CN109629085A - 一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物以及制备方法和应用 - Google Patents

一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物以及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物及其制备方法和应用，本发明将具有高比表面积的碳纳米材料与具有高比表面积的三维织物结合，可以产生优异的协同效应，形成空间三维联通导电网络；同时在简化制备工艺的情况下可以弥补普通二维织物需要吸附或包覆多层导电材料来形成涂层厚度方向上的三维导电形式，而且本发明三维织物具有质轻、柔韧性好、导电性能均匀稳定、发热效率高、能耗低及耐久性好等一系列优点，此外，其三维结构还可使织物的耐水洗牢度和耐摩擦牢度获得较大程度的改善。

Description

一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物以及制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及纺织品领域，尤其是涉及一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物。
背景技术
随着电子行业的快速发展，导电织物用于智能可穿戴、抗静电、抗电磁屏蔽及电热转换等成为研究热点，现有的导电织物制备方法通常有三大类，一类是前处理，即在纺丝阶段在聚合物中引入导电成分进行熔融或溶液纺丝获得导电纤维，此类方法导电成分引入量比较有限，导电效果不佳，而且还要考虑导电成分与基体的结合性以及导电材料加入对纤维可纺性能的影响等；第二类是中间处理，主要是对纤维或纱线进行导电处理，方法主要有采用普通纤维与金属纤维混纺、纤维或纱线表面引入导电材料(金属镀覆、导电高分子材料或碳系导电材料包覆)等，其中采用金属纤维混纺，金属纤维本身的可加工性及其织造加工较为困难，制得得织物手感粗糙，服用舒适性较差；而采用金属镀覆的制备工艺复杂、加工成本高、且金属的比重大，不能满足织物轻质、柔软的要求。第三类则是后处理，以织物为基体在其表面进行导电处理，主要有织物基底上表面均匀涂覆和织物浸渍导电材料两种方法，织物表面涂覆的方法成本较低、工艺简单、生产效率高，但缺点是采用刮涂的方式在织物基底上形成的涂层容易造成织物孔隙堵塞，影响织物透气性和服用性，而且织物耐洗性较差，随着洗涤次数增加导电性能会发生急剧降低，而且涂层织物耐弯折性较差，一旦涂层产生裂纹，就会造成织物导电失效；结合第二和第三类方法，在保证织物透气性和柔软性的前提下，将碳系导电材料引入纤维、纱线或织物表面成为目前的应用热点。
如边绍伟等人以棉布为基体材料，石墨烯为导电材料，采用重复数次浸渍-烘干的方法在棉织物纤维表面覆盖氧化石墨烯，然后通过原位化学还原的方法将氧化石墨烯还原成石墨烯，从而使棉织物具有良好的导电性能(专利CN 105088749A)。然而该发明需要通过数次浸渍-烘干的制备工序才能获得导电性能较佳的织物，这主要是因为采用碳系导电材料进行导电处理时，导电微粒在导电涂层较薄时，在二维涂层平面内的导电粒子平均接触较少，不能有效建立连通的导电通路，在不断增加导电涂层厚度后，可以在涂层厚度方向上形成导电粒子的三维立体结构，在该结构中导电粒子平均的接触概率得到增加，可以形成一个交叉的立体导电网络，使电阻率迅速下降；然而这种通过增加涂层厚度来提高导电性的方法不仅使制备工序繁琐复杂，而且导电材料的厚度越厚，一是导电材料包覆牢度差，容易脱落，耐水洗和耐磨擦性能不佳，其次是附着较厚导电材料的织物硬挺，织物不易弯折，弯折次数增加表面导电材料容易产生裂纹，造成导电失效。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种具有空间三维网络结构的导电织物，本发明将具有高比表面积的碳纳米材料与具有高比表面积的三维织物结合，可以产生优异的协同效应，形成空间三维联通导电网络；同时在简化制备工艺的情况下可以弥补普通二维织物需要吸附或包覆多层导电材料来形成涂层厚度方向上的三维导电形式，而且本发明三维织物具有质轻、柔韧性好、导电性能均匀稳定、发热效率高、能耗低及耐久性好等一系列优点，此外，其三维结构还可使织物的耐水洗牢度和耐摩擦牢度获得较大程度的改善。
本发明还提供一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物的制备方法。该方法制备工艺简单，织造效率高，适合工业化生产。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种空间三维网络结构的导电织物，其特征在于，以整体三维织物为骨架载体进行导电处理得到的，导电材料附着率为1-20％，(优选3-10％)，所述导电材料为具有高比表面积的碳纳米材料。
本发明的碳纳米材料与三维整体骨架织物的协同效应可以建立全面高效的三维导电网络，该织物的面内和厚度方向均具有优异的导电性能。
本发明所述的三维织物采用具有超吸水功能的纱线或超吸水纤维或与其它普通纤维混纺的纱线进行织造。所述超吸水纤维包括PVA基纤维、PNA系纤维、纤维素基纤维、聚羧酸系纤维、丙烯酸盐类或丙烯酰胺类、棉纤维中的一种或其多种组合。所述超吸水纤维制备方法可以为亲水性聚合物纺丝、超吸水树脂纺丝、纤维亲水化改性。
本发明所述的三维织物，优选采用超吸水纤维作为三维织物的经纬纱线或编织纱，通过三维机织、编织及缝合中的任意一种来实现载体三维织物的织造；在织物进行导电处理时会迅速通过三维织物厚度方向排布的纤维先将水性浆液中导电碳纳米材料有效分布于织物厚度方向各个空间并连接成网，其次沿织物面内方向排布的纤维快速分布并连接成导电网络，最终形成以三维织物为载体的三维整体空间导电网络。
本发明采用超吸水纤维混织，所得三维织物可以避免导电材料在织物表面的堆积，能够使导电成分有效分布于织物内部各个位置，不但在基于纱线的三维空间排布上获得导电网络，还可在织物内部纤维或纱线之间通过高比表面积的碳系导电材料相互连接，缩短导电通路，导电性能提升，织物的电阻降低。
本发明所述的三维导电织物可在织机上直接实现多层纱线的交织成形，后期使用不需再裁剪和多层二维织物的铺设，相较于仅面内具有纤维分布的二维织物，其厚度方向上也有纤维分布，织物具有很好的空间网状整体效果。
本发明所述的碳纳米材料为石墨烯、石墨、碳纳米管、碳纤维、导电碳黑中的一种或多种以上的复合。优选碳纳米材料为石墨烯与非石墨烯其它材料复合，其比例为(5-6):(1-5)。
本发明所述的导电处理方法是使用导电浆料对织物进行浸渍、浸轧或过滤-烘干方式进行导电处理，所用导电浆料为碳系水性或油性导电浆料。
优选地，从环境友好方面考虑，导电处理采用水性导电浆料。
进一步优选，所述水性导电浆料的制备，将石墨烯水性膏体稀释于水和乙醇的混合溶液中，采用砂磨机在转速1000-5000r/min砂磨分散1-10h(优选3-7h)，然后将非石墨烯碳纳米材料加入上述分散液中继续砂磨分散1-10h(优选3-7h)后，再将粘结剂加入上述分散液搅拌1-5h(优选3-5h)，然后超声分散1-10h(优选3-7h)，获得水性导电浆料；所配制水性导电浆料的固含量在1-20％。
所述石墨烯水性膏体的石墨烯含量为1-8％。
所述碳纳米材料与粘合剂的质量比为(1-4)：(1-3)。
所述粘结剂为水性聚氨酯、水性聚乙烯醇、水性环氧、水性丙烯酸、水性聚酯中的至少一种。
优选所配制水性导电浆料的固含量控制在2-7％。
本发明中所述非石墨烯碳纳米材料为石墨、碳纳米管、碳纤维、导电碳黑中的一种或多种以上的复合。
本发明所述空间三维网络结构石墨烯导电织物采用浸轧-烘干的方式进行导电处理，将配制好的水性导电浆料置于浸轧机浆槽中，三维织物通过牵引张力浸入浆槽，浸浆时间为0.3min-15min，优选0.5min-2min，然后经过压浆辊进行压浆使浆液完全渗透到织物内部，压浆辊压力为0.01MPa-0.3MPa(优选，0.1-0.2MPa)经烘干装置60-110℃(优选80-100℃)烘干，烘干后导电材料完全包覆在纤维或纱线表面，同时碳纳米材料在纤维与纤维之间，纱线与纱线之间建立导电通路，最终获得三维导电织物，其导电材料附着率为1-20％，(优选3-10％)。
本发明导电处理的关键是采用超吸水纤维进行织物织造，然后通过控制浸渍、浸轧或过滤的时间和压力，使导电浆料在超吸水纤维的带动下充分浸入纱线和织物内部，并沿三维织物内纤维的排列方式分布在纤维和纱线表面，形成以三维织物为骨架表面包覆导电材料的三维连续网状结构，同时碳系纳米材料还会在纤维或纱线相互之间搭接，这样不但在沿纤维或纱线长度方向形成导电通路，还可以在纤维与纤维以及纱线与纱线之间形成导电通路，有效降低纱线间的接触电阻，使织物形成全面高效的三维导电网络。本发明采用超吸水纤维可以有效避免导电材料在织物表面的堆积，采用压浆辊压浆，一是将多余浆液挤出，二是进一步促使浆液充分渗入织物内部并均匀分布。本发明所选择的压力过大或者浸渍时间过长，易造成导电材料附着量表面堆积，织物厚重，导电功能不佳。因此本发明的压力在0.1-0.2MPa，浸浆时间为0.5min-2min为最优。
本发明一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物的制备方法，包括三维织物织造及导电处理过程，具体如下：
本发明所述的三维织物的织造方法包括但不限于三维层层角联锁、多层角联锁结构和三维正交机织物织造法。
所述三维层层角联锁和多层角联锁结构机织物织造步骤包括：
(1)挂纱，织造前将不同功能性的经纱按其在厚度方向的排布依次穿过多孔综丝并固定在携纱器上，相邻经纱列分别穿入第一页综框和第二页综框里；
(2)织造，控制第一和第二页综框的有序升降，在多层经纱开口位置引入纬纱，然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次经纱和纬纱的层层或多层联锁交织，使织物形成一个整体的三维结构；重复综框的有序升降、引纬、打纬工序完成织物的织造。
所述三维正交机织物织造步骤包括：
(1)挂纱，织造前将不同功能性的经纱按其在厚度方向的排布依次穿过多孔综丝并固定在携纱器上，所有经纱列均穿入一页综框里；捆绑纱由上下两层组成，挂纱顺序1上1下，1列经纱对应1根捆绑纱，然后固定在携纱器上；
(2)织造，将多层平行经纱同时开口引入纬纱，并通过上下两层捆绑纱交替穿过织物整个厚度方向即可完成对经纱和纬纱的捆绑；然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次整体捆绑交织，重复经纱开口、引纬、交替运动捆绑纱、打纬工序完成整体织物的织造。
所述导电处理过程：将石墨烯水性膏体稀释于水和乙醇的混合溶液中，采用砂磨机在转速1000-5000r/min砂磨分散1-10h，优选3-7h，然后将非石墨烯碳纳米材料加入上述分散液中继续砂磨分散1-10h，优选3-7h后，再将粘结剂加入上述分散液搅拌1-5h，优选3-5h，然后超声分散1-10h，优选3-7h，获得水性导电浆料；所配制水性导电浆料的固含量在1-20％，优选所配制水性导电浆料的固含量控制在2-7％；所述石墨烯水性膏体的石墨烯含量为1-8％；所述碳纳米材料与粘合剂的质量比为(1-4)：(1-3)；将配制好的水性导电浆料置于浸轧机浆槽中，三维织物通过牵引张力浸入浆槽，浸浆时间为0.3min-15min，优选0.5min-2min，然后经过压浆辊进行压浆使浆液完全渗透到织物内部，压浆辊压力为0.01MPa-0.3MPa，优选0.1-0.2MPa，经烘干装置60-110℃，优选80-100℃烘干，烘干后导电材料完全包覆在纤维或纱线表面，同时碳纳米材料在纤维与纤维之间，纱线与纱线之间建立导电通路，最终获得三维导电织物的导电材料附着率为1-20％，优选3-10％。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的空间三维网络结构导电织物具有更好的力学性能，不易分层，生产成本低、制备工艺简单、灵活。
(2)本发明的空间三维网络结构导电织物可以设计出更大的比表面积，与同时具有超高比表面积的碳系纳米材料产生协同效应，不但在纱线或织物表面以及内部可以充分沉积、吸附和包覆碳系导电材料，还可以在纤维或纱线间建立导电通路，降低纤维与纤维以及纱线与纱线间的接触电阻，不需要通过增加表面导电材料的厚度就可以获得很好的导电性能。
所述三维织物与相同厚度的普通二维织物相比，该三维织物可以设计出非常大的比表面积，从而能够在一次或少次的导电处理工序中获得更大的导电材料附着量，因此不需要通过增加涂层厚度来提高导电性(如图1所示)，避免了涂层厚度太大造成的织物硬挺、涂层牢度差的问题。普通二维织物需要多次浸入才能够达到涂层厚度提高导电性(图2)。如果达到同样的附着率，三维织物只需要1或2次工序，二维织物需要4次以上才能达到相同的效果，此时的二维织物表面附着较厚导电材料的织物硬挺，织物不易弯折，弯折次数增加表面导电材料容易产生裂纹，造成导电失效。
(3)本发明空间三维网络结构导电织物的多层结构设计，使织物具有更好的耐水洗和耐磨擦性能，织物内部导电材料可以得到有效的保护，导电性能持久高效。
(4)本发明的空间三维网络结构导电织物可以根据织物本身结构参数，浸渍、浸轧或过滤工艺来控制织物的电阻率，可按需分别用于防静电、防辐射、电热转换、电子传感以及医疗保健等领域。
(5)针对限制二维导电织物性能提升的瓶颈问题，本发明提出了基于空间三维网络结构的导电织物，该三维织物制备工艺简单，生产效率较高，成本低，效率高可进行规模化生产。而且本发明的导电织物不需重复多次导电处理的繁琐工序，形成的导电织物具备普通二维织物远远达不到的优异性能；具有质轻、柔软，透气，使用过程功能衰减较少，工作寿命长等一系列优点。
附图说明
图1为本发明三维导电织物一种实施例的导电处理示意图；
图2为现有技术的普通二维织物一种实施例的导电处理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
(1)挂纱，织造前将不同功能性的经纱按其在厚度方向的排布依次穿过多孔综丝并固定在携纱器上，相邻经纱列分别穿入第一页综框和第二页综框里；
(2)织造，控制第一和第二页综框的有序升降，在多层经纱开口位置引入纬纱，然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次经纱和纬纱的层层或多层联锁交织，使织物形成一个整体的三维结构；重复综框的有序升降、引纬、打纬工序完成织物的织造。
(3)将固含量为3％的石墨烯膏体200g稀释于3：2的水和乙醇混合溶液511.6g中，并在3000r/min转速下砂磨搅拌5h，加入石墨继续砂磨搅拌3h，然后加入粘结剂聚乙烯醇在低速下分散搅拌2h，再超声分散2h，最终得总固含量为2％的石墨烯导电浆液；其中浆液中石墨烯与石墨的比例为5：1，导电成分与粘合剂的比例为1：1。将石墨烯导电浆液倒入浸轧机浆槽，然后将由聚乙烯醇超吸水纤维织造的三维织物经牵引张力浸入浆槽30s使浆液充分进入织物内部，然后经压力为0.14MPa的压浆辊压浆，一是将多余浆液挤出，二是进一步促使浆液充分渗入织物内部，最后通过烘干装置烘干渗透到织物内部以及包覆在纤维或纱线表面的浆液，烘干温度100℃，最终得涂覆量为2.1％的三维导电织物。
实施例2
(1)挂纱，织造前将不同功能性的经纱按其在厚度方向的排布依次穿过多孔综丝并固定在携纱器上，所有经纱列均穿入一页综框里；捆绑纱由上下两层组成，挂纱顺序1上1下，1列经纱对应1根捆绑纱，然后固定在携纱器上；
(2)织造，将多层平行经纱同时开口引入纬纱，并通过上下两层捆绑纱交替穿过织物整个厚度方向即可完成对经纱和纬纱的捆绑；然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次整体捆绑交织，重复经纱开口、引纬、交替运动捆绑纱、打纬工序完成整体织物的织造。
(3)将固含量为5％的石墨烯膏体200g稀释于2：1的水和乙醇混合溶液317.3g中，并在3500r/min转速下砂磨搅拌5h，加入导电碳黑继续砂磨搅拌4h，然后加入粘结剂水性聚氨酯在低速下分散搅拌3h，再超声分散2h，最终得总固含量为5％的石墨烯导电浆液，其中浆液中石墨烯与导电炭黑的比例为5：3，导电成分与粘合剂的比例为3：2；将石墨烯导电浆液倒入浸轧机浆槽，然后将由聚丙烯腈纤维织造的三维织物经牵引张力浸入浆槽40s使浆液充分进入织物内部，然后经压力为0.13MPa的压浆辊压浆，最后通过烘干装置烘干渗透到织物内部以及包覆在纤维或纱线表面的浆液，烘干温度90℃，最终得涂覆量为5.3％的三维导电织物。
实施例3
将固含量为6％的石墨烯膏体200g稀释于1：1的水和乙醇混合溶液323.5g中，并在4000r/min转速下砂磨搅拌5h，加入碳黑和碳纳米管继续砂磨搅拌5h，然后加入粘结剂水性丙烯酸树脂在低速下分散搅拌3h，再超声分散3h，最终得总固含量为7％的石墨烯导电浆液，其中浆液中石墨烯、导电炭黑和碳管纳米的比例为6：4：1，导电成分与粘合剂的比例为4：3；将石墨烯导电浆液倒入浸轧机浆槽，然后将由聚丙烯酸吸水纤维与丙纶混纺织造的三维织物经牵引张力浸入浆槽35s使浆液充分进入织物内部，然后经压力为0.15MPa的压浆辊压浆，最后通过烘干装置烘干渗透到织物内部以及包覆在纤维或纱线表面的浆液，烘干温度80℃，最终得涂覆量为8.2％的三维导电织物。
实施例4
将固含量为6％的石墨烯膏体200g稀释于1：1的水和乙醇混合溶液323.5g中，并在4000r/min转速下砂磨搅拌5h，加入碳黑和碳纳米管继续砂磨搅拌5h，然后加入粘结剂水性丙烯酸树脂在低速下分散搅拌3h，再超声分散3h，最终得总固含量为7％的石墨烯导电浆液，其中浆液中石墨烯、导电炭黑和碳管纳米的比例为6：4：1，导电成分与粘合剂的比例为4：3；将石墨烯导电浆液倒入浸轧机浆槽，然后将由聚丙烯酸吸水纤维与丙纶混纺织造的三维织物经牵引张力浸入浆槽1min使浆液充分进入织物内部，然后经压力为0.15MPa的压浆辊压浆，最后通过烘干装置烘干渗透到织物内部以及包覆在纤维或纱线表面的浆液，烘干温度80℃，最终得涂覆量为10.1％的三维导电织物。
实施例5
将固含量为6％的石墨烯膏体200g稀释于1：1的水和乙醇混合溶液323.5g中，并在4000r/min转速下砂磨搅拌5h，加入碳黑和碳纳米管继续砂磨搅拌5h，然后加入粘结剂水性丙烯酸树脂在低速下分散搅拌3h，再超声分散3h，最终得总固含量为7％的石墨烯导电浆液，其中浆液中石墨烯、导电炭黑和碳管纳米的比例为6：4：1，导电成分与粘合剂的比例为4：3；将石墨烯导电浆液倒入浸轧机浆槽，然后将由聚丙烯酸吸水纤维与丙纶混纺织造的三维织物经牵引张力浸入浆槽35s使浆液充分进入织物内部，然后经压力为0.15MPa的压浆辊压浆，最后通过烘干装置烘干渗透到织物内部以及包覆在纤维或纱线表面的浆液，烘干温度80℃，重复浸扎烘干工序2次，最终得涂覆量为17.5％的三维导电织物。
实施例6
将固含量为6％的石墨烯膏体200g稀释于1：1的水和乙醇混合溶液323.5g中，并在4000r/min转速下砂磨搅拌5h，加入碳黑和碳纳米管继续砂磨搅拌5h，然后加入粘结剂水性丙烯酸树脂在低速下分散搅拌3h，再超声分散3h，最终得总固含量为7％的石墨烯导电浆液，其中浆液中石墨烯、导电炭黑和碳管纳米的比例为6：4：1，导电成分与粘合剂的比例为4：3；将石墨烯导电浆液倒入浸轧机浆槽，然后将由聚丙烯酸吸水纤维与丙纶混纺织造的三维织物经牵引张力浸入浆槽35s使浆液充分进入织物内部，然后经压力为0.15MPa的压浆辊压浆，最后通过烘干装置烘干渗透到织物内部以及包覆在纤维或纱线表面的浆液，烘干温度80℃，重复浸扎烘干工序3次，最终得涂覆量为26.2％的三维导电织物。
试验例
测定实施例1-6的三维导电织物的导电性能如表1中所示，随着三维导电织物的导电材料附着率增加，其导电功能增加，当导电材料附着率增加到一定程度后，其导电性能没有进一步增强(实施例5导电材料附着率10％，实施例6导电材料附着率14.97％，但是导电性能接近)。因此，为了避免多次重复浸扎-烘干工序带来附着较厚导电材料的织物硬挺，织物易弯折，弯折次数增加表面导电材料容易产生裂纹，造成导电失效。本发明优选1-2次浸扎-烘干工序。三维织物导电材料的附着量优选为3-10％。
表1
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物，其特征在于，以整体三维织物为骨架载体进行导电处理，导电材料附着率为1-20％，优选3-10％，所述导电材料为具有高比表面积的碳纳米材料。
2.如权利要求1所述的石墨烯导电织物，其特征在于，所述的三维织物采用具有超吸水功能的纱线或超吸水纤维或与其它普通纤维混纺的纱线进行织造；所述超吸水纤维包括PVA基纤维、PNA系纤维、纤维素基纤维、聚羧酸系纤维、丙烯酸盐类或丙烯酰胺类、棉纤维中的一种或其多种组合。
3.如权利要求2所述的石墨烯导电织物，其特征在于，所述采用超吸水纤维织造的三维织物在进行导电处理时，通过三维织物厚度方向排布的纤维先将导电碳纳米材料有效分布于织物厚度方向各个空间并连接成网，其次沿织物面内方向排布的纤维快速分布并连接成导电网络，最终形成以三维织物为载体的三维整体空间导电网络。
4.如权利要求1所述的石墨烯导电织物，其特征在于，所述的碳纳米材料为石墨烯、石墨、碳纳米管、碳纤维、导电碳黑中的一种或多种以上的复合。优选碳纳米材料为石墨烯与非石墨烯其它材料复合，其比例为(5-6):(1-5)。
5.如权利要求1所述的石墨烯导电织物，其特征在于，所述的导电处理方法是采用浸渍、浸轧或过滤导电浆料后，再烘干的方式进行导电处理，所用导电浆料为碳系水性或油性导电浆料。
6.如权利要求5所述的石墨烯导电织物，其特征在于，所述水性导电浆料的制备，将石墨烯水性膏体稀释于水和乙醇的混合溶液中，采用砂磨机在转速1000-5000r/min砂磨分散1-10h，优选3-7h，然后将非石墨烯碳纳米材料加入上述分散液中继续砂磨分散1-10h，优选3-7h后，再将粘结剂加入上述分散液搅拌1-5h，优选3-5h，然后超声分散1-10h，优选3-7h，获得水性导电浆料；所配制水性导电浆料的固含量在1-20％，优选所配制水性导电浆料的固含量控制在2-7％。
7.如权利要求1所述的石墨烯导电织物，其特征在于，所述石墨烯水性膏体的石墨烯含量为1-8％；所述碳纳米材料与粘合剂的质量比为(1-4)：(1-3)；
所述粘结剂为水性聚氨酯、水性聚乙烯醇、水性环氧、水性丙烯酸、水性聚酯中的至少一种。
8.如权利要求1所述的石墨烯导电织物，其特征在于，所述导电处理优选采用浸轧-烘干的方式，其步骤是将配制好的水性导电浆料置于浸轧机浆槽中，三维织物通过牵引张力浸入浆槽，浸浆时间为0.3min-15min，优选0.5min-2min，然后经过压浆辊进行压浆使浆液完全渗透到织物内部，压浆辊压力为0.01MPa-0.3MPa，优选0.1-0.2MPa，经烘干装置60-110℃，优选80-100℃烘干，烘干后导电材料完全包覆在纤维或纱线表面，同时碳纳米材料在纤维与纤维之间，纱线与纱线之间建立导电通路，最终获得三维导电织物，其导电材料附着率为1-20％，优选3-10％。
9.一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)挂纱，织造前将不同功能性的经纱按其在厚度方向的排布依次穿过多孔综丝并固定在携纱器上，相邻经纱列分别穿入第一页综框和第二页综框里；
(2)织造，控制第一和第二页综框的有序升降，在多层经纱开口位置引入纬纱，然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次经纱和纬纱的层层或多层联锁交织，使织物形成一个整体的三维结构；重复综框的有序升降、引纬、打纬工序完成织物的织造；
或(1)挂纱，织造前将经纱穿过多孔综丝并固定在携纱器上，所有经纱列均穿入一页综框里；捆绑纱由上下两层组成，挂纱顺序1上1下，1列经纱对应1根捆绑纱，然后固定在携纱器上；
(2)织造，将多层平行经纱同时开口引入纬纱，并通过上下两层捆绑纱交替穿过织物整个厚度方向即可完成对经纱和纬纱的捆绑；然后通过钢筘将多层纬纱同时推入织口，完成一次整体捆绑交织，重复经纱开口、引纬、交替运动捆绑纱、打纬工序完成整体织物的织造；
(3)将石墨烯水性膏体稀释于水和乙醇的混合溶液中，采用砂磨机在转速1000-5000r/min砂磨分散1-10h，优选3-7h，然后将非石墨烯碳纳米材料加入上述分散液中继续砂磨分散1-10h，优选3-7h后，再将粘结剂加入上述分散液搅拌1-5h，优选3-5h，然后超声分散1-10h，优选3-7h，获得水性导电浆料；所配制水性导电浆料的固含量在1-20％，优选所配制水性导电浆料的固含量控制在2-7％；所述石墨烯水性膏体的石墨烯含量为1-8％；所述碳纳米材料与粘合剂的质量比为(1-4)：(1-3)；将配制好的水性导电浆料置于浸轧机浆槽中，三维织物通过牵引张力浸入浆槽，浸浆时间为0.3min-15min，优选0.5min-2min，然后经过压浆辊进行压浆使浆液完全渗透到织物内部，压浆辊压力为0.01MPa-0.3MPa，优选0.1-0.2MPa，经烘干装置60-110℃，优选80-100℃烘干，烘干后导电材料完全包覆在纤维或纱线表面，同时碳纳米材料在纤维与纤维之间，纱线与纱线之间建立导电通路，最终获得三维导电织物，其导电材料附着率为1-20％，优选3-10％。
10.一种空间三维网络结构的石墨烯导电织物在防静电、防辐射、电热转换、电子传感以及医疗保健方面的应用。
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