[發(fā)明專利]高導(dǎo)電有機(jī)纖維、導(dǎo)電紗以及導(dǎo)電纖維結(jié)構(gòu)體及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110588654.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113322670B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸海陽(yáng);楊志浩;巴龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃山聯(lián)羽紡織新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): D06M11/74
• 分類號(hào): D06M11/74;D06M15/263;D06M15/564;D06M11/83;D06M11/49;D06M11/47;D02G3/44;D06M101/20;D06M101/32;D06M101/34
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44240
• 代理人: 楊大慶

本發(fā)明公開(kāi)一種高導(dǎo)電有機(jī)纖維、導(dǎo)電紗以及導(dǎo)電纖維結(jié)構(gòu)體及制備方法，將分散在溶劑中的一維導(dǎo)電納米材料及粘結(jié)劑漿料，涂敷在連續(xù)纖維表面，通過(guò)控制纖維涂覆工藝中的浸潤(rùn)纖維液滴尺寸，實(shí)現(xiàn)浸潤(rùn)液膜及導(dǎo)電層均勻包覆纖維表面，控制導(dǎo)電層厚度，交替涂敷具有一定導(dǎo)電性和滲透性的粘結(jié)層漿料，粘結(jié)層與一維導(dǎo)電納米材料網(wǎng)絡(luò)形成連續(xù)粘結(jié)層，制成的高導(dǎo)電纖維具有良好物理特性(耐磨性，延伸穩(wěn)定性)，纖維比電阻在10supgt;0/supgt;～10supgt;4/supgt;歐姆/厘米可調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高速連續(xù)化生產(chǎn)，解決了現(xiàn)有高導(dǎo)電性纖維在良好導(dǎo)電性、應(yīng)變電導(dǎo)穩(wěn)定性、耐折彎性、耐摩性、低成本和高生產(chǎn)效率不能綜合具備的問(wèn)題，在智能紡織品、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體為高導(dǎo)電有機(jī)纖維、導(dǎo)電紗以及導(dǎo)電纖維結(jié)構(gòu)體及制備方法。

背景技術(shù)

賦予有機(jī)纖維高導(dǎo)電性具有重要的應(yīng)用價(jià)值，以導(dǎo)電有機(jī)纖維為基礎(chǔ)，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域可以制成各種具有新性能的產(chǎn)品，例如在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，以織造性能良好的導(dǎo)電纖維為信號(hào)傳輸線，可以制成人體生理指標(biāo)監(jiān)測(cè)服裝，對(duì)人體表心電、血氧、血糖、脈搏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，將導(dǎo)電纖維與紅外發(fā)射材料復(fù)合，可以制成紅外發(fā)射電熱產(chǎn)品，用于電熱服裝和室內(nèi)采暖；在國(guó)防軍工領(lǐng)域，將導(dǎo)電纖維與磁性納米材料復(fù)合，可以制成電磁吸收性能可調(diào)節(jié)的電磁吸收材料，為電磁屏蔽和微波隱身提供基礎(chǔ)材料。現(xiàn)有金屬纖維纖維或碳纖維不同程度受耐形變折彎性能差的限制，柔軟性和可紡性遠(yuǎn)低于有機(jī)纖維，遠(yuǎn)不能達(dá)到普通化學(xué)纖維的普遍應(yīng)用。近年來(lái)許多人將碳基新材料與有機(jī)纖維復(fù)合，制成多種導(dǎo)電纖維，典型技術(shù)為將石墨烯或碳納米管涂敷在單絲或束絲表面，形成連續(xù)導(dǎo)電層，由于導(dǎo)電相混入聚合物會(huì)降低導(dǎo)電性，單純用增加碳納米管層厚度達(dá)到高電導(dǎo)率，會(huì)引起導(dǎo)電層耐磨性降低，折彎穩(wěn)定性下降，且纖維耐延伸應(yīng)變能力弱，有人提出在有機(jī)纖維表面先涂敷粘合層，在涂敷導(dǎo)電層，形成連續(xù)導(dǎo)電纖維，或用碳納米管與殼聚糖共混濕法紡絲得到導(dǎo)電芯材，再在其表面涂覆銀納米線，得到更高導(dǎo)電性，這些方法也難以同時(shí)達(dá)到高導(dǎo)電性、高延伸穩(wěn)定性、高生產(chǎn)效率。

高性能導(dǎo)電纖維要求滿足高導(dǎo)電性的同時(shí)，纖維具有良好綜合性能，包括加工高效、導(dǎo)電性穩(wěn)定、具有一定應(yīng)變耐受度、成本較低、細(xì)度適當(dāng)、導(dǎo)電層在單絲表面覆蓋均勻，采用束絲浸漬方法難以達(dá)到導(dǎo)電層在單絲表面均勻包覆，采用簡(jiǎn)單的碳納米管與粘結(jié)層涂敷，難以同時(shí)達(dá)到高導(dǎo)電性、高生產(chǎn)效率，為了增加導(dǎo)電性，碳納米管厚度增加，耐折彎性下降，采用銀納米線作為導(dǎo)電相，純銀納米線耐延伸性較低，與聚合物復(fù)合損失導(dǎo)電性，增加復(fù)合導(dǎo)電層厚度，增加銀含量，不利于規(guī)?；褂谩Ｒ虼诵枰幸环N綜合解決生產(chǎn)效率、導(dǎo)電性、力學(xué)特性、質(zhì)量穩(wěn)定性的技術(shù)路線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一維納米材料多層涂敷連續(xù)高導(dǎo)電有機(jī)纖維的制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：一維納米材料多層涂敷連續(xù)高導(dǎo)電有機(jī)纖維的制備方法，包括如下步驟：

將經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的有機(jī)纖維芯材依次通過(guò)若干個(gè)膠池；膠池的出口液滴直徑φ≤3D；D為有機(jī)纖維芯材的直徑；

并且，有機(jī)纖維芯材在進(jìn)入膠池前/后進(jìn)行干燥工序；

至少包括兩組膠池：一組膠池中盛裝有導(dǎo)電粘結(jié)劑漿料，另一組膠池中盛裝有一維導(dǎo)電納米材料漿料。

此處的預(yù)處理為現(xiàn)有技術(shù)中的電暈處理。通過(guò)控制纖維穿過(guò)膠池出入口尖端液滴直徑，使得液滴直徑不大于3倍纖維直徑條件下，可以使得在一定速度下(該速度在0.1～5米/秒之間)，纖維表面的液層厚度低于Pleteau-Rayleigh失穩(wěn)厚度，抑制由于液膜失穩(wěn)產(chǎn)生的不連續(xù)液滴及干燥后導(dǎo)電層不均勻，達(dá)到在纖維表面均勻涂覆薄導(dǎo)電層，通過(guò)反復(fù)涂覆，調(diào)節(jié)層數(shù)，可以得到不同導(dǎo)電性的連續(xù)纖維。