[发明专利]一种基于石墨烯散热的电焊防护服面料制备方法及制得的电焊防护服面料

说明书

本发明提供一种基于石墨烯散热的电焊防护服面料制备方法及制得的电焊防护服面料，其特征在于：先采用氧化石墨烯溶液对阻燃基布进行正面施加，在60℃以下烘干，制得氧化石墨烯改性面料；再对氧化石墨烯改性面料进行还原处理，烘干，制得基于石墨烯散热的电焊防护服面料。制得的电焊防护服面料具有良好的表面散热性能，降低了织物背面的升温，15滴熔融金属滴落后的升温不超过37℃；洗涤前后的损毁长度均≤50mm，续燃时间≤2s，阴燃时间≤2s，面料经纬向强度大于800N×600N。本发明工艺简单、易于操作，制得的面料具有优异的防熔融金属滴落升温功能。

技术领域

本发明属于纺织产品制造技术领域，具体涉及防护功能的纺织织物加工技术。更具体地，本发明涉及一种基于石墨烯散热的电焊防护服面料制备方法及制得的电焊防护服面料。

背景技术

在我国，有近200万人从事电焊作业。电焊作业员工，特别是在狭窄空间进行仰姿焊接作业的员工面临着熔融金属对身体的侵害。

现有电焊防护服面料以阻燃纯棉织物为主，也有采用皮革或芳纶织物的高级电焊防护服，但价格很贵。为了阻隔电焊操作产生的熔融金属洒落在织物上造成对人体的烫伤，通常采用大于300g/m²厚重的面料。GB8965.2-2009(防护服装，阻燃防护，第2部分：焊接服)规定：焊接防护面料的经纬向强度应大于450N、15滴熔融金属滴落后的升温不超过40℃、透湿量大于6000g/m²·24h；A级防护服的续燃时间和阴燃时间均小于2s、损毁长度小于50mm；B级防护服的续燃时间和阴燃时间均小于4s、损毁长度小于100mm。

因此电焊防护服的研究需要兼具阻燃性、周向导热性、透湿性以及轻量化的面料。

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层石墨片，具有二维蜂窝状结构，碳原子以sp²杂化轨道的形式相结合，具有独特的二维碳原子结构，拥有良好的导电、导热、防紫外线性能，也可以作为阻燃剂来改善聚合物的阻燃性能。氧化石墨烯(GO)是石墨烯重要的衍生物，它的表面有大量的羧基、羟基、环氧基等含氧的官能团，这些官能团赋予了氧化石墨烯许多特性如良好的分散性、亲水性以及与一些聚合物的兼容性等，这可以赋予材料更多的化学反应性能，也可通过交联使相邻层形成网络结构提高单片层间的相互作用力，从而改善材料的物理性能。目前国内外石墨烯研究多着眼于其导电性能、光学性能，在纺织品上有研究者试图用石墨烯代替导电碳黑制取电阻率更低的抗静电纤维；及将石墨烯或炭黑混合物作为红外发射材料使用，然而目前尚未见诸石墨烯的传热特性在纺织品、特别是防护服方面的应用。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种基于石墨烯散热的电焊防护服面料制备方法，该制备方法工艺简单，易于操作，生产出的电焊防护服面料具有优异的周向导热效果，可以使焊花(金属液滴或灼热固体)接触织物正面输入的热流沿织物表面向四周快速扩散和降温，起到对轻薄织物实现抑制背面升温的效果；因可以采用轻薄型基底织物，电焊防护服的柔韧性、透湿性和舒适性都有提高。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种基于石墨烯散热的电焊防护服面料制备方法，其特征在于，所述方法包括如下工序：

1)改性工序：采用氧化石墨烯溶液对阻燃基布正面进行单面施加，在60℃以下烘干，制得氧化石墨烯改性面料；

2)还原工序：将上述氧化石墨烯改性面料进行还原处理，烘干，制得基于石墨烯散热的电焊防护服面料。

优选地，在改性工序中，所述阻燃基布为纤维素纤维含量大于75％或者在纤维素纤维中混配维纶、涤纶等少量增强纤维的整理型阻燃面料，所述纤维素纤维选自棉纤维、大麻纤维、亚麻纤维、苎麻纤维、粘胶纤维、莫代尔纤维、天丝纤维及其混合物。