xi)，因其(qi)優(you)(you)異的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)學和傳導(dao)等性能(neng)，成為(wei)(wei)材(cai)料(liao)科學研究(jiu)領域的(de)(de)(de)熱(re)點(dian)之一。以(yi)(yi)石墨烯(xi)優(you)(you)異的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)學性能(neng)為(wei)(wei)例，其(qi)模量可達1 Tpa，拉伸強(qiang)度高(gao)(gao)達240 Gpa，是(shi)現(xian)階段已(yi)知最強(qiang)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)。最近，我(wo)們發現(xian)氧化(hua)(hua)石墨烯(xi)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)(de)抗紫外性能(neng)，同時通(tong)過新型的(de)(de)(de)LB自組裝技術，可以(yi)(yi)實現(xian)單分子層的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)石墨烯(xi)在(zai)棉(mian)織物的(de)(de)(de)涂(tu)層，由于(yu)是(shi)1納米厚(hou)的(de)(de)(de)單分子層覆蓋，避免(mian)了(le)粘合劑(ji)的(de)(de)(de)使用，同時因為(wei)(wei)是(shi)單分子層覆蓋，結合力(li)(li)(li)非常牢(lao)固(gu)，其(qi)水洗(xi)牢(lao)度較好(hao)。本(ben)發明實現(xian)了(le)氧化(hua)(hua)石墨烯(xi)在(zai)棉(mian)織物表面的(de)(de)(de)單分子涂(tu)層，避免(mian)了(le)粘合劑(ji)的(de)(de)(de)使用，耐(nai)洗(xi)滌性能(neng)和服用性能(neng)得到提高(gao)(gao)，有著很好(hao)的(de)(de)(de)實用價值。

技術實現要素：

本發明所要解決的(de)技術問題是提供一種(zhong)新(xin)型的(de)涂層棉織物的(de)方法，避(bi)免(mian)了粘合劑和有毒(du)試劑的(de)使用(yong)，操作簡單(dan)、條件溫和，制備過(guo)程中(zhong)，沒有使用(yong)有毒(du)試劑，避(bi)免(mian)了環(huan)境污染(ran)，具有較(jiao)好的(de)市場應用(yong)前景。

一種(zhong)氧化石墨(mo)烯單(dan)分子涂(tu)層(ceng)的(de)抗紫外(wai)棉(mian)織(zhi)物的(de)制備方法，包(bao)括：

步(bu)驟(zou)1：氧(yang)化石墨烯鋪展溶液的制備(bei)；

步驟2：單(dan)(dan)分子層氧(yang)化石(shi)墨烯的(de)(de)制備(bei)：將氧(yang)化石(shi)墨烯鋪(pu)展溶液通過(guo)注射器小心的(de)(de)鋪(pu)展在水(shui)面(mian)(mian)，得到漂(piao)浮在水(shui)面(mian)(mian)的(de)(de)稀疏(shu)的(de)(de)單(dan)(dan)分子層氧(yang)化石(shi)墨烯，通過(guo)壓(ya)縮(suo)滑障，減少水(shui)面(mian)(mian)面(mian)(mian)積，壓(ya)縮(suo)水(shui)面(mian)(mian)的(de)(de)氧(yang)化石(shi)墨烯，以形成致密(mi)的(de)(de)薄(bo)(bo)膜，得到漂(piao)浮在水(shui)面(mian)(mian)單(dan)(dan)分子層排列的(de)(de)氧(yang)化石(shi)墨烯薄(bo)(bo)膜；

步驟3：單(dan)分子(zi)層(ceng)(ceng)氧(yang)化(hua)石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)涂層(ceng)(ceng)棉織物(wu)(wu)：利用LB技(ji)術，通過拉膜機將漂浮在LB水槽水面的致密的氧(yang)化(hua)石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)薄(bo)膜轉移到棉織物(wu)(wu)上(shang)，得到氧(yang)化(hua)石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)單(dan)分子(zi)層(ceng)(ceng)涂層(ceng)(ceng)的棉織物(wu)(wu)。

優(you)選地，所述的步驟1中所述的鋪展溶劑為純水和甲(jia)醇(chun)的混合溶液：

優選的(de)，所(suo)述(shu)的(de)步驟1中所(suo)述(shu)的(de)鋪展(zhan)溶(rong)劑為(wei)純水和(he)甲醇的(de)體積比為(wei)2：1~3：1。

優(you)選地，所(suo)述(shu)的(de)步驟(zou)2中所(suo)述(shu)的(de)配制的(de)氧化石(shi)墨(mo)烯(xi)的(de)濃度(du)為0.5mg/ml~1.0 mg/ml。

優選地，所述(shu)的步驟2中所述(shu)的配制的氧化石(shi)墨烯(xi)的體(ti)積為30~40 ml。

優(you)選地，所述的步驟2中所述的滑(hua)障的移動速(su)度為1.5 mm/min~2.0mm/min。

優選地，所(suo)(suo)述(shu)的步驟3中所(suo)(suo)述(shu)的提拉速度為3.0 mm/min~5.0 mm/min。

優選地，所述的步驟(zou)3中所述的提LB水槽(cao)的大小(xiao)為10*30cm。

優(you)選地，所(suo)述(shu)的步驟3中所(suo)述(shu)的棉(mian)織物(wu)的大小為8*5cm。

有益效果：

（1）本發(fa)明利用LB法制備(bei)了氧化石墨烯單(dan)分(fen)子層(ceng)涂層(ceng)棉(mian)織物，制備(bei)方(fang)法簡單(dan)、條件溫和；

（2）制備過程中，沒有(you)使用有(you)毒試劑，避免了使用粘合劑。

附圖說明

圖1 為(wei)涂層后(hou)棉(mian)織物抗紫外(wai)性能隨洗(xi)滌次數的變(bian)化圖。

具體實施方式：

下面(mian)結合具(ju)體實施(shi)例，進一步闡述(shu)本(ben)(ben)發明(ming)(ming)。應理解，這些(xie)實施(shi)例僅用(yong)于說明(ming)(ming)本(ben)(ben)發明(ming)(ming)而不用(yong)于限制本(ben)(ben)發明(ming)(ming)的范圍(wei)。此外應理解，在閱(yue)讀了本(ben)(ben)發明(ming)(ming)講授的內(nei)容之后，本(ben)(ben)領域技(ji)術人員可以對(dui)本(ben)(ben)發明(ming)(ming)作各種改動或修改，這些(xie)等(deng)價形式同樣(yang)落于本(ben)(ben)申請所(suo)附權利要求書(shu)所(suo)限定(ding)的范圍(wei)。

實施例1

氧化石(shi)墨烯鋪展溶(rong)液的制備，包括(kuo)如下步驟：

首先，配置(zhi)1.0 mg/ml的氧(yang)(yang)化(hua)石墨烯(xi)水(shui)溶液(ye)(ye)25 ml，然(ran)后在上(shang)述溶液(ye)(ye)中加(jia)入10 ml 乙醇，攪拌20 min，得到終(zhong)濃度為0.714mg/ml的氧(yang)(yang)化(hua)石墨烯(xi)鋪展(zhan)溶液(ye)(ye)。

實施例2

單分子層氧化石墨烯的(de)制備(bei)，包括(kuo)如(ru)下步驟(zou)：

取(qu)35.0 ml上述(shu)氧化石墨(mo)烯(xi)鋪(pu)展(zhan)(zhan)溶液，用注射劑一滴(di)一滴(di)小(xiao)心鋪(pu)展(zhan)(zhan)在在LB水(shui)(shui)槽(cao)中(zhong)的(de)水(shui)(shui)面，水(shui)(shui)槽(cao)面積為10*30cm，靜置20分(fen)鐘，待水(shui)(shui)面的(de)乙醇揮(hui)發完全(quan)后，移(yi)(yi)動滑障，速度為1.8 mm/min，當移(yi)(yi)動到滑障的(de)距離為1cm時，停止移(yi)(yi)動，靜置，等待單分(fen)子層氧化石墨(mo)烯(xi)薄膜自組裝形(xing)成(cheng)。

實施例3

棉(mian)織物(wu)的親水處(chu)理包括如下步驟：

為(wei)提高棉織(zhi)物(wu)和(he)氧(yang)化石墨(mo)烯的親水(shui)(shui)能力，首先(xian)對棉織(zhi)物(wu)進行親水(shui)(shui)處理，包括如下步驟：首先(xian)配制量(liang)取氨水(shui)(shui)和(he)去(qu)離子(zi)水(shui)(shui)的混合溶液60 ml，氨水(shui)(shui)和(he)去(qu)離子(zi)水(shui)(shui)的體積比為(wei)1：5，加熱到80℃，然后(hou)加入10 ml雙氧(yang)水(shui)(shui)，放入大小為(wei)8*5cm的棉織(zhi)物(wu)10塊(kuai)，每塊(kuai)質量(liang)為(wei)1.5g，持續加熱攪拌(ban)20分鐘后(hou)，取出，充分水(shui)(shui)洗，室(shi)溫(wen)干(gan)燥，保存備用。

實施例4

氧化石墨(mo)烯單分子層涂層的(de)棉織(zhi)物的(de)制備，包括如下步驟(zou)：

取實(shi)施例(li)3中親水處(chu)理后的棉織(zhi)物(wu)1塊，大小為(wei)(wei)8*5cm，通(tong)過控制拉(la)膜(mo)機參數，設置(zhi)浸(jin)漬速度(du)(du)為(wei)(wei)1.0 mm/min將棉織(zhi)物(wu)浸(jin)漬在LB水槽中，棉織(zhi)物(wu)的浸(jin)入液面以下的長度(du)(du)為(wei)(wei)4cm，等待(dai)液面穩定20分鐘后，以4 mm/min的提拉(la)速度(du)(du)提拉(la)碳(tan)纖維，實(shi)現水面單分子層氧化(hua)石墨烯轉移到棉織(zhi)物(wu)表(biao)面。進行后續抗(kang)紫外性(xing)能(neng)測試和耐(nai)洗滌性(xing)測試。

實施例5

涂層棉織物的抗紫外性(xing)能評價：

采用 UPF 值(zhi)作為(wei)織物(wu)抗紫外(wai)(wai)性能(neng)的(de)(de)主要(yao)評價指(zhi)標(biao)。UPF 值(zhi)是指(zhi)不加防(fang)(fang)護措(cuo)施時推(tui)算(suan)出的(de)(de)中長波紫外(wai)(wai)線 UVR(280nm～400nm)輻射效(xiao)應與采用檢測織物(wu)作為(wei)防(fang)(fang)護品(pin)時推(tui)算(suan)出的(de)(de)UVR紫外(wai)(wai)輻射效(xiao)應之(zhi)比。用UVA區(qu)(320nm～400nm)和UVB區(qu)(280nm～320nm)的(de)(de)平(ping)均透過率來計算(suan)。UPF 值(zhi)越(yue)大，織物(wu)的(de)(de)防(fang)(fang)紫外(wai)(wai)能(neng)力越(yue)強。實驗發(fa)現，單分子氧化(hua)石墨烯涂層后(hou)的(de)(de)UPF值(zhi)約為(wei)146.7，UVA 透過率（%）為(wei)0.8%，其 UPF 等(deng)級已為(wei) 50+，織物(wu)的(de)(de)抗紫外(wai)(wai)能(neng)力已達到了國家標(biao)準。

實施例6

織物的耐洗滌性能測(ce)試(shi)，步驟如下：

將整理(li)后(hou)的(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)用 2g/L 皂洗(xi)液機洗(xi) 10min，自來水漂洗(xi) 2min，作為洗(xi)滌(di)(di)一次(ci)，測定(ding)洗(xi)滌(di)(di)若干(gan)次(ci)后(hou)的(de)(de)(de)抗(kang)紫外(wai)性能(neng)。為了(le)探討(tao)涂層處理(li)后(hou)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)抗(kang)紫外(wai)性能(neng)的(de)(de)(de)耐(nai)久性，本發明將單層氧(yang)化石墨烯(xi)涂層處理(li)后(hou)的(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)，對(dui)未經(jing)洗(xi)滌(di)(di)和分別(bie)洗(xi)滌(di)(di)5次(ci)和 10 次(ci)的(de)(de)(de)試(shi)樣進(jin)行(xing)紫外(wai)性能(neng)評價，結(jie)果如圖(tu)1所(suo)示。 由圖(tu)1 可以看出，棉(mian)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)UPF值隨洗(xi)滌(di)(di)次(ci)數的(de)(de)(de)增加而下(xia)降，但總體下(xia)降幅度并(bing)不大，洗(xi)滌(di)(di) 10次(ci)和 30 次(ci)之后(hou)棉(mian)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)UPF值仍(reng)然在130以上，織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)抗(kang)紫外(wai)性能(neng)也(ye)達到國家標準。這就證明了(le)，在本實驗的(de)(de)(de)工藝條件下(xia),單層氧(yang)化石墨烯(xi)均勻而牢(lao)固地附著在了(le)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)上，整理(li)后(hou)的(de)(de)(de)織(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)水洗(xi)性。