碳纳米管导电发热织物的制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010760190.2 (22)申请日 2020.07.31 (71)申请人 西安工程大学 地址 710048 陕西省西安市碑林区金花南 路19号 申请人 绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研 究院 (72)发明人 肖渊魏溪汝马丽萍潘晓 和丹 (74)专利代理机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 韩玙 (51)Int.Cl. D06M 11/74(2006.01) D06M 15/564(2006.01) D06M 15/693(2006.01) D06M 11/38(2。

2、006.01) D06M 101/32(2006.01) D06M 101/06(2006.01) (54)发明名称 一种碳纳米管导电发热织物的制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种碳纳米管导电发热织物 的制备方法， 选取适宜的涤棉织物， 采用NaOH溶 液对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用去离子水 冲洗至中性， 备用； 在碳纳米管中加入分散剂， 超 声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 在溶液a中加入聚 合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 将涤棉织 物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行 烘干处理； 重复2次， 得到碳纳米管导电发热织 物。 本发明一种碳纳米管导电发热织物的制。

3、备方 法， 解决了现有技术中存在的导电发热织物的制 备工艺复杂， 导电材料与织物结合度差的问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 111826947 A 2020.10.27 CN 111826947 A 1.一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 其特征在于， 具体按照以下步骤实施： 步骤1、 预处理 选取适宜的涤棉织物， 采用NaOH溶液对所述涤棉织物进行碱处理， 取出后采用去离子 水冲洗至中性， 备用； 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 步骤3、 在溶液a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 步骤4、 将所述涤棉织物完全浸。

4、泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到所述碳纳米管导电发热织物。 2.如权利要求1所述的一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 其特征在于， 所述涤棉 织物包括质量分数为5090涤纶和1050棉。 3.如权利要求1所述的一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 其特征在于， 所述NaOH 溶液的体积浓度是18wt26wt。 4.如权利要求1所述的一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 其特征在于， 所述碱处 理的温度为7595， 时间为8min16min。 5.如权利要求1所述的一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 其特征在于， 步骤2中， 所述分散剂包括质量比为34： 3。

5、.755聚氧乙烯十二烷基磺酸醚和3-磺丙基十四烷基二 甲甜菜碱； 所述溶液a的体积浓度为10wt； 所述超声震荡的时间为2.5h4.5h， 频率为35Hz55Hz。 6.如权利要求1所述的一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 其特征在于， 步骤3中， 所述聚合物包括质量比为1： 1的水性聚氨酯和丁腈乳胶； 所述溶液b的体积浓度为8wt； 所述超声震荡的频率为75Hz95Hz， 时间为60min100min。 7.如权利要求1所述的一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 其特征在于， 所述烘干 处理的温度为2545， 时间为10min18min。 8.如权利要求1所述的一种碳纳米管导电发热织物的制。

6、备方法， 其特征在于， 所述浸泡 时间为816min。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111826947 A 2 一种碳纳米管导电发热织物的制备方法 技术领域 0001 本发明属于智能纺织品技术领域， 具体涉及一种碳纳米管导电发热织物的制备方 法。 背景技术 0002 导电发热织物属于智能纺织品， 是由导电材料与普通织物制备而成。 目前， 最常见 的制备导电发热织物的方法是浸渍法。 具体为： 将织物浸泡在含有导电材料的溶液中， 待溶 液完全润湿后取出织物并烘干， 即可制得有一定导电性能的导电发热织物。 0003 但是， 采用浸渍法制备导电发热织物的工艺复杂， 而且导电材料与织物结合度差， 。

7、发热不稳定。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 解决了现有技术中 存在的导电发热织物的制备工艺复杂， 导电材料与织物结合度差的问题。 0005 本发明所采用的一种技术方案是， 一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 具体 按照以下步骤实施： 0006 步骤1、 预处理 0007 选取适宜的涤棉织物， 采用NaOH溶液对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用去离子 水冲洗至中性， 备用； 0008 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 0009 步骤3、 在溶液a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 0010 。

8、步骤4、 将涤棉织物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到碳纳米管导电发热织物。 0011 本发明的特点还在于： 0012 涤棉织物包括质量分数为5090涤纶和1050棉。 0013 NaOH溶液的体积浓度是18wt26wt。 0014 碱处理的温度为7595， 时间为8min16min。 0015 步骤2中， 分散剂包括质量比为34： 3.755聚氧乙烯十二烷基磺酸醚和3-磺丙 基十四烷基二甲甜菜碱； 溶液a的体积浓度为10wt； 0016 超声震荡的时间为2.5h4.5h， 频率为35Hz55Hz。 0017 步骤3中， 聚合物包括质量比为1： 1的水性聚。

9、氨酯和丁腈乳胶； 溶液b的体积浓度为 8wt； 0018 超声震荡的频率为75Hz95Hz， 时间为60min100min。 0019 烘干处理的温度为2545， 时间为10min18min。 0020 浸泡时间为816min。 0021 本发明的有益效果是： 说明书 1/5 页 3 CN 111826947 A 3 0022 本发明一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 结合了碳纳米管溶液优异的热学 性能和聚合物的耐磨性， 使得制备的导电发热织物具有良好且稳定的导电发热特性， 且在 不缺失本身物理性能的同时， 又额外增加了耐磨特性； 本发明一种碳纳米管导电发热织物 的制备方法， 采用浸渍法制备。

10、的导电发热织物与其现有导电织物相比， 优化了导电材料的 性能， 提高了导电材料与织物的结合度， 简化了导电发热织物的制备工艺。 附图说明 0023 图1是本发明一种碳纳米管导电发热织物的制备方法的流程图。 具体实施方式 0024 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 0025 本发明涉及一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 如图1所示， 具体按照以下步 骤实施： 0026 步骤1、 预处理 0027 选取适宜的涤棉织物， 采用NaOH溶液对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用去离子 水冲洗至中性， 备用； 0028 其中， 涤棉织物包括质量分数为5090涤纶和1050棉； NaOH溶液。

11、的体 积浓度是18wt26wt； 碱处理的温度为7595， 时间为8min16min； 碱处理的目 的： 在高浓度的碱性溶液中涤棉织物表面的分子会发生水解， 即涤棉织物表面的分子脱落， 从而在涤棉织物表面形成凹凸不平的微结构， 增大了涤棉织物表面粗糙度的同时又使其具 有一定的亲水性； 0029 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 0030 其中， 分散剂包括质量比为34： 3.755聚氧乙烯十二烷基磺酸醚和3-磺丙基十 四烷基二甲甜菜碱； 溶液a的体积浓度为10wt； 超声震荡的时间为2.5h4.5h， 频率为 35Hz55Hz； 0031 步骤3、 在溶。

12、液a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 0032 其中， 聚合物包括质量比为1： 1的水性聚氨酯和丁腈乳胶； 溶液b的体积浓度为 8wt； 超声震荡的频率为75Hz95Hz， 时间为60min100min； 0033 丁腈乳胶分子链中含有腈基， 具有良好的耐油性、 耐溶性， 可用作胶粘剂和纸张、 布、 皮革的浸渍材料； 聚合物选用比例为1:1的水性聚氨酯和丁腈胶乳， 在保留原有电学性 能的同时提升了涤棉织物的耐水洗、 耐摩擦性能， 保证其发热稳定的性能； 0034 步骤4、 将涤棉织物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到碳纳米管导电发热织物。

13、； 0035 其中， 浸泡时间为816min； 烘干处理的温度为2545， 时间为10min 18min。 0036 实施例1 0037 本发明一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 具体按照以下步骤实施： 0038 步骤1、 预处理 0039 涤棉织物的规格为4cm4cm， 采用NaOH溶液对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用 说明书 2/5 页 4 CN 111826947 A 4 去离子水冲洗至中性， 备用； 0040 其中， 涤棉织物包括质量分数为90涤纶和10棉； NaOH溶液的体积浓度是 18wt； 碱处理的温度为75， 时间为8min； 0041 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 。

14、超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 0042 其中， 分散剂包括质量比为3： 3.75聚氧乙烯十二烷基磺酸醚和3-磺丙基十四烷基 二甲甜菜碱； 溶液a的体积浓度为10wt； 超声震荡的时间为2.5h， 频率为35Hz； 0043 步骤3、 在溶液a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 0044 其中， 聚合物包括质量比为1： 1的水性聚氨酯和丁腈乳胶； 溶液b的体积浓度为 8wt； 超声震荡的频率为75Hz， 时间为60min； 0045 步骤4、 将涤棉织物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到碳纳米管导电发热织物； 0046 其中， 浸泡。

15、时间为8min； 烘干处理的温度为25， 时间为18min。 0047 实施例2 0048 本发明一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 具体按照以下步骤实施： 0049 步骤1、 预处理 0050 涤棉织物的规格为5cm5cm， 采用NaOH溶液对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用 去离子水冲洗至中性， 备用； 0051 其中， 涤棉织物包括质量分数为80涤纶和20棉； NaOH溶液的体积浓度是 20wt； 碱处理的温度为80， 时间为10min； 0052 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 0053 其中， 分散剂包括质量比为3.2： 4聚氧乙烯十二烷基。

16、磺酸醚和3-磺丙基十四烷基 二甲甜菜碱； 溶液a的体积浓度为10wt； 超声震荡的时间为3h， 频率为40Hz； 0054 步骤3、 在溶液a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 0055 其中， 聚合物包括质量比为1： 1的水性聚氨酯和丁腈乳胶； 溶液b的体积浓度为 8wt； 超声震荡的频率为80Hz， 时间为70min； 0056 步骤4、 将涤棉织物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到碳纳米管导电发热织物； 0057 其中， 浸泡时间为10min； 烘干处理的温度为30， 时间为16min。 0058 实施例3 0059 本发明一种碳纳。

17、米管导电发热织物的制备方法， 具体按照以下步骤实施： 0060 步骤1、 预处理 0061 涤棉织物的规格为6cm6cm， 采用NaOH溶液对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用 去离子水冲洗至中性， 备用； 0062 其中， 涤棉织物包括质量分数为70涤纶和30棉； NaOH溶液的体积浓度是 22wt； 碱处理的温度为85， 时间为12min； 0063 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 0064 其中， 分散剂包括质量比为3.4： 4.25聚氧乙烯十二烷基磺酸醚和3-磺丙基十四烷 基二甲甜菜碱； 溶液a的体积浓度为10wt； 超声震荡的时间为3.5h， 。

18、频率为45Hz； 0065 步骤3、 在溶液a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 说明书 3/5 页 5 CN 111826947 A 5 0066 其中， 聚合物包括质量比为1： 1的水性聚氨酯和丁腈乳胶； 溶液b的体积浓度为 8wt； 超声震荡的频率为85Hz， 时间为80min； 0067 步骤4、 将涤棉织物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到碳纳米管导电发热织物； 0068 其中， 浸泡时间为12min； 烘干处理的温度为35， 时间为14min。 0069 实施例4 0070 本发明一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 具体按照。

19、以下步骤实施： 0071 步骤1、 预处理 0072 涤棉织物的规格为7cm7cm， 采用NaOH溶液对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用 去离子水冲洗至中性， 备用； 0073 其中， 涤棉织物包括质量分数为60涤纶和40棉； NaOH溶液的体积浓度是 24wt； 碱处理的温度为90， 时间为14min； 0074 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 0075 其中， 分散剂包括质量比为3.6： 4.5聚氧乙烯十二烷基磺酸醚和3-磺丙基十四烷 基二甲甜菜碱； 溶液a的体积浓度为10wt； 超声震荡的时间为4h， 频率为50Hz； 0076 步骤3、 在溶液。

20、a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 0077 其中， 聚合物包括质量比为1： 1的水性聚氨酯和丁腈乳胶； 溶液b的体积浓度为 8wt； 超声震荡的频率为90Hz， 时间为90min； 0078 步骤4、 将涤棉织物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到碳纳米管导电发热织物； 0079 其中， 浸泡时间为14min； 烘干处理的温度为40， 时间为12min。 0080 实施例5 0081 本发明一种碳纳米管导电发热织物的制备方法， 具体按照以下步骤实施： 0082 步骤1、 预处理 0083 涤棉织物的规格为8cm8cm， 采用NaOH溶液。

21、对涤棉织物进行碱处理， 取出后采用 去离子水冲洗至中性， 备用； 0084 其中， 涤棉织物包括质量分数为50涤纶和50棉； NaOH溶液的体积浓度是 26wt； 碱处理的温度为95， 时间为16min； 0085 步骤2、 在碳纳米管中加入分散剂， 超声震荡均匀， 得到溶液a， 备用； 0086 其中， 分散剂包括质量比为4： 5聚氧乙烯十二烷基磺酸醚和3-磺丙基十四烷基二 甲甜菜碱； 溶液a的体积浓度为10wt； 超声震荡的时间为4.5h， 频率为55Hz； 0087 步骤3、 在溶液a中加入聚合物， 超声震荡均匀， 得到溶液b， 备用； 0088 其中， 聚合物包括质量比为1： 1的水性。

22、聚氨酯和丁腈乳胶； 溶液b的体积浓度为 8wt； 超声震荡的频率为95kHz， 时间为100min； 0089 步骤4、 将涤棉织物完全浸泡在溶液b中， 取出后置入烘干炉进行烘干处理； 重复2 次， 得到碳纳米管导电发热织物； 0090 其中， 浸泡时间为16min； 烘干处理的温度为45， 时间为10min。 0091 实验验证： 0092 对实施例15制备的碳纳米管导电发热织物进行电学性能和发热性能的表征： 说明书 4/5 页 6 CN 111826947 A 6 0093 将导电银浆分别涂覆在实施例15制备的碳纳米管导电发热织物的两边， 宽度为 1.5mm2.5mm， 长度为3.5cm4。

23、.5cm， 导电银浆之间的距离为2.5cm3.0cm。 选用点对点的 测量方式， 即采用万用表对实施例15制备的碳纳米管导电发热织物的电阻进行测量。 具 体测量为： 测量涤棉织物浸泡1次溶液b的电阻， 测量涤棉织物浸泡2次溶液b的电阻； 数据见 表1。 0094 表1、 实施例15中碳纳米管导电发热织物的性能测试 0095 实施例12345 浸泡1次的电阻/12501350178020002350 浸泡2次的电阻/145100212276316 0096 从表1可以看出， 涤棉织物在溶液b中浸泡一次后， 所测得电阻值基本浮动在1800 左右， 再次浸泡之后， 所测得电阻值基本浮动在230左右，。

24、 呈现出良好的电学性能， 为导 电织物的发热性能奠定了一定的基础。 当通上12V的电压后， 导电发热织物的温度迅速上 升， 且上升速率快， 所达到的温度能够满足人们正常生活需要； 在通电一段时间后， 碳纳米 管导电发热织物仍保持足够的发热性能， 即具有一定的发热稳定性， 实现了电能到热能的 转化。 0097 本发明采用性能优异的羧基化碳纳米管作为导电材料， 加入分散剂和聚合物， 优 化了导电材料的性能， 不仅解决了导电材料溶液制备过程复杂的问题， 也提高了导电发热 织物的耐磨性。 本发明采用浸渍法直接将涤棉织物完全浸泡在制得的溶液b中， 很大程度上 解决了制备工艺过程复杂的问题， 也提高了导电材料与织物的结合度， 而且制备的碳纳米 管导电发热织物不仅具有良好的导电发热特性， 也具有织物本身的柔性、 强度。 说明书 5/5 页 7 CN 111826947 A 7 图1 说明书附图 1/1 页 8 CN 111826947 A 8 。