一种远红外碳基复合纺织面料及其制备方法

本发明属于功能纺织材料领域，具体涉及一种远红外碳基复合纺织面料及其制备方法。背景技术：1、红外线是位于可见光和微波之间的一种电磁波，其波长范围为0.76~1000 μm。根据波长的不同，红外线可分成近红外线、中红外线和远红外线三段，一般将波长介于4~1000μm的红外线称为远红外线，其中适用于生命体的远红外波长范围为6~14 μm，具有很高的应用价值。在功能性纺织材料中，拥有远红外发射的面料可以吸收和存储外界的红外光产生的热量，制成服装时可以向人体传递热量，起到保温的效果。一般将红外发射率大于65%的纺织品认定为远红外功能的纺织品；将红外发射率大于80%，辐射3μm~25 μm远红外波的纺织品认定为性能优良。2、在远红外纺织面料的生产中，其制备方法有远红外纤维混纺成布法和远红外整理法。远红外纤维混纺成布法是在纺丝过程中将远红外粉体加入纤维内部，通过织造、印染处理等工艺制备得面料，存在纺丝强度和远红外特性不兼容的问题，工业上不宜采用。而远红外整理法是将远红外陶瓷微粉、粘合剂和助剂按一定比例配置成整理剂，再采用浸轧、喷涂或印刷等技术将整理剂附着于纺织面料的方法。一般地，远红外整理剂涂层与纺织面料织物也有粘附力较低、生产中易脱落及脱落导致的红外发射率下降等问题。3、在现已公开远红外整理剂的专利（cn109537290 a、cn 117604775 a）中，大多以水性溶剂和黏附剂为载体，以金属氧化物、碳化物、锆化物、铝硅化物及稀土氧化物等为远红外发射材料，制备成远红外整理剂。在涂层制备时，通常采用浸渍的方法将水性整理剂附着在面料上，但此方法存在所附着涂层厚度不易控制等缺点。因此，有必要提供一种厚度可控、便于批量制备的方法，以制备出远红外发射性能强、与面料附着力好且低成本的纺织面料。技术实现思路1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种远红外碳基复合纺织面料及其制备方法，纺织面料由远红外碳基涂层和纤维面料构成，通过丝网印刷技术，将远红外碳基整理剂印刷于纤维面料表面，烘干而制得。所制备的碳基复合面料远红外发射率可超过90%，碳基涂层与面料结合力较好，所制备的工艺具有可控性好，能批量制备的特点。2、本发明的第一方面，提供了一种远红外碳基复合纺织面料，包括远红外碳基涂层和纤维面料；通过丝网印刷技术，将远红外碳基整理剂印刷于纤维面料表面，烘干形成碳基涂层，制成远红外碳基复合纺织面料。3、在制备工艺中，通过控制网版上感光层的厚度，实现碳基远红外浆料厚度可控印刷，从而制备出均匀性较好的远红外碳基涂层。4、作为优选方案，所述远红外碳基整理剂包括以下重量份的原料：碳材料粉末500份、有机载体350份、表面活性剂10份~15份、粘结剂5份~15份。5、作为优选方案，所述碳材料粉末，包括碳黑、碳粉、石墨粉中的一种或者多种，其粒径范围为0.5 μm~15 μm。6、作为优选方案，所述有机载体按重量份的组成为：松油醇40份~80份，乙基纤维素10份~25份，邻苯二甲酸二丁酯3~15份，邻苯二甲酸二辛酯2份~10份。7、作为优选方案，所述表面活性剂为三乙醇胺。8、作为优选方案，所述粘结剂为环氧树脂、钛酸酯偶联剂中的一种或者多种。9、作为优选方案，所述纤维面料包括尼龙、粘胶纤维、腈纶、涤纶中的一种或多种。10、与现有技术相比，所述远红外碳基整理剂所选用的碳黑、碳粉及石墨粉末等为远红外发射原料，具有红外发射吸收、热传导率高及成本低等优势。11、使用碳材料粉末制备油墨或浆料时，存在碳颗粒易团簇、难分散及与附着载体结合力弱等缺点。本发明中在常规的松油醇有机载体为基础上，以乙基纤维素为增稠剂可调控有机载体松油醇的粘度，以邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯双组元为增塑剂可改良碳浆料的触变性，同时，引入了三乙醇胺为表面活性剂，降低了碳基粉末的表面能，有效降低了浆料制备过程中碳基颗粒的团簇现象，形成了色泽均匀的碳基浆料，最后在溶剂中加入适量环氧树脂或钛酸偶联剂中一种或多种，可与尼龙等纤维面料表面基团发生化学反应，形成化学键以提高碳浆与面料的结合力。12、本发明第二方面，提供了一种远红外碳基复合纺织面料的制备方法，包括如下步骤：13、步骤s1：按重量份称取所述碳材料粉末500份、有机载体350份、表面活性剂10份~15份、粘结剂5份~15份；所述有机载体包括松油醇40份~80份、乙基纤维素10份~25份、邻苯二甲酸二丁酯3份~15份、邻苯二甲酸二辛酯2份~10份组成整理剂，置于球磨罐中；14、步骤s2：称取玛瑙球置于球磨罐中，然后将球磨罐装在球磨机上，进行球磨；15、步骤s3：球磨完毕后，分散所得的碳基浆料，用三辊研磨机进行研磨；16、步骤s4：三辊研磨完成后，收集所得浆料，用搅拌机脱泡搅匀，制成远红外碳基浆料，浆料粘稠度为500 mpas~ 5000 mpas；17、步骤s5：将远红外碳基浆料印刷于纤维面料上，然后将纤维面料烘干，制成远红外碳基复合纺织面料。18、作为优选方案，在步骤s2中，所述玛瑙球与整理剂的重量比为4:1~ 8:1，球磨时间为120min ~ 600 min，球磨转速为350r/min ~ 800r/min。19、作为优选方案，在步骤s2中，所述球磨机为行星式球磨机。20、作为优选方案，在步骤s3中，所述三辊研磨转速为200min~ 400r/min，滚轮间距范围为1μm~ 140μm，滚动时间为30min ~ 120min; 颗粒粒径为0.5μm~15μm。21、作为优选方案，在步骤s5中，所述的烘干温度范围为40℃~ 80℃，烘干时间为30min~120min。22、作为优选方案，在步骤s5中，所述印刷方法为丝网印刷。23、与现有技术相比，本发明使用球磨-三辊研磨-脱泡搅拌联合技术实现了远红外碳基整理剂的批量制备。首先，利用球磨技术，通过控制球料比、球磨时间和球磨转速在合适范围，降低碳材料粉末颗粒度，控制碳粉粒径中位数介于1μm~15μm之间。接着通过三辊研磨技术进一步物理性分散球磨浆料中的碳材料颗粒，同时结合三乙醇胺溶剂对碳材料的化学分散作用，最终实现碳基浆料的良好分散，解决碳材料颗粒团聚的问题。当三辊研磨机转速过慢时，研磨效率过低；转速过快时，不能及时装料。本发明技术方案选择了合适的三辊研磨的转速，实现较高的研磨效率。最后通过脱泡搅拌工艺获得颗粒均匀分布的浆料体系，同时除去三辊研磨过程中进入溶剂中的气泡，防止印刷涂层中出现气孔。制备碳浆料过程中，粘度太低，浆料容易从丝网中漏下，粘度太高，浆料容易粘网。本发明技术方案通过控制合适的浆料粘稠度，解决上述问题。另外，烘烤温度和烘烤时间会影响碳涂层的结合力，影响远红外吸收和发射性能。当烘烤温度过高时，环氧树脂等溶剂会出现碳化等问题，导致涂层结合力变差；当烘烤温度过低时，导致涂层固化时间过长。因而本发明选择了合适的烘烤温度和时间，解决上述问题。24、通过以上技术方案，本发明产生了以下有益效果：25、在松油醇有机载体为基础上，以乙基纤维素为增稠剂调控有机载体松油醇的粘度，以邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯双组元为增塑剂改良碳浆料的触变性，同时，引入三乙醇胺为表面活性剂，降低碳基粉末的表面能，有效降低了浆料制备过程中碳基颗粒的团簇现象。26、以环氧树脂或钛酸偶联剂为粘结剂，与纤维面料表面基团发生化学反应，形成化学键，提高整理剂与纤维面料的结合力。27、利用球磨、三辊研磨技术和搅拌脱泡技术解决了碳材料颗粒团聚的问题，形成均一的碳基浆料分散体系。本发明制备的整理剂分散均匀，体系稳定，无需当天使用，可存放一个月以上。28、通过丝网印刷技术制备出了远红外碳基复合纺织面料，远红外发射性能优良，成本低廉，便于批量制备。