[发明专利]CNT并入的金属纤维材料及其方法

权利要求书

1.包含碳纳米管(CNT)并入的金属纤维材料的组合物，所述碳纳米管(CNT)并入的金属纤维材料包含：

可缠绕维度的金属纤维材料；

围绕所述金属纤维材料共形地布置的隔离涂层；和

并入到所述金属纤维材料的碳纳米管(CNT)，其中所述CNT长度一致并且分布一致。

2.权利要求1所述的组合物，进一步包含用于所述CNT生长的过渡金属纳米颗粒。

3.权利要求1所述的组合物，其中CNT并入到所述金属纤维材料包括结合基序，其选自所述CNT与所述金属纤维材料的直接结合；经由布置在所述CNT和所述金属纤维材料之间的过渡金属纳米颗粒催化剂的间接结合、经由布置在所述CNT和所述金属纤维材料之间的过渡金属纳米颗粒催化剂和隔离涂层的间接结合、经由布置在所述CNT和所述金属纤维材料之间的隔离涂层的间接结合；以及其混合方式。

4.权利要求1所述的组合物，其中所述CNT的长度为约1微米至约500微米。

5.权利要求1所述的组合物，其中所述CNT的长度为约1微米至约10微米。

6.权利要求1所述的组合物，其中所述CNT的长度为约10微米至约100微米。

7.权利要求1所述的组合物，其中所述CNT的长度为约100微米至约500微米。

8.权利要求1所述的组合物，其中所述分布的一致性以每平方微米(μm²)高达约15,000个纳米管的密度为特征。

9.权利要求1所述的组合物，其中所述金属纤维材料选自碳丝、金属丝束、金属纺线、金属带材、单向金属带材、金属纤维-编织物、织造金属织物、非织造金属纤维垫、金属纤维板片、带、实体片和穿孔片。

10.权利要求1所述的组合物，其中所述CNT选自单壁CNT、双壁CNT、多壁CNT、及其混合物。

11.权利要求1所述的组合物，其中所述CNT是多壁CNT。

12.权利要求1所述的组合物，进一步包含上浆剂，其选自表面活性剂、抗静电剂、润滑剂、硅氧烷、烷氧基硅烷、氨基硅烷、硅烷、硅烷醇、聚乙烯醇、淀粉及其混合物。

13.权利要求1所述的组合物，进一步包含基体材料，其选自环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、聚醚酰亚胺、聚醚酮酮、聚邻苯二酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酰亚胺、酚醛树脂和双马来酰亚胺。

14.权利要求1所述的组合物，其中所述碳纳米管并入的金属纤维的电阻率低于所述金属纤维的电阻率。

15.连续CNT并入方法，包括：

(a)将隔离涂层和碳纳米管(CNT)形成催化剂布置在可缠绕维度的金属纤维材料的表面上；和

(b)在所述金属纤维材料上合成碳纳米管，从而形成碳纳米管并入的金属纤维材料。

16.权利要求15所述的方法，其中所述连续CNT并入方法具有约5至约300秒的材料停留时间。

17.权利要求15所述的方法，其中约5至约30秒的材料停留时间产生长度在约1微米至约10微米之间的CNT。

18.权利要求15所述的方法，其中约30至约180秒的材料停留时间产生长度在约10微米至约100微米之间的CNT。

19.权利要求15所述的方法，其中约180至约300秒的材料停留时间产生长度在约100微米至约500微米之间的CNT。

20.权利要求15所述的方法，其中一种以上的金属材料通过所述方法同时运行。

21.权利要求15所述的方法，进一步包括在将所述隔离涂层或催化剂布置于所述金属纤维上之前从所述金属纤维材料去除上浆材料。

22.权利要求15所述的方法，其中所述CNT形成催化剂是铁基纳米颗粒催化剂。

23.权利要求15所述的方法，其中在所述金属纤维材料上沉积所述CNT形成催化剂的操作包括用所述溶液喷射、浸渍涂布或气相沉积到所述金属纤维材料上。