一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物及其制備方法。所述的本發(fā)明提供了一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物，其特征在于，包括從上到下依次設(shè)置的氨綸彈性織物、粘合劑層、柔性納米導(dǎo)電膜、粘合劑層和氨綸彈性織物。本發(fā)明所制備的導(dǎo)電復(fù)合織物導(dǎo)電性好(103S/m?105S/m)，彈性好，伸長(zhǎng)率高(20％?50％)，可承受彎曲和壓縮變形。該彈性的導(dǎo)電復(fù)合織物可以用于智能可穿戴服裝中，在智能紡織結(jié)構(gòu)和智能材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及智能紡織品領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及彈性導(dǎo)電復(fù)合紡織品領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著科技以及互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，智能紡織品和可穿戴電子產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而導(dǎo)電織物因其可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電與可穿戴，在醫(yī)療、軍事、娛樂(lè)等諸多領(lǐng)域表現(xiàn)出重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用潛力。[〇〇〇3]目前市場(chǎng)上的導(dǎo)電織物大多是通過(guò)導(dǎo)電纖維混紡或?qū)щ娡繉拥确绞街频?。?dǎo)電纖維雖然電學(xué)性能優(yōu)良，但柔性差，不耐彎折，價(jià)格高昂，在紡紗過(guò)程中，混紡比不當(dāng)會(huì)造成很大浪費(fèi)，增加了織造工藝難度，在紡織品的應(yīng)用中受到一定的局限性，而導(dǎo)電涂層的方式一方面增加了織物的厚度和硬度，穿戴舒適性差，另一方面耐洗滌性能差，涂層容易脫落，在使用過(guò)程中也具有很多缺陷。因此，現(xiàn)在迫切需要研發(fā)一種具有“輕、薄、柔”特性，穿戴舒適性好，彈性高，耐久性好的導(dǎo)電織物。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物及其制備方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物，其特征在于，包括從上到下依次設(shè)置的氨綸彈性織物、粘合劑層、柔性納米導(dǎo)電膜、粘合劑層和氨綸彈性織物。
[0006]本發(fā)明還提供了上述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，包括:
[0007]第一步:選用氨綸彈性織物作為彈性附著基體，將其拉伸后固定，在氨綸彈性織物的表面涂覆一層液體彈性粘合劑，形成粘合劑層；
[0008]第二步:將一層覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜壓漬在粘合劑層上；
[0009]第三步:在柔性納米導(dǎo)電膜的上側(cè)涂覆液體彈性粘合劑形成另一粘合劑層，再在該粘合劑層的上側(cè)粘合一層氨綸彈性織物作為保護(hù)層，在一定條件下使粘合劑固化；
[0010]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動(dòng)柔性納米導(dǎo)電膜回縮，即可制得彈性導(dǎo)電復(fù)合織物。
[0011]優(yōu)選地，所述的柔性納米導(dǎo)電膜為碳納米管膜。
[0012]更優(yōu)選地，所述的碳納米管膜由單壁或多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為10nm-100腦，膜厚度為1〇11111-5〇11111，孔隙率為35%-75%，拉伸強(qiáng)度為10010^-50010^，電導(dǎo)率為 104-105S/m〇[〇〇13]更優(yōu)選地，所述的碳納米管膜尺寸與拉伸后的彈性附著基體相同。
[0014]優(yōu)選地，所述的氨綸彈性織物為氨綸與棉、滌綸或錦綸的混紡織物。
[0015]優(yōu)選地，所述的液體彈性粘合劑為聚二甲基硅氧烷、丙烯酸或聚氨酯。
[0016]優(yōu)選地，所述的電極采用銅片、銅絲、導(dǎo)電纖維或其它導(dǎo)電材料，電極通過(guò)導(dǎo)電銀膠與柔性納米導(dǎo)電膜相連。
[0017]更優(yōu)選地，所述的第一步中，將氨綸彈性織物拉伸后固定時(shí)，氨綸彈性織物的伸長(zhǎng)率為其斷裂伸長(zhǎng)率的5?50%。[〇〇18]所述第三步中的固化時(shí)間溫度、壓力等條件由所選擇的粘合劑決定。
[0019]本發(fā)明創(chuàng)新地采用了氨綸織物作為彈性附著基體以及保護(hù)層，以高導(dǎo)通性的碳納米管膜作為導(dǎo)電膜，通過(guò)拉伸固定彈性附著基體，在粘合劑固化后釋放拉力，制得彈性的導(dǎo)電膜材料。本發(fā)明所制備的導(dǎo)電織物導(dǎo)電性好(l〇3S/m-105S/m)，彈性好，伸長(zhǎng)率高(20%-50%)，可承受彎曲和壓縮變形，而且可以通過(guò)采用超輕薄氨綸彈性織物，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電織物輕薄化，提高穿著舒適性。該彈性導(dǎo)電復(fù)合織物可以用于智能可穿戴服裝中，在智能紡織結(jié)構(gòu)和智能材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:[〇〇21]1.采用氨綸彈性織物作為彈性附著基體，并在拉伸的同時(shí)與柔性納米導(dǎo)電膜粘結(jié)固化，從而提高了導(dǎo)電膜的柔韌性和彈性。
[0022]2.采用柔性納米導(dǎo)電膜一一碳納米管膜作為導(dǎo)電材料，采用柔性納米導(dǎo)電膜一碳納米管膜作為導(dǎo)電材料，電導(dǎo)率可達(dá)1.5*105s/m，具有高導(dǎo)通性，電學(xué)性能穩(wěn)定，比傳統(tǒng)導(dǎo)電材料輕薄耐用，可承受拉伸彎折。
[0023]3.采用氨綸彈性織物作為保護(hù)層，保證彈性的同時(shí)，使其不易磨損漏電，提高了材料的電學(xué)安全性和耐久性。
[0024]4.該制備方法簡(jiǎn)單易行，適合產(chǎn)業(yè)化推廣，具有廣泛的應(yīng)用前景?！靖綀D說(shuō)明】
[0025]圖1是彈性的導(dǎo)電復(fù)合織物示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0027]實(shí)施例1:超薄彈性的導(dǎo)電復(fù)合織物
[0028]如圖1所示，一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物，包括從上到下依次設(shè)置的氨綸彈性織物1、粘合劑層2、柔性納米導(dǎo)電膜3、粘合劑層2和氨綸彈性織物1。[〇〇29]其制備方法為:
[0030]1、材料:[0031 ](1)兩個(gè)氨綸彈性織物1均選用超細(xì)超薄萊卡布，其為錦綸和氨綸的混紡織物，克重:110g/m2，紗支:20D，成分及含量:錦綸:80 %，氨綸:20 %，尺寸為40 X 40cm2。[〇〇32](2)選用尺寸為60 X 40cm2的碳納米管膜(中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所)作為柔性納米導(dǎo)電膜3,其由多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為20nm左右，膜厚度為 20um，孔隙率為75 %，拉伸強(qiáng)度為約200MPa，電導(dǎo)率約l*105S/m;[〇〇33](3)將PDMS液體(道康寧公司，SYLGARD184，粘度5.2Pa-se c)與固化劑(粘度3.5Pa-sec)按10:1(重量比)比例混合均勻得到PDMS粘合劑，作為液體彈性粘合劑，用于形成粘合劑層2，兩個(gè)粘合劑層2的材料相同。[〇〇34]2、制備步驟為:
[0035]第一步:選用氨綸彈性織物1作為彈性附著基體，將其拉伸后固定，此時(shí)氨綸彈性織物的伸長(zhǎng)率為其斷裂伸長(zhǎng)率的50%，在氨綸彈性織物1的表面均勻涂覆一層液體彈性粘合劑，形成粘合劑層2，厚度約為0.2mm;
[0036]第二步:采用導(dǎo)電銀膠將銅絲電極與柔性納米導(dǎo)電膜3相連形成覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜3,將一層覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜3壓漬在未固化的粘合劑層2上；
[0037]第三步:在柔性納米導(dǎo)電膜的3上側(cè)均勻涂覆一層液體彈性粘合劑形成另一粘合劑層2,厚度約為0.2mm，再在該粘合劑層2的上側(cè)粘合一層氨綸彈性織物1作為保護(hù)層，保持彈性附著基體的拉伸狀態(tài)，在80°C下使粘合劑固化，固化時(shí)間不低于12小時(shí)；
[0038]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動(dòng)柔性納米導(dǎo)電膜3回縮，即可制得彈性導(dǎo)電復(fù)合織物。[〇〇39]該超薄彈性的導(dǎo)電復(fù)合織物的厚度約為0.6mm。以20%的伸長(zhǎng)率反復(fù)拉伸材料100 次，電導(dǎo)率基本沒(méi)有變化，反復(fù)拉伸200次，電導(dǎo)率下降3%以內(nèi)，反復(fù)拉伸500次，電導(dǎo)率下降6%以內(nèi)。該該超薄彈性的導(dǎo)電復(fù)合織物可以作為超薄可穿戴彈性電子器件，還可用于智能服裝等。
[0040]實(shí)施例2:滌綸的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物[〇〇41]如圖1所示，一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物，包括從上到下依次設(shè)置的氨綸彈性織物1、粘合劑層2、柔性納米導(dǎo)電膜3、粘合劑層2和氨綸彈性織物1。[〇〇42]其制備方法為:
[0043]1、材料:[〇〇44](1)兩個(gè)氨綸彈性織物1均選用100D滌綸四面彈力布，其為滌綸和氨綸的混紡織物，克重:125g/m2，成分及含量:滌綸:90 %，氨綸:10 %，尺寸為40 X 40cm2。
[0045](2)選用尺寸為60 X 40cm2的碳納米管膜(中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所)作為柔性納米導(dǎo)電膜3,其由多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為20nm左右，膜厚度為 20um，孔隙率為75 %，拉伸強(qiáng)度為約200MPa，電導(dǎo)率約l*105S/m;
[0046](3)選用水溶性聚氨酯(拜耳科技有限公司，型號(hào)為U54)作為液體彈性粘合劑，用于形成粘合劑層2，兩個(gè)粘合劑層2的材料相同。[〇〇47]2、制備步驟為:
[0048]第一步:選用氨綸彈性織物1作為彈性附著基體，將其拉伸后固定，此時(shí)氨綸彈性織物的伸長(zhǎng)率為其斷裂伸長(zhǎng)率的50%，在氨綸彈性織物1的表面均勻涂覆一層液體彈性粘合劑，形成粘合劑層2，厚度約為0.2mm;
[0049]第二步:采用導(dǎo)電銀膠將銅絲電極與柔性納米導(dǎo)電膜3相連形成覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜3,將一層覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜3壓漬在未固化的粘合劑層2上；
[0050]第三步:在柔性納米導(dǎo)電膜的3上側(cè)均勻涂覆一層液體彈性粘合劑形成另一粘合劑層2,厚度約為0.2mm，再在該粘合劑層2的上側(cè)粘合一層氨綸彈性織物1作為保護(hù)層，保持彈性附著基體的拉伸狀態(tài)，在60°C下使粘合劑固化，固化時(shí)間不低于12小時(shí)；
[0051]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動(dòng)柔性納米導(dǎo)電膜3回縮，即可制得彈性導(dǎo)電復(fù)合織物。
[0052]實(shí)施例3:耐磨彈性的導(dǎo)電復(fù)合織物[〇〇53]如圖1所示，一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物，包括從上到下依次設(shè)置的氨綸彈性織物1、粘合劑層2、柔性納米導(dǎo)電膜3、粘合劑層2和氨綸彈性織物1。[〇〇54]其制備方法為:
[0055]1、材料:
[0056](1)兩個(gè)氨綸彈性織物1均選用高密錦綸四面彈力布，其為錦綸和氨綸的混紡織物，克重:168g/m2，成分及含量:錦綸:84 %，氨綸:16 %，尺寸為40 X 40cm2。[〇〇57](2)選用尺寸為60 X40cm2的碳納米管膜(中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所)作為柔性納米導(dǎo)電膜3,其由多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為20nm左右，膜厚度為 20um，孔隙率為75 %，拉伸強(qiáng)度為約200MPa，電導(dǎo)率約l*105S/m;[〇〇58](3)選用水溶性聚氨酯(拜耳科技有限公司，型號(hào)為U54)作為液體彈性粘合劑，用于形成粘合劑層2，兩個(gè)粘合劑層2的材料相同。[〇〇59]2、制備步驟為:
[0060]第一步:選用氨綸彈性織物1作為彈性附著基體，將其拉伸后固定，此時(shí)氨綸彈性織物的伸長(zhǎng)率為其斷裂伸長(zhǎng)率的50%，在氨綸彈性織物1的表面均勻涂覆一層液體彈性粘合劑，形成粘合劑層2，厚度約為0.3mm;
[0061]第二步:采用導(dǎo)電銀膠將銅絲電極與柔性納米導(dǎo)電膜3相連形成覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜3,將一層覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜3壓漬在未固化的粘合劑層2上；
[0062]第三步:在柔性納米導(dǎo)電膜的3上側(cè)均勻涂覆一層液體彈性粘合劑形成另一粘合劑層2,厚度約為0.2mm，再在該粘合劑層2的上側(cè)粘合一層氨綸彈性織物1作為保護(hù)層，保持彈性附著基體的拉伸狀態(tài)，在60°C下使粘合劑固化，固化時(shí)間不低于12小時(shí)；
[0063]第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動(dòng)柔性納米導(dǎo)電膜3回縮，即可制得彈性導(dǎo)電復(fù)合織物。
[0064]該耐磨彈性的導(dǎo)電復(fù)合織物導(dǎo)電性能穩(wěn)定，而且輕便耐磨、垂挺質(zhì)感及彈力伸縮性好，穿著舒適，耐久性好。
[0065]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，上述實(shí)施方式僅是示意性的，而非限制性，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)范圍下，還可以做出很多種形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種彈性導(dǎo)電復(fù)合織物，其特征在于，包括從上到下依次設(shè)置的氨綸彈性織物(1)、 粘合劑層(2)、柔性納米導(dǎo)電膜(3)、粘合劑層(2)和氨綸彈性織物(1)。2.權(quán)利要求1所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，包括:第一步:選用氨綸彈性織物(1)作為彈性附著基體，將其拉伸后固定，在氨綸彈性織物 (1)的表面涂覆一層液體彈性粘合劑，形成粘合劑層(2);第二步:將一層覆有電極的柔性納米導(dǎo)電膜(3)壓漬在粘合劑層(2)上；第三步:在柔性納米導(dǎo)電膜的(3)上側(cè)涂覆液體彈性粘合劑形成另一粘合劑層(2)，再 在該粘合劑層(2)的上側(cè)粘合一層氨綸彈性織物(1)作為保護(hù)層，在一定條件下使粘合劑固 化；第四步:釋放施加在彈性附著基體上的拉力，使其帶動(dòng)柔性納米導(dǎo)電膜(3)回縮，即可 制得彈性導(dǎo)電復(fù)合織物。3.如權(quán)利要求2所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，所述的柔性納米導(dǎo) 電膜為碳納米管膜。4.如權(quán)利要求3所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，所述的碳納米管膜 由單壁或多壁碳納米管制得，碳納米管直徑為10nm-100nm，膜厚度為10um-50um，孔隙率為 35%-75%，拉伸強(qiáng)度為 100MPa-500MPa，電導(dǎo)率為 104-105S/m。5.如權(quán)利要求3所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，所述的碳納米管膜 尺寸與拉伸后的彈性附著基體相同。6.如權(quán)利要求2所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，所述的氨綸彈性織 物為氨綸與棉、滌綸或錦綸的混紡織物。7.如權(quán)利要求2所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，所述的液體彈性粘 合劑為聚二甲基硅氧烷、丙烯酸或聚氨酯。8.如權(quán)利要求2所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，所述的電極采用銅 片、銅絲、導(dǎo)電纖維或其它導(dǎo)電材料，電極通過(guò)導(dǎo)電銀膠與柔性納米導(dǎo)電膜相連。9.如權(quán)利要求2所述的彈性導(dǎo)電復(fù)合織物的制備方法，其特征在于，所述的第一步中， 將氨綸彈性織物拉伸后固定時(shí)，氨綸彈性織物的伸長(zhǎng)率為其斷裂伸長(zhǎng)率的5?50%。
【文檔編號(hào)】B32B5/08GK106003875SQ201610356637
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】許福軍, 高揚(yáng), 謝惺, 李雅倩
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)