一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布制备方法与流程

本发明属于汽车功能内饰配件领域，尤其涉及一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布制备方法。

背景技术：

在寒冷的冬季，人们在驾驶或乘坐汽车前都希望座椅可以被提前加热，提高驾乘的舒适感。目前市场上使用的加热座椅多采用加热内置电阻丝的方法进行汽车座椅加热，缺点是点加热的方式不均匀；电阻丝阻值大，加热慢，能耗大；容易断裂，安全系数低；电阻丝较硬，人体舒适性差。为了寻找一种能够替换加热电阻丝的材料，有人尝试使用石墨烯加热膜进行汽车座椅的加热。例如：中国专利公开号cn205059350u公开了一种石墨烯加热型汽车座椅，石墨烯加热膜置于汽车座椅内部。尽管该石墨烯加热型汽车座椅克服了电阻丝加热式座椅的一些缺点，但仍存在整合性不够、柔韧性欠佳、须设置隔热层、舒适性有待进一步提高等问题。中国专利公开号cn106183142a公开了一种基于石墨烯纤维无纺布的自热膜，该发热膜由石墨烯纤维制成，存在制备工艺繁琐、成本高的缺点。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术存在的缺陷提供一种制备简便，发热效果好，可直接应用于汽车可加热座椅的石墨烯无纺布的制备方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布制备方法，其特征在于包括以下步骤：

采用静电吸附和浸渍压轧联用法将氧化石墨烯纳米片包覆在无纺布表面；

通过还原反应将无纺布表面的氧化石墨烯还原为石墨烯，完成制备。

其进一步特征在于：所述步骤（1）的具体方法为，将无纺布浸泡于牛血清白蛋白溶液中，再浸泡于氧化石墨烯溶液中进行静电吸附，取出后经过染色轧机压轧制，进一步固定氧化石墨烯。

所述步骤（2）中的还原反应采用氢碘酸蒸汽还原。

优选的：所述牛血清白蛋白溶液浓度为5wt%。

所述氧化石墨烯溶液的制备方法为，采用hummer法制备氧化石墨烯粉末，按照1g氧化石墨烯粉末分散在500ml去离子水中的比例制备成氧化石墨烯溶液。

所述氧化石墨烯溶液ph调节为4。

形成氢碘酸蒸汽的氢碘酸溶液浓度为40wt%-60wt%。

所述无纺布为熔喷无纺布。

所述熔喷无纺布克重为40~60g/m²。

本发明具有制备方法简单、重复性高等特点，为研究开发发热均匀、整合度高、舒适性好的可加热汽车坐垫提供了技术支持，在汽车内饰领域具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明所制备的汽车座椅用电加热无纺布的扫描电镜图；

图2为本发明所使用的无纺布未添加石墨烯前的扫描电镜图。

图3为本发明所制备汽车座椅用电加热无纺布不同电压下发热温度随时间变化图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

采用hummer法制备500ml2mg/ml氧化石墨烯分散液，通过加入稀盐酸调节氧化石墨烯分散液ph为4。剪取50cm×50cm克重为40g/m²的熔喷无纺布浸泡在浓度为5wt%牛血清白蛋白中30分钟，取出后在室温条件下干燥后用去离子水冲洗掉未固定的牛血清白蛋白；将上述表面修饰有牛血清白蛋白的无纺布浸渍在ph4的氧化石墨烯分散液中24小时后再经过染色轧机压轧，施加压力为1kg，得到的产品再经过40wt%氢碘酸蒸汽还原，室温干燥后即得到一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布。如图3所示，当给该无纺布施加4v电压，可以在3s左右迅速升温到40℃左右并维持在该温度，当7s左右撤去电压后无纺布可以在2s左右迅速降到室温。

实施例2

采用hummer法制备400ml2mg/ml氧化石墨烯分散液，通过加入稀盐酸调节氧化石墨烯分散液ph为4。剪取60cm×60cm克重为45g/m²的熔喷无纺布浸泡在浓度为5wt%牛血清白蛋白中30分钟，取出后在室温条件下干燥后用去离子水冲洗掉未固定的牛血清白蛋白；将上述表面修饰有牛血清白蛋白的无纺布浸渍在ph4的氧化石墨烯分散液中24小时后再经过染色轧机压轧，施加压力为1.5kg，得到的产品再经过50wt%氢碘酸蒸汽还原，室温干燥后即得到一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布。如图3所示，当给该无纺布施加6v电压，可以在3s左右迅速升温到50℃左右并维持在该温度，当7s左右撤去电压后无纺布可以在2s左右迅速降到室温。

实施例3

采用hummer法制备450ml1mg/ml氧化石墨烯分散液，通过加入稀盐酸调节氧化石墨烯分散液ph为4。剪取45cm×45cm克重为50g/m²的熔喷无纺布浸泡在浓度为5wt%牛血清白蛋白中30分钟，取出后在室温条件下干燥后用去离子水冲洗掉未固定的牛血清白蛋白；将上述表面修饰有牛血清白蛋白的无纺布浸渍在ph4的氧化石墨烯分散液中24小时后再经过染色轧机压轧，施加压力为1kg，得到的产品再经过57wt%氢碘酸蒸汽还原，室温干燥后即得到一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布。如图3所示，当给该无纺布施加8v电压，可以在3s左右迅速升温到60℃左右并维持在该温度，当7s左右撤去电压后无纺布可以在2s左右迅速降到室温。

实施例4

采用hummer法制备500ml1mg/ml氧化石墨烯分散液，通过加入稀盐酸调节氧化石墨烯分散液ph为4。剪取50cm×50cm克重为60g/m²的熔喷无纺布浸泡在浓度为5wt%牛血清白蛋白中30分钟，取出后在室温条件下干燥后用去离子水冲洗掉未固定的牛血清白蛋白；将上述表面修饰有牛血清白蛋白的无纺布浸渍在ph4的氧化石墨烯分散液中24小时后再经过染色轧机压轧，施加压力为1.5kg，得到的产品再经过60wt%氢碘酸蒸汽还原，室温干燥后即得到一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布。如图3所示，当给该无纺布施加12v电压，可以在2s左右迅速升温到85℃左右并维持在该温度，当7s左右撤去电压后无纺布可以在2s左右迅速降到室温。

图1为负载石墨烯的无纺布纤维扫描电镜图，图2为未负载石墨烯前的无纺布纤维扫描电镜图。可以看到纳米石墨烯片可以均匀地包覆在纤维表面赋予无纺布以一定导电性，从而可以在直流电压作用下产生热量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进,对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种汽车座椅用电加热石墨烯无纺布制备方法，采用静电吸附和浸渍压轧联用法将氧化石墨烯纳米片包覆在无纺布的表面；再将氧化石墨烯包覆的无纺布置于氢碘酸蒸汽中还原得到石墨烯包覆的无纺布。通过外接导线和12V可调节电源即得到一种可电加热的石墨烯无纺布，可以作为汽车座椅内衬布实现汽车座椅的可加热功能。本发明使用石墨烯替代加热电阻丝具有加热更均匀，所需电压更低，安全性能更好的特点，同时也较现有技术的石墨烯膜加热具有更好的柔韧性、织物整合性和舒适性等，在可加热汽车座椅领域有较好的应用前景。

技术研发人员：李大伟;魏取福;汪帝;邢世纪
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：2017.11.15
技术公布日：2018.04.20