[发明专利]高弹性导电纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种高弹性导电纤维，包括以下原料：碳纳米管、离子液体和高弹性聚合物，其特征在于，

所述碳纳米管与所述高弹性聚合物的重量比为1∶8～20；

所述碳纳米管与所述离子液体的重量比为4～6∶1。

2.根据权利要求1所述的高弹性导电纤维，其特征在于，所述碳纳米管为直径1～50nm、长度10～50μm的单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管，或它们的混合物。

3.根据权利要求2所述的高弹性导电纤维，其特征在于，所述碳纳米管为直径10～20nm、长度10～20μm的多壁碳纳米管，所述多壁碳纳米管与所述高弹性聚合物的重量比为1∶9；并且所述多壁碳纳米管与所述离子液体的重量比为5∶1。

4.根据权利要求2所述的高弹性导电纤维，其特征在于，所述碳纳米管为直径1～2nm、长度5～30μm的单壁碳纳米管，所述单壁碳纳米管与所述高弹性聚合物的重量比为1∶19；并且所述单壁碳纳米管与所述离子液体的重量比为5∶1。

5.根据权利要求1所述的高弹性导电纤维，其特征在于，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑的盐，包括1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，或它们的任意混合物。

6.根据权利要求1所述的高弹性导电纤维，其特征在于，所述高弹性聚合物为纺丝用热塑性聚合物切片，所述热塑性聚合物包括聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺，或它们的任意混合物。

7.一种制备权利要求1-6所述的高弹性导电纤维的方法，包括以下步骤：

(1)将所述碳纳米管与所述离子液体均匀混合，以得到预处理的碳纳米管；

(2)将所述预处理的碳纳米管与高弹性聚合物均匀混合，以得到碳纳米管/高弹性聚合物共混物；

(3)将所述碳纳米管/高弹性聚合物共混物进行纺丝处理，或在所述高弹性聚合物高弹态温度纵向拉伸，以得到碳纳米管/高弹性聚合物高弹性导电纤维。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)于90-100℃的温度在高速混合机中进行。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述步骤(2)包括将所述预处理的碳纳米管与高弹性聚合物混合，并在双螺杆挤出机中于200-300℃的挤出温度挤出造粒，以得到所述碳纳米管/高弹性聚合物共混物母粒；并且

所述步骤(3)包括真空干燥所述碳纳米管/高弹性聚合物共混物母粒，并将干燥的所述碳纳米管/高弹性聚合物共混物母粒进行纺丝处理，以得到所述碳纳米管/高弹性聚合物纤维单丝。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述步骤(2)包括

将所述高弹性聚合物均匀溶解于溶剂中，以得到高弹性聚合物的溶液；

以及

将所述预处理的碳纳米管与所述高弹性聚合物的溶液均匀混合，以得到所述碳纳米管/高弹性聚合物共混物溶液，并且

所述步骤(3)包括将所述碳纳米管/高弹性聚合物共混物进行溶液纺丝，以得到所述碳纳米管/高弹性聚合物高弹性导电纤维单丝。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述溶剂为能够溶解所述高弹性聚合物的有机溶剂，包括四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙酮，或它们的任意混合物。