[发明专利]一种光热转换蓄热调温棉织物的制备方法

说明书

本发明涉及一种光热转换蓄热调温棉织物的制备方法，在棉织物表面喷覆氧化石墨烯后将氧化石墨烯还原为石墨烯得到光热转换蓄热调温棉织物，具体为：首先清洗棉织物后风干，然后配制氧化石墨烯溶液，并在室温下搅拌混匀，接着利用纳米喷雾仪将氧化石墨烯溶液均匀喷覆在棉织物表面后烘干，最后对棉织物进行还原处理制得光热转换蓄热调温棉织物。本发明的制备方法操作简单、条件温和、成本低且适于规模化生产，具有极好的使用价值和推广价值，采用本发明的制备方法制得的织物具有良好的光热转化能力，且光热转化能力稳定，应用潜力巨大。

技术领域

本发明属于光热转换材料技术领域，涉及一种光热转换蓄热调温棉织物的制备方法。

背景技术

蓄热调温纺织品是一种通过低温相变物质粘结在纺织品表面或植入纤维内部，使纺织品具有当外界环境温度变化时，可自动吸收、储存、再分配和释放热能的功能，当环境温度低于设定值时，发生液-固相转变放出热量，使纺织品内部保持较高的温度，当环境温度高于设定值时，发生固-液相转变吸收热量，使纺织品内部保持较低的温度，使其温度处于较舒适的范围。蓄热调温纺织品是一种智能纺织品，是自防水透湿织物出现以来的二十多年中最重要的舒适性纺织品技术。

光热转换的纳米材料是一种能吸收某种光尤其是近红外光并通过等离子体共振或者能量跃迁带产生热实现局部升温的功能材料，由于其能将近红外光转换成热能而倍受青睐，其在生物应用、外部治疗及服装等领域均有广阔的应用前景，是当前的一大研究热点。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯独特的结构使其具有了优异的光学、热力学、电学及力学性能。在近红外光的照射下，石墨烯具有很强的光学吸收性能和发热特性。在光激发下石墨烯内偏离平衡态的热电子通过电子－电子和电子－声子的散射作用，把能量逐渐传递给表面的其他原子，引起晶格振动，表面升温，达到由光转化为热的目的，从而实现蓄热调温。

然而，目前有关利用石墨烯制备蓄热调温织物的研究较少，已有的蓄热调温织物的性能仍不能满足使用需求。

因此，开发一种基于石墨烯的光热转换蓄热调温棉织物极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中已有的蓄热调温织物的性能仍不能满足使用需求的问题，提供一种光热转换蓄热调温棉织物的制备方法。本发明的制备方法操作简单、原料易得且耗时较少，所制得的光热转换蓄热调温棉织物在红外光下可快速产热且最高温度在人体可接受范围内，光热转换蓄热调温棉织物在经多次洗涤及红外光线的多次照射后仍能保持原光热转换能力，稳定性能良好，具有广阔的应用前景和巨大的使用价值。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光热转换蓄热调温棉织物的制备方法，在棉织物表面喷覆氧化石墨烯后将氧化石墨烯还原为石墨烯得到光热转换蓄热调温棉织物；

在红外光源照射下，光热转换蓄热调温棉织物的温度由32.5℃升至65℃所需的时间为200～250s，移除红外光源后，光热转换蓄热调温棉织物的温度由65℃降至35℃所需的时间为250～280s。

本发明的制备方法不仅可对棉织物进行处理，也可对其他类型的织物进行处理，制得光热转换蓄热调温织物。本发明仅以棉织物为例，选用棉织物作为基材是因为其具有良好的吸湿性、透气性、耐光性和染色性，且穿着舒适，手感柔软。

本发明通过先将氧化石墨烯与棉织物结合再对氧化石墨烯进行还原提高了石墨烯与棉织物的结合牢度，同时提高了棉织物表面石墨烯的负载量，氧化石墨烯官能团丰富能够与棉织物表面的羟基等活性基团结合，通过氧化石墨烯与棉织物的结合实现了氧化石墨烯在棉织物表面的均匀分散，进而提升了氧化石墨烯的负载量。