[發明專利]一種導電紗線及其制備方法

無效

• 申請號: 201410053948.3
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103820909A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 馬延文;張自強;馮曉苗;周偉欣;陳劍宇;朱國銀;濮丹鳳;李雪;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: D02G3/38
• 分類號: D02G3/38;D02G3/04;D02G3/12;D02G3/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種紗線上包裹金屬納米線和碳納米材料的導電紗線及其制備方法。

背景技術

隨著科技的發展，未來的電子產品將通過可印刷方法實現柔性、便攜和可穿戴，對紡織品提出了智能化的要求，即智能紡織品。智能紡織品將是未來的電子信息工業的一個著陸點，也是紡織服裝行業未來的發展方向和重要的經濟增長點。其中導電紗線在是智能紡織品與互動式布料的基本原料，可用于傳感器連接線，電源電極與連接線、射頻電路、電磁屏蔽等，在工業、民用和軍事等領域有著重要的用途。優秀的導電紗線需要具有良好的導電性和耐久性，特別是在低濕度下，還應具有良好的耐摩擦、耐屈曲、耐氧化及耐腐性。傳統的導電紗線通常是將不銹鋼金屬纖維或者碳纖維等導電纖維與棉線、滌綸等不導電纖維纏繞制成。例如：2007年保定依棉集團有限公司通過混合滌綸、苧麻、竹纖維、碳纖維等制備出了具有導電、抗皺、殺菌等作用的導電纖維(公開號：CN101182662）；2009年學校法人立命館;岡本株式會社通過將具有導電功能的纏繞紗線卷繞在有彈性紗線制成的芯紗線上，該紗線制成的衣服可以用于測量生物學信息（公開號：CN101728005A）；2013年浙江春江輕紡集團有限責任公司通過在把不銹鋼纖維和棉纖維捻合在一起制備出高導電的紗線，這種紗線在抗靜電服方面有著廣泛應用(公開號：CN203096285U)；這些紗線雖然在技術上攻克了不銹鋼金屬纖維“接頭”容易刺傷皮膚的難題，但是金屬纖維相對于棉線、滌綸這些柔軟的紗線來說還是比較剛硬，此外，衣服在長期的折疊過程中難免會導致金屬絲的斷裂，從而對人體造成不必要的傷害，這些紗線若是用做導線也存在接觸上的問題。

目前，大量的科研人員通過在棉線、滌綸等紗線上沉積金屬納米材料、聚合物、碳納米管、石墨烯等，制備出較好導電性的紗線，而且這些紗線在洗衣液中洗滌之后仍保持較好的性能，除此之外這些紗線具有良好的摩擦、耐屈伸的性能。例如：香港理工大學在2005年通過在不同紗線上沉積碳納米管和PVA混合懸浮液制備出250Ω/cm的導電紗線（Composite?Structures,2005,78,271-277）；2011年薩倫托大學通過在毛線上沉積銀納米粒子成功制備出了具有殺菌功能的導電紗線（Journalofappliedpolymerscience,2011,125,2239-2244)；2013年韓國仁川大學通過在尼龍-6紗線上沾取牛血清蛋白，然后再沉積氧化石墨最后制備出了電導率大于1000S/m的紗線(AdvancedMaterials,2013,25,5701-5)。本發明提出一種適用范圍廣，不需要對紗線進行前處理，通過簡單的浸漬和干燥，直接把金屬納米線和碳納米材料包裹在紗線上制成導電紗線及其方法，所制備的導電紗線具有優異的柔性、耐磨性和導電性能。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種導電紗線及其制備方法，該導電紗線是一種在紗線上包裹金屬納米線和碳納米材料的導電紗線，

技術方案：本發明是通過下述技術方案實現的：本發明的一種導電紗線是在紗線上包裹金屬納米線，或金屬納米線和碳納米材料復合材料，制成導電紗線。

用于制備導電紗線的紗線包含棉、滌綸、尼龍、丙綸、腈綸、維綸、氨綸、亞麻、黃麻、精梳毛、粗梳毛、毛絨、絹紡蠶絲、竹纖維或滌棉混紡。

用于制備導電紗線的金屬納米線包含金、銀、銅、鐵、鎳、鈷、鋁、鋅、鎂、鈦、鉍、鉻、錳、鉭、鎢、鉬、鉑、銠、釕、鈀、錸或銥或它們的合金納米線。

用于制備導電紗線的碳納米材料包含單壁碳納米管、少壁碳納米管、多壁碳納米管、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、石墨烯或石墨納米片或它們的混合物。

本發明的導電紗線的制備方法是：把紗線浸漬到金屬納米線溶液中，再通過蒸發干燥，并可重復這一操作，得到金屬納米線包裹的導電紗線。

所述的金屬納米線包裹的紗線浸漬到碳納米材料溶液中，再通過蒸發干燥，并重復多次，得到金屬納米線和碳納米材料依次包裹的導電紗線。

或把紗線浸漬到金屬納米線和碳納米材料混合物溶液中，再通過蒸發干燥，并重復這一操作，得到金屬納米線和碳納米材料混合物包裹的導電紗線。

有益效果：本發明提供的制備導電紗線的方法簡單，不損傷紡線，易于生產。

所發明的導電紡線的電阻在0.001-2000Ω/cm范圍內可調。

所發明的導電紡線具備銀納米線的殺菌特點，和石墨烯/碳納米管的高導熱特點。

所發明的導電紡線可用于智能紡織品和電磁屏蔽等領域。

具體實施方式