一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能Janus纺织品的制备方法

本发明涉及能源材料，具体为一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品的制备方法。

背景技术：

1、当今全球气候变暖夏季温度显著提高，给人类身体健康和财产安全带来严重的危害，舒适的温度需求日益增长。当今解决这一问题的主要方式仍然依靠空调系统调节室内温度，主动冷却，加热，但这过程要消耗大量能源，造成温室气体排放。空调冷却使用又有严重的局限性，它只适用于室内和建筑物内，不适合在户外使用。因此，研究者寻求一种便捷有效的方法解决这一问题。

2、除了用空调主动冷却，还有一种不需要消耗能源的被动冷却方式。人体与环境之间隔着一层衣服，因此通过改变衣服来调节温度，使人体感受到凉爽和温暖。近年来，研究者们使用多孔水凝胶，纳米纤维膜，功能涂层等冷却材料研制出智能衣服，达到反射冷却，辐射冷却的效果。但这些冷却系统适用范围窄，工艺复杂，而且成本高。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品的制备方法。

2、本发明的目的是提供一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层织物的智能janus纺织品。其优点是该织物集冷却、加热、抗菌于一体，在炎热的环境下能够在上面加上一些水进行蒸发冷却，在寒冷的环境下能够吸收太阳的光能转化为热能进行被动加热；同时对细菌的增长具有抑制作用，成本较低，操作简单。

3、本发明是通过以下技术方案实现的：

4、一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品的制备方法，包括如下步骤：

5、s1：制备2-(n-(2-(甲基丙烯氧基)乙基)-n,n-二甲基胺)硫酸乙酯：将甲基丙烯酸二甲氨乙酯和1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物溶解在乙腈中，在50-60 ℃中连续搅拌24-30 h；将反应后的混合物冷却至-25 ℃，将固体过滤出来并用已腈洗涤，再真空干燥后得到2-(n-(2-(甲基丙烯氧基)乙基)-n,n-二甲基胺)硫酸乙酯；

6、s2：制备加热模式且抗菌的织物：将丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸乙酯、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基亚砜和tpo-l按比例混合均匀，将该溶液和氧化石墨烯按比例混合均匀后取0.4-0.5 g刷涂在织物的正面，在2000-2500 w/m2光强下进行光固化，在40-50 ℃烘干，得到加热模式且抗菌的织物；

7、s3：制备冷却模式且抗菌的织物涂层溶液：将丙烯酸中加入一定量的氢氧化钠，形成中和度为80%的溶液，再分别加入2-甲基丙烯酸羟乙酯、超纯水、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和tpo-l，振荡均匀后得到溶液；再将溶液与步骤s1中制备的2-(n-(2-(甲基丙烯氧基)乙基)-n,n-二甲基胺)硫酸乙酯按比例混合均匀，得到冷却模式且抗菌的织物涂层溶液；

8、s4：制备一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品物：取0.1-0.3 g步骤s3制得的涂层溶液喷涂在步骤s2制备的织物的反面，在2000-2500 w/m2光强下进行光固化，在40-50 ℃烘干，得到双模热调节和抗菌功能的智能织物。

9、优选地，所述步骤s1中，所述甲基丙烯酸二甲氨乙酯的质量为6.5-7 g，1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物的质量为4.5-5 g，乙腈体积为50-60 ml。

10、优选地，所述步骤s2中，所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量百分比为5-8wt％、丙烯酸乙酯的质量百分比为33-35 wt％、n,n-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分比为0.1-0.3 wt％、二甲基亚砜的质量百分比为55-58 wt％、tpo-l的质量百分比为0.5-1wt％，氧化石墨烯的质量百分比为5-11 wt％。

11、优选地，所述步骤s3中，所述丙烯酸为8-10 g，氢氧化钠为10-15 ml，2-甲基丙烯酸羟乙酯为0.8-1 g，超纯水为2.8-3 g，n,n-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分比为0.02-0.05wt％，tpo-l的质量百分比为0.02-0.05 wt％，2-(n-(2-(甲基丙烯氧基)乙基)-n,n-二甲基胺)硫酸乙酯的质量百分比为10-20 wt％。

12、本发明利用氧化石墨烯良好的光热转换性能，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的抗菌性能，将氧化石墨烯与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸乙酯的前驱体溶液混合均匀，然后刷涂在普通织物表面，在光照下进行固化，再烘干，得到加热模式并且抗菌的织物；

13、利用2-(n-(2-(甲基丙烯氧基)乙基)-n,n-二甲基胺)硫酸乙酯的抗菌性能，将其与丙烯酸、2-甲基丙烯酸羟乙酯的前驱体溶液混合均匀，将该溶液喷涂在加热模式并且抗菌的织物背面，即得到双模热调节和抗菌功能的智能织物。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明制备了一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层织物的智能janus纺织品，是以原始织物为载体，在织物正面刷涂上氧化石墨烯涂层，该涂层属于加热模式，具有很好的光热转换性能，将太阳光能转化为热能，使织物的温度上升达到加热的效果，并且具有杀菌性能，抑制细菌的生长，可以减少健康问题；在织物反面喷涂上水凝胶涂层，该涂层属于冷却模式，具有很好的吸水性能，在其表面主动加上一些水，太阳光照下水份蒸发吸收大量热量，使织物表面温度降低达到冷却的效果，冷却层涂层中加入了2-(n-(2-(甲基丙烯氧基)乙基)-n,n-二甲基胺)硫酸乙酯，具有抗菌性能，抑制细菌的增长；该智能织物集加热、冷却、抗菌于一体，大大提高了其性能价值。

技术特征：

1.一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述甲基丙烯酸二甲氨乙酯的质量为6.5-7 g，1,3,2-二噁唑噻吩-2,2-二氧化物的质量为4.5-5 g，乙腈体积为50-60 ml。

3.根据权利要求1所述的一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量百分比为5-8 wt％、丙烯酸乙酯的质量百分比为33-35 wt％、n,n-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分比为0.1-0.3 wt％、二甲基亚砜的质量百分比为55-58 wt％、tpo-l的质量百分比为0.5-1 wt％，氧化石墨烯的质量百分比为5-11 wt％。

4.根据权利要求1所述的一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能janus纺织品的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，所述丙烯酸为8-10 g，氢氧化钠为10-15 ml，2-甲基丙烯酸羟乙酯为0.8-1 g，超纯水为2.8-3 g，n,n-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分比为0.02-0.05 wt％，tpo-l的质量百分比为0.02-0.05 wt％，2-(n-(2-(甲基丙烯氧基)乙基)-n,n-二甲基胺)硫酸乙酯的质量百分比为10-20 wt％。

技术总结本发明公开了一种具有卓越热调节的氧化石墨烯和水凝胶涂层的智能Janus纺织品的制备方法，属于能源材料技术领域。本发明以原始织物为载体，在织物正面刷涂上氧化石墨烯涂层，该涂层属于加热模式，具有很好的光热转换性能，将太阳光能转化为热能，使织物的温度上升达到加热的效果，并且具有杀菌性能，可以减少健康问题；在织物反面喷涂上水凝胶涂层，该涂层属于冷却模式，具有很好的吸水性能，在其表面主动加上一些水，太阳光照下水份蒸发吸收大量热量，使织物表面温度降低达到冷却的效果，冷却层涂层中加入了2‑(N‑(2‑(甲基丙烯氧基)乙基)‑N,N‑二甲基胺)硫酸乙酯，具有抗菌性能，抑制细菌的增长；该智能织物集加热、冷却、抗菌于一体，大大提高了其性能价值。技术研发人员：杨胜洋,吴卫东受保护的技术使用者：扬州大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12