[發明專利]一種延展性好的石墨烯導電紗線的制作方法

在審

• 申請號: 201710329300.8
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN106995945A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 邵輝
• 申請（專利權）人: 廣州江鼎電子科技有限公司
• 主分類號: D01F6/90
• 分類號: D01F6/90;D01F1/09;D01F11/08
• 代理公司: 廣州京諾知識產權代理有限公司44407
• 代理人: 麥超群

技術領域

本發明涉及紗線領域，特別是一種延展性好的石墨烯導電紗線的制作方法。

背景技術

隨著石墨烯（G）被成功地開發制備，其獨特的二維結構使其具有優異的電學、力學和熱學性能，是制備高性能聚合物基納米復合材料的理想填料之一。目前，在生產生活中人們對導電高分子材料的使用日趨廣泛，所以以石墨烯為導電填料，制備具有良好導電性能的聚合物基納米復合材料已成為當下的研究熱點。

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。

但上述的導電紗線均通過簡單的浸泡和干燥，將導電材料或納米材料包裹在紗線上制成導線紗線，在生產使用過程中容易刮傷，掉落表層的導電材料或納米材料，影響導線性和延展性。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明的目的是提供溶體式的，具有良好的導電性能和延展性能的一種延展性好的石墨烯導電紗線的制作方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種延展性好的石墨烯導電紗線的制作方法，包括以下步驟：

1）將濃度3-5mg/ml的石墨烯分散液與紗線的造線顆粒加入雙螺桿擠出機進行混溶得到混溶物，使石墨烯分散液在加熱的過程中，混溶均質至混溶物中，其中，石墨烯分散液與造線顆粒的重量份數比為1:50；

2）通過雙螺桿擠出機進行混溶擠出紗線原料，紗線原料再通過拉紗機抽絲制作成導電紗線。

作為本發明的進一步改進：所述1）步驟中還包括至少一次的石墨烯分散液再添步驟，所述石墨烯分散液再添步驟為在所述1）步驟所得的混溶物中再加入1份石墨烯分散液進行混溶，得到更高石墨烯含量的混溶物。

作為本發明的進一步改進：所述紗線原料中石墨烯占總重量的0.1%~1%。

作為本發明的進一步改進：所述造線顆粒為尼龍6塑料顆粒或尼龍66塑料顆粒或其他制造紗線的造線顆粒。

作為本發明的進一步改進：所述石墨烯分散液的濃度為1-10mg/ml，所述石墨烯分散液的石墨烯為20納米以下的石墨烯。石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，同時也是已知的世上電阻率最小的材料，常溫下，石墨烯的電子遷移率(2×105cm2·v-1·s-1)，比硅半導體高 100 倍。

作為本發明的進一步改進：所述導電紗線經過抽絲后還經過鍍銀工序，增加導電紗線的抗菌性。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：