[发明专利]一种石墨烯复合阳离子乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯复合阳离子乳液，原料包括硬单体、软单体、阳离子单体、石墨烯粉体、阳离子乳化剂、非离子乳化剂、阴离子乳化剂、引发剂和水，采用该乳液整理织物能使其具有抗静电和抑菌双重性能，其含有的正电荷能与织物纤维表面的负电荷产生离子键作用，对织物具有很好的结合牢度。本发明还公开了一种石墨烯复合阳离子乳液的制备方法，首先通过阴离子乳化剂对石墨烯进行表面功能化改性使其携带负电荷，然后采用乳液聚合工艺引入阳离子功能单体合成携带正电荷的阳离子乳液，最后将功能化石墨烯分散于阳离子乳液中，在静电吸引作用下得到一种稳定的石墨烯复合阳离子乳液。该方法工艺简单，绿色环保，适合工业化规模生产。

技术领域

本发明属于石墨烯新材料和纺织技术领域，具体涉及一种石墨烯复合阳离子乳液及其制备方法。

背景技术

随着纺织技术的发展和人们生活水平的提高，传统织物的服用性能已难以满足高端市场的需求，赋予织物多功能性(抗静电、抑菌、拒水、拒油、阻燃、抗紫外线等)成为人们服用的新需求，尤其开发具备抗静电、抑菌等功能的织物产品成为纺织技术领域的研究热点。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道构成六角环形蜂窝状晶态的超薄材料，其独特的二维片状结构使其可以切割破坏细菌细胞膜并吸附细胞膜上的磷脂分子，导致细菌失活而达到抑菌效果。石墨烯还具有优异的导电性能，其特殊能带结构使其具有极高的电子迁移速率，达到15000cm²/(V·s)。因此，石墨烯在纺织技术领域具有显著的应用前景，可通过织物整理工艺将石墨烯附着于织物纤维表面，赋予织物多功能化特性。中国专利CN201810383225.8和CN201510540291.8均公开了一种以氧化石墨烯水溶液作为整理剂，将织物浸渍-烘干后还原得到石墨烯复合织物的方法，但是由于石墨烯与织物间缺乏化学键作用，二者的结合牢度一般，同时还原剂的使用增加了制备工序，且对人体和环境存在危害。中国专利CN201810138905.3公开了一种将石墨烯分散于传统丙烯酸乳液中得到石墨烯多功能织物整理剂的制备方法，该方法工艺简单，但是由于未对石墨烯进行表面改性，整理乳液中的石墨烯易于团聚堆叠，会使其稳定性和整理性能变差。

因此，如何提供一种整理性能好的石墨烯复合阳离子乳液及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯复合阳离子乳液。该石墨烯复合阳离子乳液能对织物进行功能化整理，使织物具有抗静电和抑菌的双重作用，同时其含有的正电荷能与织物纤维表面的负电荷产生离子键作用，对织物具有良好的结合牢度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种石墨烯复合阳离子乳液，由质量配比如下的各原料组分制备而成：

进一步地，所述硬单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或者几种；

所述软单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯和异十三烷基丙烯酸酯中的一种或者几种；

所述阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十四烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵和二烯丙基乙基苄基氯化铵中的一种或者几种；

所述引发剂选自偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基脒盐酸盐、偶氮二羧乙基-2-异丁基脒水合物和偶氮二异丙基咪唑啉中的一种。