一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂的制作方法

本发明属于羊绒、羊毛织物护理领域，具体涉及到一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂。

背景技术：

1、羊绒羊毛织物手感柔软丝滑，穿着舒适并可以起到保暖作用，羊毛表面包含一层鳞片层，内含毛干，而鳞片层表面由鳞片细胞覆盖，鳞片表层外部为疏水性类脂层，会使电荷聚集在表面，而毛干内含的蛋白质被包覆在内部，所以羊毛纤维虽然回潮率较高，但依然存在严重的静电现象，羊毛织物在加工或服用过程中进行摩擦时，就会带上因摩擦而产生的摩擦静电，因静电作用吸附灰尘、易被沾污，并使衣物之间以及衣物与人体之间产生缠绕现象，产生电击感等。所以大部分工厂使用抗静电剂处理羊毛织物，以改善羊毛织物的抗静电性；通常选用有机硅类或聚氨酯类整理剂做柔性处理，尤其有机硅整理剂会使抗静电整理后织物的亲水性降低，如果用量过大，整理后的静电现象可能比原毛更为严重。另外传统抗静电性的环境湿度稳定性差，在干燥的环境中抗静电持续时间短；且在生产加工工程中需要大量使用，这些缺点限制了羊毛抗静电性的发展优化。

2、石墨烯自发现以来就因其独特的性质引起研究者的强烈关注。石墨烯是由碳原子组成的只有一层原子厚度的多个六边形结构组成的二维晶体，蜂窝状稳定的晶格结构使其具有优异的导电性能，此性能在避免羊毛表面电荷积累方面起到关键作用。然而石墨烯自身为灰黑色，用来处理织物的时会影响织物的白度与手感，当用在白色或浅色羊毛羊绒制品中则存在有明显的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的就是要弥补现有织物处理剂的不足，提供一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂；本发明为非耐久型处理剂，并且可便携灌装；采用有效的解决方案控制氧化石墨烯的用量以及合理选用适配的抗静电处理剂，既保持羊毛制品原有的风格，又具有较好的抗静电性能。通过喷雾方式直接将本发明处理剂均匀喷洒到随穿衣物上，免去漂洗处理程序，获得良好的抗静电能力和优良的柔顺性能，并且保持衣物原有的颜色和光泽，不会因为氧化石墨烯的加入在提高抗静电性能的同时而影响服装、织物的白度。

2、本发明提供的技术方案为一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂，其中成分及含量为：氧化石墨烯0.03-0.5重量份，抗静电处理剂10-40重量份，乙醇10-100重量份，去离子水900-1000重量份。

3、进一步的，所述的一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂还可以a液+b液的形式存在；其中a液成分及含量为：氧化石墨烯0.03-0.5重量份，去离子水450-500重量份；b液成分及含量为：抗静电处理剂10-40重量份，乙醇10-100重量份，去离子水450-500重量份。添加乙醇的目的可以促进抗静电处理剂的分散，又可以提高溶剂挥发速度。

4、进一步的，所述的一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂或是以a液+b液的形式存在的一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂情况下，其中还包括香精0.1-10重量份；以赋予处理剂芬芳的气味，增加本发明的使用体验。

5、进一步的，所述抗静电处理剂为阴离子型抗静电剂yl，阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes中的至少一种。

6、更进一步的，所述的氧化石墨烯为氧化石墨烯、还原氧化石墨烯其中的至少一种。

7、更进一步的，所述抗静电处理剂为阴离子型抗静电剂yl、阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes中的至少一种。

8、本发明提供的一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂，成分确定及含量范围经过大量的实验数据支撑，其中涉及到重要方向的相关实验及数据如下：

9、分别配制0.1g/l、0.2g/l、0.5g/l、1g/l、1.5g/l氧化石墨烯分散液与去离子水对比喷涂整理羊毛织物，在20℃，30％相对湿度条件下放置24h,测试羊毛织物白度、手感结果如表1所示：

10、

11、表1

12、单层石墨烯的透光率达97％以上，随着层数的增加透光率下降。多层石墨烯或氧化石墨烯的水分散液作为抗静电整理剂易影响织物的白度和手感，所以应尽可能通过降低石墨烯浓度来提高分散性，从而使单层石墨烯的比例增大。数据如表1所示，当氧化石墨烯浓度小于0.5g/l时，白度值随氧化石墨烯的质量浓度的增加而减少，同时保证一定手感，但是当氧化石墨烯质量浓度超过1g/l时，白度变化幅度不再剧烈，手感变得粗糙。因此为保证羊毛织物的白度和手感，处理剂中氧化石墨烯的质量浓度不超过0.5g/l。

13、分别配制0.05g/l，0.07g/l，0.1g/l，0.2g/l，0.3g/l，0.4g/l，0.5g/l，0.7g/l氧化石墨烯分散液喷涂整理羊毛织物，并在20℃，30％相对湿度条件下放置24h后的羊毛织物的静电压和半衰期测试结果如表2所示：

14、

15、表2

16、由表2可以看出，氧化石墨烯在质量浓度0.7g/l时的峰值静电压为2824v，静电压半衰期为4.26s，符合织物抗静电性能要求，可以达到b级抗静电性能。整理后羊毛织物测试峰值电压以及半衰期随氧化石墨烯浓度上升而降低，说明氧化石墨烯可明显增强羊毛织物的抗静电性，但氧化石墨烯在质量浓度超过0.5g/l时会对羊毛织物的白度及手感造成较大的影响，最大浓度应控制在0.5g/l以下，此时测试峰值电压为3121v，静电压半衰期为4.99s，达到国标b级抗静电性能。

17、阴离子型抗静电剂yl与阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes两种抗静电剂在质量浓度15g/l下分别处理羊毛织物，处理后羊毛织物置于干湿平衡器中；分别在20℃，相对湿度30％、40％、50％、60％、70％条件下放置24h，测得处理后羊毛织物的抗静电性能趋势如图1所示；结合图1可知，阴离子型抗静电剂yl与阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂整理羊毛织物对环境相对湿度敏感，阴离子型抗静电剂yl整理羊毛织物的静电压半衰期在相对湿度60％以上趋于稳定；阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂整理羊毛织物的静电压半衰期在相对湿度50％以上趋于稳定，在空气干燥的情况下，难以起到应有的抗静电效果，因此设计采用环境湿度稳定性相对较好的阴离子aes抗静电剂和还原氧化石墨烯复配整理羊毛织物来提高抗静电剂的环境湿度稳定性。

18、配制还原氧化石墨烯浓度为0.03g/l的分散液，分别与15g/l、20g/l、25g/l、30g/l阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂混合，超声分散30min后，喷涂羊毛织物，每种浓度各分5组；分别在温度20℃，相对湿度30％、40％、50％、60％、70％条件下放置24h，测得整理后羊毛织物的抗静电性能如图2所示；根据图2分析可知，0.03g/l还原氧化石墨烯分散液与不同浓度阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂复配后整理羊毛织物随环境湿度的静电压半衰期变化曲线均表现平稳，有良好的环境适度稳定性，0.03g/l还原氧化石墨烯分散液与30g/l阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂复配后整理羊毛织物的环境湿度稳定性良好且抗静电效果优秀。复配抗静电处理剂整理羊毛织物的白度手感影响不大，且都具有较好的白度和手感。

19、0.03g/l还原氧化石墨烯分散液分别复配质量浓度15g/l、20g/l的阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂可保证整理后织物有较好的环境湿度稳定性，并在相对湿度30％时满足c级抗静电性能。加大复配的阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂浓度在25g/l和30g/l的浓度状态下，整理后羊毛织物抗静电效果极为优秀，环境湿度对抗静电效果的影响也会降低。最适复配质量浓度为0.03g/l还原氧化石墨烯和15g/l的阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes处理剂，整理后织物在保证白度手感的同时，也具有良好的抗静电效果及环境湿度适应性。

20、值得一提的实验结果是：石墨烯片层的横向尺寸达到微米级，较低浓度下即可在纤维表面形成连续的导电通路，因此，还原前后氧化石墨烯的引入均可通过静电逸散机理实现电荷的快速消除。在多次对比实验过程中，对于氧化石墨烯复配阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂而言，抗静电性的增加主要体现材料的亲水性，这将有益于形成定向吸附层，吸收环境中的水分子，在纤维表面形成水膜消除静电。处理剂中加入氧化石墨烯会提升羊绒羊毛织物的亲水性和导电性，静电逸散和定向吸附水层双重起作用。对于还原氧化石墨烯复配阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂而言，由于还原氧化石墨烯的物理性能表现是疏水的，抗静电机理是通过静电逸散来达到抗静电目的。所以在湿度较低的环境中时可通过导电性的提升而可增加织物的抗静电性能；而当湿度较高时，反而抑制织物的亲水性能；虽然提高了复合抗静电剂对湿度的稳定性，也因此当湿度较高时，通过加入还原氧化石墨烯提高抗静电性的手段后织物的静电压半衰期反而高于未加入还原氧化石墨烯时的数据。大多数情况下，现有抗静电剂的使用效果在低湿度下受到限制，因此，本发明的抗静电剂配方具有较高实用价值。在湿度较高的环境下，可适用本发明提供的氧化石墨烯复配阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂的方案；在湿度较低的环境下，可适用本发明提供的还原氧化石墨烯复配阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes抗静电剂的方案。

21、根据上述的相关实验可知，氧化石墨烯与抗静电处理剂复配后所得的一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂，不单单兼具两种产品在羊毛羊绒织物中各具的特点，还对最终的整体产品产生显著的功能提升。

22、本发明的一种氧化石墨烯复配的抗静电处理剂的有益效果为：

23、1.本发明的技术方案相比于常规处理剂：在干燥环境中使用表现抗静电性能优异且稳定。

24、2.对氧化石墨烯的应用合理性的性能最大化，保持织物的白度情况下充分体现氧化石墨烯的物性。

25、3.本发明提供的技术方案可制成便携式日化用品类产品，并非有长久的附着牢度，日常应对羊绒羊毛织物的穿着静电现象；随需随用，清洗后可将织物恢复原始状态。

26、实验试剂与参数要求：

27、1.阴离子型抗静电剂yl，河北省清河县多维康助剂有限公司出品；

28、2.阴离子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠aes，活性物含量为68％-72％，山东优索化工科技有限公司出品；

29、3.氧化石墨烯，七台河宝泰隆石墨烯新材料有限公司出品；

30、4.还原氧化石墨烯，七台河宝泰隆石墨烯新材料有限公司出品；

31、5.非离子型抗静电剂hl,河北省清河县多维康助剂有限公司出品；

32、6.阳离子型抗静电剂kd-4,河北省清河县多维康助剂有限公司出品；

33、7.参数要求：实验中向羊毛羊绒织物喷涂的处理剂应保持在(5±0.05)g/㎡，以确保实验数据的一致性与准确性。