本發(fā)明屬于服裝領(lǐng)域，尤其涉及一種保暖內(nèi)衣及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著氣溫急劇降低，北方的深秋顯得格外寒冷。為了度過(guò)暖氣來(lái)臨前漫長(zhǎng)的歲月，清華大學(xué)一化工博士總結(jié)了三條御寒新招，其中之一為穿衣次序。他研究發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)熱系數(shù)低的風(fēng)衣穿在導(dǎo)熱系數(shù)大的秋衣里面，具有更好的御寒效果。然而，風(fēng)衣的面料太過(guò)硬挺，并不適合貼身穿著。現(xiàn)有技術(shù)中也有導(dǎo)熱系數(shù)低、舒適度較高的保暖內(nèi)衣，但其一般為多層結(jié)構(gòu)，貼身層和外層均為纖維布匹制成，中間層為含保暖性能的填料。它雖然能夠滿足導(dǎo)熱系數(shù)低、貼身穿著舒適度高的要求，但是它的裁剪縫制工藝較為復(fù)雜，在使用過(guò)程中也極易損壞；故本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種導(dǎo)熱系數(shù)低、面料舒適度高、制作工藝簡(jiǎn)單的保暖內(nèi)衣，用以將人體散發(fā)的熱量牢牢集聚在身體周圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決背景技術(shù)中提到的問(wèn)題，提供一種導(dǎo)熱系數(shù)低、面料柔軟、制作工藝簡(jiǎn)單的保暖內(nèi)衣及其制備方法，用以將人體散發(fā)的熱量牢牢集聚在身體周圍。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種保暖內(nèi)衣，主要由泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物和未處理過(guò)的棉纖維混紡而成，所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維的質(zhì)量百分比為40～100:100。

一種保暖內(nèi)衣的制備方法，包括如下步驟：(1)將棉纖維在丙酮溶液中二浸二軋，然后在將所述棉纖維置于強(qiáng)堿溶液中，于80～90℃下反應(yīng)，然后用酸中和后再用去離子水漂洗、擠壓吹干；(2)將步驟(1)處理的棉纖維浸入含有氧化石墨烯的水溶液中，攪拌使氧化石墨烯與棉纖維充分混合；(3)將步驟(2)中的棉纖維和氧化石墨烯混合溶液放入紗布中，擠壓去除多余的水分；(4)將步驟(3)處理的棉纖維放入堿性溶液中，室溫下攪拌使堿性溶液與棉纖維充分混合；(5)將步驟(4)得到的混合液轉(zhuǎn)移到高壓釜中，水熱反應(yīng)，得到棉纖維/石墨烯復(fù)合物；(6)將步驟(5)制得的棉纖維/石墨烯復(fù)合物放入液氮中急速冷凍；(7)將步驟(6)處理后的棉纖維/石墨烯復(fù)合物放入真空冷凍機(jī)中，冷凍干燥，得到疏松多孔的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物；(8)將步驟(7)得到的疏松多孔的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物按照常見(jiàn)的紡線工藝與未處理過(guò)的棉纖維一起混紡，然后經(jīng)過(guò)漂染、織布、剪裁、縫制而得到保暖內(nèi)衣。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(1)中，所述丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～30％，浸泡時(shí)間為0.5～1h，軋液率為70～80％；所述強(qiáng)堿溶液的pH值為12～14，于80～90℃下反應(yīng)1～2h。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為10～50g/L。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(3)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的60～80％。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(4)中，所述堿性溶液的pH值為9～11，所述步驟(3)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:0.8～1.5。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(5)中，所述水熱反應(yīng)溫度為120～160℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為6～12h。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(6)中，先將步驟(5)得到的棉纖維/石墨烯復(fù)合物制成厚度為1～5cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(7)中，所述冷凍干燥溫度為‐30～‐20℃，真空度為1～10Pa。

作為本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案，所述步驟(8)中，疏松多孔的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物為未處理的棉纖維的40～100％wt。

有益效果：

與現(xiàn)有的保暖內(nèi)衣相比，本發(fā)明的制備工藝十分簡(jiǎn)單，制得的保暖內(nèi)衣具有保溫效果好、抗菌、抗靜電等優(yōu)點(diǎn)。泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與棉纖維按照一定的比例混紡在一起，然后再制成保暖內(nèi)衣，使得所述內(nèi)衣不僅具備導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)，還具有棉纖維原來(lái)的面料柔軟、吸汗性好、穿著舒適度高等特性；同時(shí)石墨烯還賦予了所述保暖內(nèi)衣抗菌、抗靜電等特性。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更清楚明了的理解本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的保暖內(nèi)衣主要由疏松多孔的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物按照常見(jiàn)的紡線工藝與未處理過(guò)的棉纖維一起混紡，然后經(jīng)過(guò)漂染、織布、剪裁、縫制而得到保暖內(nèi)衣。所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維的質(zhì)量百分比為40～100:100。

本發(fā)明中的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物的制備步驟主要為：(1)將棉纖維在丙酮溶液中二浸二軋，然后在將所述棉纖維置于強(qiáng)堿溶液中，于80～90℃下反應(yīng)，然后用酸中和后再用去離子水漂洗、擠壓吹干；(2)將步驟(1)處理的棉纖維浸入含有氧化石墨烯的水溶液中，攪拌使氧化石墨烯與棉纖維充分混合；(3)將步驟(2)中的棉纖維和氧化石墨烯混合溶液放入紗布中，擠壓去除多余的水分；(4)將步驟(3)處理的棉纖維放入堿性溶液中，室溫下攪拌使堿性溶液與棉纖維充分混合；(5)將步驟(4)得到的混合液轉(zhuǎn)移到高壓釜中，水熱反應(yīng)，得到棉纖維/石墨烯復(fù)合物；(6)將步驟(5)制得的棉纖維/石墨烯復(fù)合物放入液氮中急速冷凍；(7)將步驟(6)處理后的棉纖維/石墨烯復(fù)合物放入真空冷凍機(jī)中，冷凍干燥，得到疏松多孔的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物。

所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物制備步驟中的工藝參數(shù)及測(cè)試結(jié)果參見(jiàn)實(shí)施例1‐5。

實(shí)施例1

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，浸泡時(shí)間為1h，軋液率為80％；所述強(qiáng)堿溶液的pH值為14，于80℃下反應(yīng)2h；其中，所述強(qiáng)堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為10g/L；

步驟(3)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的80％；

步驟(4)中，所述堿性溶液的pH值為9，所述步驟(3)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:0.8；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成，優(yōu)選地，所述堿性溶液為氨水；

步驟(5)中，所述水熱反應(yīng)溫度為120℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為12h；

步驟(6)中，先將步驟(5)得到的棉纖維/石墨烯復(fù)合物制成厚度為1cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(7)中，所述冷凍干燥溫度為‐20℃，真空度為10Pa。

測(cè)得泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物的導(dǎo)熱系數(shù)為0.063。

實(shí)施例2

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％，浸泡時(shí)間為50min，軋液率為78％；所述強(qiáng)堿溶液的pH值為13.5，于82℃下反應(yīng)1h45min；其中，所述強(qiáng)堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為20g/L；

步驟(3)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的75％；

步驟(4)中，所述堿性溶液的pH值為9.5，所述步驟(3)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(5)中，所述水熱反應(yīng)溫度為130℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為10h；

步驟(6)中，先將步驟(5)得到的棉纖維/石墨烯復(fù)合物制成厚度為2cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(7)中，所述冷凍干燥溫度為‐17℃，真空度為7Pa。

測(cè)得泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物的導(dǎo)熱系數(shù)為0.055。

實(shí)施例3

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，浸泡時(shí)間為40min，軋液率為75％；所述強(qiáng)堿溶液的pH值為13，于85℃下反應(yīng)1h30min；其中，所述強(qiáng)堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為30g/L；

步驟(3)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的70％；

步驟(4)中，所述堿性溶液的pH值為10，所述步驟(3)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1.2；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(5)中，所述水熱反應(yīng)溫度為140℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為8h；

步驟(6)中，先將步驟(5)得到的棉纖維/石墨烯復(fù)合物制成厚度為3cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(7)中，所述冷凍干燥溫度為‐15℃，真空度為5Pa。

測(cè)得泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物的導(dǎo)熱系數(shù)為0.051。

實(shí)施例4

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％，浸泡時(shí)間為30min，軋液率為72％；所述強(qiáng)堿溶液的pH值為12.5，于87℃下反應(yīng)1h15min；其中，所述強(qiáng)堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為40g/L；

步驟(3)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的65％；

步驟(4)中，所述堿性溶液的pH值為10.5，所述步驟(3)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1.3；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(5)中，所述水熱反應(yīng)溫度為150℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為8h；

步驟(6)中，先將步驟(5)得到的棉纖維/石墨烯復(fù)合物制成厚度為4cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(7)中，所述冷凍干燥溫度為‐12℃，真空度為3Pa。

測(cè)得泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物的導(dǎo)熱系數(shù)為0.044。

實(shí)施例5

步驟(1)中，所述丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，浸泡時(shí)間為30min，軋液率為70％；所述強(qiáng)堿溶液的pH值為12，于90℃下反應(yīng)1h；其中，所述強(qiáng)堿溶液主要包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的其中一種，所述酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸中的其中一種；

步驟(2)中，所述氧化石墨烯的濃度為50g/L；

步驟(3)中，擠壓水分為棉纖維吸水總量的60％；

步驟(4)中，所述堿性溶液的pH值為11，所述步驟(3)處理的棉纖維與堿性溶液的體積比為1:1.5；所述堿性溶液主要由氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的其中一種或多種組成；

步驟(5)中，所述水熱反應(yīng)溫度為160℃，水熱反應(yīng)時(shí)間為6h；

步驟(6)中，先將步驟(5)得到的棉纖維/石墨烯復(fù)合物制成厚度為5cm的片狀，再放入液氮中急速冷凍；

步驟(7)中，所述冷凍干燥溫度為‐10℃，真空度為1Pa。

測(cè)得泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物的導(dǎo)熱系數(shù)為0.054。

實(shí)施例6

將實(shí)施例4制得的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維的質(zhì)量百分比為40:100，得到的保暖內(nèi)衣用線的導(dǎo)熱系數(shù)為0.062。

實(shí)施例7

將實(shí)施例4制得的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維的質(zhì)量百分比為60:100，得到的保暖內(nèi)衣用線的導(dǎo)熱系數(shù)為0.055。

實(shí)施例8

將實(shí)施例4制得的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維的質(zhì)量百分比為80:100，得到的保暖內(nèi)衣用線的導(dǎo)熱系數(shù)為0.050。

實(shí)施例9

將實(shí)施例4制得的泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維一起混紡，所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維的質(zhì)量百分比為100:100，得到的保暖內(nèi)衣用線的導(dǎo)熱系數(shù)為0.048。

由實(shí)施例6-9可見(jiàn)，泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物在保暖內(nèi)衣用線中的含量越高，其保暖效果越好。但是綜合考慮制備成本和保暖效果，所述泡沫狀棉纖維/石墨烯復(fù)合物與未處理過(guò)的棉纖維最優(yōu)質(zhì)量百分比為80:100。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。