一種彈性導(dǎo)線及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈性導(dǎo)線，具體涉及一種導(dǎo)電效率高的可伸縮的彈性導(dǎo)線及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]日常生活中很多低電壓的電線，如耳機線、USB鍵盤鼠標(biāo)連接線等電流較小的連接線，為顧及日常使用對長度的要求，經(jīng)常這些電線都是不能伸縮的較長的線纜。
[0003]同時傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料均為金屬材質(zhì)，如銀、銅、鋁等，日常生活中使用較多的電線也多位銅線。隨著高分子復(fù)合材料的發(fā)展，高分子材料中加入石墨、等導(dǎo)電粉末進(jìn)行共混制備具有一定導(dǎo)電性能的導(dǎo)電材料也有報道。但此類導(dǎo)電復(fù)合材料均存在電阻高、導(dǎo)電效率低的缺陷，另外制備出的導(dǎo)電材料也大多難以進(jìn)行拉伸或收縮。
[0004]如果低壓電線的線纜制備成像橡皮筋一樣有一定收縮彈性的線纜，將會較大的方便我們的生活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是一種導(dǎo)電效率高的可伸縮的一種彈性導(dǎo)線及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種彈性導(dǎo)線，包括彈性基體和沿長度方向半連續(xù)分布在彈性基體內(nèi)的導(dǎo)線，所述的彈性基體包括表層基體和芯層基體，表層基體將芯材基體包覆形成表層，導(dǎo)線半連續(xù)分布在芯層基體中，形成導(dǎo)電通路。
[0008]所述的表層基體由包括以下重量份的組分制成:
[0009]彈性樹脂:100，
[0010]顏料:O ?5;
[0011]所述的芯層基體由包括以下重量份的組分制成:
[0012]彈性樹脂:100，
[0013]導(dǎo)電晶須:10?60，
[0014]偶聯(lián)劑: 0.5?6，
[0015]優(yōu)選的所述導(dǎo)電晶須為12?30份；
[0016]所述的彈性樹脂選自熱塑性彈性體或熱固性彈性體；
[0017]所述的熱塑性彈性體選自熱塑性聚烯烴彈性體(ΤΡΕ-0)、熱塑性苯乙烯類彈性體(TPE-S)、聚酯類熱塑性彈性體(TPE-E)、聚氨酯類熱塑性彈性體(TPE-U)、聚酰胺熱塑性彈性體(TPE-A)、乙烯共聚物熱塑性彈性體(EVA)中的一種或一種以上；
[0018]所述的熱固性彈性體選自異戊橡膠、丁苯橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠中的一種或一種以上；
[0019]在彈性樹脂的選擇方面，熱固性彈性體或熱塑性彈性體都能作為本發(fā)明的彈性樹月旨，選擇熱固性彈性體時，可以加入熱固性彈性體重量份的I?2%的硫化劑，對硫化劑無特殊要求，采用本領(lǐng)域常規(guī)硫化劑即可。
[0020]優(yōu)選的，在彈性導(dǎo)線中，表層基體的彈性樹脂和芯層基體中的彈性體樹脂選自同一種彈性體樹脂，以擁有更好的相容性。
[0021]表層基體中的彈性體樹脂中可以加入顏料進(jìn)行配色是為了使產(chǎn)品更加美觀，優(yōu)選的，顏料為I?3重量份；本發(fā)明可選擇的顏料均為本領(lǐng)域市售的通用色粉、色母粒。
[0022]所述的導(dǎo)電晶須選自石墨晶須或金屬晶須；所述的金屬晶須選自鐵晶須、銅晶須、鋁晶須、銀晶須中的一種或一種以上；
[0023]所述的晶須的直徑為0.5?30um，優(yōu)選2?8um ;長徑比為(10?5000): 1，優(yōu)選(2500 ?5000):1。
[0024]所述的偶聯(lián)劑選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N- (β氨乙基)-Y-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷或Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種或一種以上。
[0025]所述的導(dǎo)線選自金屬導(dǎo)線或碳纖維；所述的金屬導(dǎo)線選自銅線、鋁線、銀線中的一種或一種以上；
[0026]所述的導(dǎo)線的直徑為0.2?2mm，長徑比為(5?40):1，優(yōu)選(12?20):1。
[0027]所述的導(dǎo)線按照同一取向方向平行而交錯的排列在彈性基體的芯層基體內(nèi)，形成可導(dǎo)電的通路。
[0028]一種彈性導(dǎo)線的制備方法，包括以下步驟:
[0029]( I)將連續(xù)的導(dǎo)線從多個導(dǎo)線輥弓I出，平行排列進(jìn)入一對切割輥，調(diào)節(jié)切割輥間的間距，使連續(xù)的導(dǎo)線切割出沿長度方向分布的缺口，但又不將導(dǎo)線切斷，將多條帶缺口的導(dǎo)線并到一起形成導(dǎo)線束；
[0030](2)按重量份秤取彈性樹脂100份，導(dǎo)電晶須20?60份，偶聯(lián)劑0.5?6份加入雙螺桿擠出機中熔融共混擠出成為芯層基體熔體；
[0031](3)按重量份秤取彈性體樹脂100份，顏料O?5份，加入到單螺桿擠出機中熔融擠出成為表層基體熔體；
[0032](4)將步驟(I)中的導(dǎo)線束引入雙層共擠模頭中，步驟(2)中制得的芯層基體熔體先包覆在導(dǎo)線束的表面，步驟(3)中制得的表層基體熔體再包覆在芯層基體熔體的表面，擠出定型，冷卻得到產(chǎn)品。
[0033](5)步驟(4)中制得的產(chǎn)品經(jīng)過兩組轉(zhuǎn)速不一致的輥輪，第一組輥輪轉(zhuǎn)速較慢，第二組輥輪轉(zhuǎn)速較快，從而使產(chǎn)品在輥輪間形成小幅的拉伸，經(jīng)過拉伸后，產(chǎn)品內(nèi)的導(dǎo)線從缺口處斷裂半連續(xù)分布在芯層基體內(nèi)，得到所述的彈性導(dǎo)線。
[0034]所述的步驟(I)中的切割輥由表面光滑的支撐輥和表面設(shè)置有沿輥筒長度方向非連續(xù)排列的切刀的切割輥構(gòu)成；切割輥的切刀布置為非連續(xù)交錯排列，使相鄰的導(dǎo)線切出的缺口能夠在長度方向上交錯排列。
[0035]步驟(2)和步驟(3)中的擠出加工溫度為彈性體樹脂的熔融溫度，優(yōu)選180?240。。。
[0036]步驟(4)中所述的雙層共擠模頭中間設(shè)置有供導(dǎo)線束通過的通道，通道上開設(shè)有兩個環(huán)形的出料口，雙螺桿擠出機中擠出的熔體通過第一個環(huán)形出料口將導(dǎo)線束充分包覆，單螺桿擠出機中擠出的熔體再通過第二個環(huán)形出料口包覆在雙螺桿擠出機擠出熔體的表面。
[0037]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0038]普通的線纜通常包括表層的絕緣電纜皮和芯層連續(xù)分布的多根細(xì)的導(dǎo)線，沒根導(dǎo)線的長度與線纜一直，是連續(xù)的。本發(fā)明中的導(dǎo)線為半連續(xù)分布，每根導(dǎo)線并非是一直連續(xù)的，或完全非連續(xù)的，而是以一定長徑比的短導(dǎo)線沿長度方向半連續(xù)的排列，相當(dāng)于普通線纜的芯層導(dǎo)線被均勻的切割為一段段的短導(dǎo)線，平行排列的導(dǎo)線的切口不同，從而在長度方向拉伸時能保證平行的導(dǎo)線間有較好的接觸面積。
[0039]本發(fā)明制得的彈性導(dǎo)線，基體為彈性基體，負(fù)責(zé)導(dǎo)電的導(dǎo)線為半連續(xù)分布在芯層基體中，當(dāng)復(fù)合材料沿長度方向拉伸時，彈性基體沿長度方向拉伸的同時，半連續(xù)分布的導(dǎo)線也可以產(chǎn)生長度方向的位移，各平行分布的導(dǎo)線間依然相連從而使電流能夠形成通路。
[0040]均勻分布在芯層基體中的導(dǎo)電晶須可以在平行分布的導(dǎo)線間形成連通網(wǎng)絡(luò)，從而降低使拉伸狀態(tài)下的由于導(dǎo)線半連續(xù)而導(dǎo)致的電阻上升，使彈性導(dǎo)線的電阻在拉伸狀態(tài)下和未拉伸狀態(tài)基本保持一致。
[0041]本發(fā)明的彈性導(dǎo)線可以在拉伸的條件下使用，在一定范圍內(nèi)進(jìn)行拉伸時導(dǎo)線的電阻基本保持不變，能廣泛應(yīng)用于耳機線，可折疊手機屏幕或電腦屏幕等領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，實施例中除特殊說明外，含量均為重量份。
[0043]實施例1
[0044]一種彈性導(dǎo)線，包括彈性基體和沿長度方向半連續(xù)分布在彈性基體內(nèi)的導(dǎo)線，所述的彈性基體包括表層基體和芯層基體，表層基體將芯材基體包覆形成表層，導(dǎo)線半連續(xù)分布在芯層基體中，形成導(dǎo)電通路。
[0045]所述的彈性導(dǎo)線按以下方法制備:
[0046]( I)將連續(xù)的導(dǎo)線從多個導(dǎo)線輥弓I出，平行排列進(jìn)入一對切割輥，調(diào)節(jié)切割輥間的間距，使連續(xù)的導(dǎo)線切割出沿長度方向分布的缺口，但又不將導(dǎo)線切斷，將多條帶缺口的導(dǎo)線并到一起形成導(dǎo)線束；
[0047](2)按重量份秤取彈性樹脂100份，導(dǎo)電晶須20份，偶聯(lián)劑0.5份加入雙螺桿擠出機中熔融共混擠出成為芯層基體熔體；
[0048](3)按重量份秤取彈性體樹脂100份，顏料I份，加入到單螺桿擠出機中熔融擠出成為表層基體熔體；
[0049](4)將步驟(I)中的導(dǎo)線束引入雙層共擠模頭中，步驟(2)中制得的芯層基體熔體先包覆在導(dǎo)線束的表面，步驟(3)中制得的表層基體熔體再包覆在芯層基體熔體的表面，擠出定型，冷卻得到產(chǎn)品。
[0050](5)步驟(4)中制得的產(chǎn)品經(jīng)過兩組轉(zhuǎn)速不一致的輥輪，第一組輥輪轉(zhuǎn)速較慢，第二組輥輪轉(zhuǎn)速較快，從而使產(chǎn)品在輥輪間形成小幅的拉伸，經(jīng)過拉伸后，產(chǎn)品內(nèi)的導(dǎo)線從缺口處斷裂半連續(xù)分布在芯層基體內(nèi)，得到所述的彈性導(dǎo)線。
[0051]其中步驟(I)中所述的切割輥由表面光滑的支撐輥和表面設(shè)置有沿輥筒長度方向非連續(xù)排列的切刀的切割輥構(gòu)成；切割輥的切刀布置為非連續(xù)交錯排列，使相鄰的導(dǎo)線切出的缺口能夠在長度方向上交錯排列；
[0052]步驟(I)中所述的導(dǎo)線為直徑為2mm的銅導(dǎo)線，最終產(chǎn)品中的導(dǎo)線長徑比為5:1 ;
[0053]步驟(2)和(3)中所述的彈性體樹脂為熱塑性聚烯烴彈性體(ΤΡΕ-0)，導(dǎo)電晶須為銅晶須，晶須直徑約為2um，長徑比約為2500:1，偶聯(lián)劑為Y -氨丙基三乙氧基硅烷，顏料為市售藍(lán)色母；
[0054]其中步驟(4)中所述的雙層共擠模頭中間設(shè)置有供導(dǎo)線束通過的通道，通道上開設(shè)有兩個環(huán)形的出料口，雙螺桿擠出機中擠出的熔體通過第一個環(huán)形出料口將導(dǎo)線束充分包覆，單螺桿擠出機中擠出的熔體再通過第二個環(huán)形出料口包覆在雙螺桿擠出機擠出熔體的表面。
[0055]對制得的彈性導(dǎo)線進(jìn)行電阻測試，相比于未拉伸狀態(tài)，將彈性導(dǎo)線拉伸至150%的長度時，彈性導(dǎo)線的電阻僅增加3%。
[0056]實施例2
[0057]—種彈性導(dǎo)線，包括彈性基體和沿長度方向半連續(xù)分布在彈性基體內(nèi)的導(dǎo)線，所述的彈性基體包括表層基體和芯層基體，表層基體將芯材基體包覆形成表層，導(dǎo)線半連續(xù)分布在芯層基體中，形成導(dǎo)電通路。
[0058]所述的彈性導(dǎo)線按以下方法制備:
[0059]( I)將連續(xù)的導(dǎo)線從多個導(dǎo)線輥弓I出，平行排列進(jìn)入一對切割輥，調(diào)節(jié)切割輥間的間距，使連續(xù)的導(dǎo)線切割出沿長度方向分布的缺口，但又不將導(dǎo)線切斷，將多條帶缺口的導(dǎo)線并到一起形成導(dǎo)線束；
[0060](2)按重量份秤取彈性樹脂100份，導(dǎo)電晶須60份，偶聯(lián)劑6份加入雙螺桿擠出機中熔融共混擠出成為芯層基體熔體；
[0061](3)按重量份秤取彈性體樹脂100份，顏料5份，加入到單螺桿擠出機中熔融擠出成為表層基體熔體；
[0062](4)將步驟(I)中的導(dǎo)線束引入雙層共擠模頭中，步驟(2)中制得的芯層基體熔體先包覆在導(dǎo)線束的表面，步驟(3)中制得的表層基體熔體再包覆在芯層基體熔體的表面，擠出定型，冷卻得到產(chǎn)品。
[0063](5)步驟(4)中制得的產(chǎn)品經(jīng)過兩組轉(zhuǎn)速不一致的輥輪，第一組輥輪轉(zhuǎn)速較慢，第二組輥輪轉(zhuǎn)速較快，從而使產(chǎn)品在輥輪間形成小幅的拉伸，經(jīng)過拉伸后，產(chǎn)品內(nèi)的導(dǎo)線從缺口處斷裂