本發(fā)明涉及一種防輻射服，尤其涉及一種石墨烯防輻射服的制備方法。
背景技術(shù)：
伴隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，各種家用電器、辦公微機(jī)、儀器設(shè)備等電子產(chǎn)品得到了廣泛的普及與應(yīng)用。然而它們的工作給人們帶來極大便利的同時(shí)也釋放出大量的電磁輻射，危害著人們的健康。有研究表明，人如果長期暴露在較強(qiáng)的電磁場輻射中會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞狀態(tài)異常及細(xì)胞功能異常，會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)衰弱及神經(jīng)功能紊亂、內(nèi)分泌失調(diào)，嚴(yán)重的甚至誘發(fā)癌變。因此，電磁污染的防護(hù)與治理也日益受到人們的普遍關(guān)注和重視。全世界每年新出生人口約1.3億，僅孕婦的防輻射服就有非常巨大的市場。目前，世界上普遍采用的防輻射手段是穿著防輻射服。而制備防輻射服的纖維主要有以下幾種：1)耐輻射纖維，纖維本身就耐輻射；2)復(fù)合型防輻射纖維，通過往纖維中添加其它化合物或元素使該纖維具有耐輻射的性能；3)導(dǎo)電型吸波纖維，即憑借低電阻導(dǎo)電材料對電磁輻射的反射作用，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生與原電磁輻射相反的電流和磁極化，形成一個(gè)屏蔽空間，從而減弱外來電磁輻射的危害。但是目前的防輻射服存在的問題是，洗滌后由于金屬纖維或鍍層的斷裂導(dǎo)致電磁屏蔽性能大大下降。
石墨烯是當(dāng)前最受矚目的新型材料。自2004年novoselov和geim制備出石墨烯后，石墨烯的出現(xiàn)立刻引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，這種新型碳材料成為繼富勒烯、碳納米管后材料和物理學(xué)領(lǐng)域的又一個(gè)研究熱點(diǎn)，各國學(xué)者都對石墨烯結(jié)構(gòu)和性能展開大量研究。石墨烯是一種結(jié)晶度高并且能夠穩(wěn)定存在的單原子厚度碳膜，由碳原子六元環(huán)緊密構(gòu)成的兩維晶體，具有重復(fù)周期的蜂窩狀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，可以翹曲成零維的富勒烯，卷成一維的碳納米管或者堆積成三維的石墨。由于這種特殊的結(jié)構(gòu)，石墨烯具備許多優(yōu)異性能，其電子傳輸速度是si的100倍，理論比表面積高達(dá)2600m2/g，硬度比鉆石大同時(shí)不失韌性。石墨烯納米復(fù)合材料所表現(xiàn)出的性能同樣突出，石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的電磁屏蔽閾值含量僅為0.52vol.％，并且當(dāng)石墨烯含量為8.8vol.％時(shí)，復(fù)合材料能對8.2-12.4ghz(x-band)測試條件時(shí)獲得21db的屏蔽效率。
中國專利申請?zhí)?01510379107.6，公開了一種防輻射服裝面料的加工方法，步驟如下：1)選擇聚酯塑料為主原料，再配合脫脂棉纖維；2)對主原料進(jìn)行結(jié)晶干燥；3)將主原料在300℃的高溫下由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，經(jīng)過濾器進(jìn)行過濾；4)將過濾后的熔體進(jìn)一步混合均勻；經(jīng)紡絲組件將熔體噴出；再將紡絲噴出的絲束卷繞成筒，再拉成聚酯纖維絲；5)將聚酯纖維絲和脫脂棉纖維混紡，制成布料，將制備好的布料在38～42℃環(huán)境下低溫烘烤30～40分鐘；6)在烘烤后的布料的兩表面噴灑天然抗菌整理劑；7)將布料送入烘干設(shè)備；8)將步驟7)中得到的布料兩面噴涂防輻射乳膠；9)將步驟8)中得到的布料送入烘干設(shè)備；10)對步驟9)中得到的布料進(jìn)行整形裁剪得到服裝面料。該加工方法得到的面料具有一定的防輻射效果，但采用該種方法得到的防輻射面料較厚，即布料的兩表面均噴灑了天然抗菌整理劑，又噴涂了防輻射乳液，最終的產(chǎn)品厚度較厚且不透氣，另外還噴灑了天然抗菌整理劑，雖然使產(chǎn)品具備了一定的抗菌效果，但所用天然抗菌整理劑涉及多種中草藥組分，成分復(fù)雜，調(diào)制工序麻煩。
中國專利號(hào)201310434293.x，公開了一種種防紫外線抗靜電石墨烯涂層紡織面料的制備方法，包括依次進(jìn)行的遮蔽劑混合工序、浸軋工序及高溫固著工序；所述遮蔽劑混合工序：將石墨烯溶液震蕩分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中，混合溶液充分?jǐn)嚢瑁黄湓系闹亓堪俜直葹椋菏┤芤?0％～60％，水溶性聚氨酯溶液40％～70％；所述浸軋工序：將石墨烯遮蔽劑溶液置于浸軋機(jī)浸液槽中，各類織物基布在室溫條件下通過二浸二軋工序，將石墨烯遮蔽劑浸軋到織物上；其中，各類織物的軋余率為60％～80％；所述高溫固著工序：將浸軋石墨烯遮蔽劑的各類織物置于高溫烘箱中進(jìn)行烘干，其中高溫烘箱溫度為75～95℃，高溫固著時(shí)間為5～30分鐘；制得防紫外線防電磁輻射的石墨烯涂層織物。該紡織面料在防紫外線抗靜電方面具有較佳的效果，但在防輻射性能較差，且由于石墨烯本身在水中的分散性能并不佳，且采用分散方法又僅僅是震蕩分散，因此，實(shí)際上石墨烯在水中并沒有得到較好的分散，石墨烯的作用沒有得到充分的發(fā)揮。
再如，中國專利號(hào)201310186155.4，公開了一種聚對苯二甲酸乙二酯(pet)基電磁屏蔽復(fù)合材料及其制備方法，電磁屏蔽復(fù)合材料是用石墨烯和銀納米線為無機(jī)納米填料，以pet為聚合物基體，通過雙螺桿擠出機(jī)將無機(jī)納米填料和pet混合，最后經(jīng)過造粒得到石墨烯/銀納米線/pet基電磁屏蔽復(fù)合材料。該復(fù)合材料直接將石墨烯與pet混合造粒，可使石墨烯與pet結(jié)合牢固，耐洗滌，但成本較高，應(yīng)用到服裝領(lǐng)域，需要將該復(fù)合材料紡織成面料，整體的成本高，且將石墨烯與pet直接結(jié)合的工序較為復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因此，針對以上內(nèi)容，本發(fā)明提供一種石墨烯防輻射服的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的防輻射服透氣性能差、較厚、制備工藝復(fù)雜、制作成本較高的缺陷。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種石墨烯防輻射服的制備方法，包括以下處理步驟：(1)布料基層的預(yù)處理：將布料浸漬在帶羧基官能團(tuán)的溶液中處理30～100min；所述帶羧基官能團(tuán)的溶液為：苯乙酸溶液與二甲基甲酰胺溶液按7～8：2～3的體積比混合；(2)分散石墨烯溶液：將石墨烯粉末與二甲基甲酰胺溶液混合，超聲波分散處理30～60min；(3)將經(jīng)過預(yù)處理的布料基層浸漬在分散石墨烯溶液中，浸軋?zhí)幚?0～120min，采用一浸二軋的方式；(4)取出步驟(3)處理過的布料基層，在浸漬液中加入烷基苯磺酸鈉及阿拉伯膠，攪拌均勻后涂覆在經(jīng)過步驟(3)處理過的布料基層上，得到濕品；(5)去除二甲基甲酰胺：將濕品放置在60～70℃、壓力為7～10mbar的環(huán)境下蒸餾10～20min；(6)烘干：再將去除二甲基甲酰胺后的濕品烘干。
進(jìn)一步的改進(jìn)是：步驟(2)中所述二甲基甲酰胺溶液與石墨烯粉末的用量比按重量份計(jì)算＝80～150：1。
進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述苯乙酸溶液與石墨烯粉末的用量比按重量份計(jì)算＝30～80：1。
進(jìn)一步的改進(jìn)是：所述一浸二軋?zhí)幚頃r(shí)的車速為1～2m/min。
通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的石墨烯防輻射服的制備方法，其先對布料基層進(jìn)行預(yù)處理，將布料浸漬在帶羧基官能團(tuán)的溶液中，再將經(jīng)過分散處理的石墨烯溶液與浸漬的布料混合，并對布料采用一浸二軋的方式，使得布料上附著有經(jīng)過羧基化反應(yīng)的石墨烯分散液，石墨烯經(jīng)過羧基化改性后具有親水性能，透濕性強(qiáng)，用于制備服裝面料手感較為柔軟，透氣效果也較佳；將附帶有改性石墨烯的布料再進(jìn)行涂覆處理液，處理液中含有烷基苯磺酸及阿拉伯膠以及石墨烯，得到的濕品再去除二甲基甲酰胺，最后再烘干處理，整體處理步驟簡單，且經(jīng)過脫除二甲基甲酰胺，有機(jī)溶劑去除后涂覆層的物質(zhì)對人體沒有傷害，且更環(huán)保。采用本發(fā)明的制備方法，得到的布料透氣效果好，防輻射性能佳，且整體厚度較薄，制備工藝簡單，相比現(xiàn)有的與纖維直接結(jié)合的石墨烯混紡布料成本更低且同樣耐洗滌。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
若未特別指明，實(shí)施例中所采用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所采用的試劑和產(chǎn)品也均為可商業(yè)獲得的。所用試劑的來源、商品名以及有必要列出其組成成分者，均在首次出現(xiàn)時(shí)標(biāo)明。
本發(fā)明的實(shí)施例為：
一種石墨烯防輻射服的制備方法，包括以下處理步驟：(1)布料基層的預(yù)處理：將布料浸漬在帶羧基官能團(tuán)的溶液中處理30min；所述帶羧基官能團(tuán)的溶液為：苯乙酸溶液與二甲基甲酰胺溶液按7：3的體積比混合；(2)分散石墨烯溶液：將石墨烯粉末與二甲基甲酰胺溶液混合，超聲波分散處理30min；所述二甲基甲酰胺溶液與石墨烯粉末的用量比按重量份計(jì)算＝80：1。(3)將經(jīng)過預(yù)處理的布料基層浸漬在分散石墨烯溶液中，浸軋?zhí)幚?0min，采用一浸二軋的方式，所述一浸二軋?zhí)幚頃r(shí)的車速為1～2m/min；(4)取出步驟(3)處理過的布料基層，在浸漬液中加入烷基苯磺酸鈉及阿拉伯膠，攪拌均勻后涂覆在經(jīng)過步驟(3)處理過的布料基層上，得到濕品；(5)去除二甲基甲酰胺：將濕品放置在60℃、壓力為7mbar的環(huán)境下蒸餾10min；(6)烘干：再將去除二甲基甲酰胺后的濕品烘干。
其中，本發(fā)明中，所涉及到的參數(shù)在以下范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的：步驟(1)中布料浸漬在帶羧基官能團(tuán)的溶液中處理30～100min，苯乙酸溶液與二甲基甲酰胺溶液按7～8：2～3的體積比混合，步驟(2)中，超聲波分散處理30～60min，步驟(2)中所述二甲基甲酰胺溶液與石墨烯粉末的用量比按重量份計(jì)算＝80～150：1，步驟(5)中，將濕品放置在60～70℃、壓力為7～10mbar的環(huán)境下蒸餾10～20min；所述苯乙酸溶液與石墨烯粉末的用量比按重量份計(jì)算＝30～80：1；所述一浸二軋?zhí)幚頃r(shí)的車速為1～2m/min。
以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。