[发明专利]一种延展性好的石墨烯导电纱线的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及纱线领域，特别是一种延展性好的石墨烯导电纱线的制作方法。

背景技术

随着石墨烯（G）被成功地开发制备，其独特的二维结构使其具有优异的电学、力学和热学性能，是制备高性能聚合物基纳米复合材料的理想填料之一。目前，在生产生活中人们对导电高分子材料的使用日趋广泛，所以以石墨烯为导电填料，制备具有良好导电性能的聚合物基纳米复合材料已成为当下的研究热点。

随着科技的发展，未来的电子产品将通过可印刷方法实现柔性、便携和可穿戴，对纺织品提出了智能化的要求，即智能纺织品。智能纺织品将是未来的电子信息工业的一个着陆点，也是纺织服装行业未来的发展方向和重要的经济增长点。其中导电纱线在是智能纺织品与互动式布料的基本原料，可用于传感器连接线，电源电极与连接线、射频电路、电磁屏蔽等，在工业、民用和军事等领域有着重要的用途。优秀的导电纱线需要具有良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下，还应具有良好的耐摩擦、耐屈曲、耐氧化及耐腐性。传统的导电纱线通常是将不锈钢金属纤维或者碳纤维等导电纤维与棉线、涤纶等不导电纤维缠绕制成。例如 ：2007 年保定依棉集团有限公司通过混合涤纶、苎麻、竹纤维、碳纤维等制备出了具有导电、抗皱、杀菌等作用的导电纤维 ( 公开号 ：CN101182662）；2009 年学校法人立命馆；冈本株式会社通过将具有导电功能的缠绕纱线卷绕在有弹性纱线制成的芯纱线上，该纱线制成的衣服可以用于测量生物学信息（公开号：CN101728005A）；2013 年浙江春江轻纺集团有限责任公司通过在把不锈钢纤维和棉纤维捻合在一起制备出高导电的纱线，这种纱线在抗静电服方面有着广泛应用 ( 公开号：CN203096285U) ；这些纱线虽然在技术上攻克了不锈钢金属纤维“接头”容易刺伤皮肤的难题，但是金属纤维相对于棉线、涤纶这些柔软的纱线来说还是比较刚硬，此外，衣服在长期的折叠过程中难免会导致金属丝的断裂，从而对人体造成不必要的伤害，这些纱线若是用做导线也存在接触上的问题。

目前，大量的科研人员通过在棉线、涤纶等纱线上沉积金属纳米材料、聚合物、碳纳米管、石墨烯等，制备出较好导电性的纱线，而且这些纱线在洗衣液中洗涤之后仍保持较好的性能，除此之外这些纱线具有良好的摩擦、耐屈伸的性能。

但上述的导电纱线均通过简单的浸泡和干燥，将导电材料或纳米材料包裹在纱线上制成导线纱线，在生产使用过程中容易刮伤，掉落表层的导电材料或纳米材料，影响导线性和延展性。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供溶体式的，具有良好的导电性能和延展性能的一种延展性好的石墨烯导电纱线的制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种延展性好的石墨烯导电纱线的制作方法，包括以下步骤：

1）将浓度3-5mg/ml的石墨烯分散液与纱线的造线颗粒加入双螺杆挤出机进行混溶得到混溶物，使石墨烯分散液在加热的过程中，混溶均质至混溶物中，其中，石墨烯分散液与造线颗粒的重量份数比为1:50；

2）通过双螺杆挤出机进行混溶挤出纱线原料，纱线原料再通过拉纱机抽丝制作成导电纱线。

作为本发明的进一步改进：所述1）步骤中还包括至少一次的石墨烯分散液再添步骤，所述石墨烯分散液再添步骤为在所述1）步骤所得的混溶物中再加入1份石墨烯分散液进行混溶，得到更高石墨烯含量的混溶物。

作为本发明的进一步改进：所述纱线原料中石墨烯占总重量的0.1%~1%。

作为本发明的进一步改进：所述造线颗粒为尼龙6塑料颗粒或尼龙66塑料颗粒或其他制造纱线的造线颗粒。

作为本发明的进一步改进：所述石墨烯分散液的浓度为1-10mg/ml，所述石墨烯分散液的石墨烯为20纳米以下的石墨烯。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，同时也是已知的世上电阻率最小的材料，常温下，石墨烯的电子迁移率(2×105cm2·v-1·s-1)，比硅半导体高 100 倍。

作为本发明的进一步改进：所述导电纱线经过抽丝后还经过镀银工序，增加导电纱线的抗菌性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：