一种导电纤维的导电层涂覆方法技术

本发明专利技术提供了一种导电纤维，所述导电纤维包括皮层与芯层，所述皮层的组分为不导电的热塑性高分子聚合物，所述芯层组分为碳黑材料或氧化石墨烯材料或氧化石墨烯与含有其他导电填料的混合物，所述芯层偏离所述皮层的圆心，所述皮层的外表面形成有近芯区、远芯区以及位于近芯区与远芯区之间的过渡区，所述近芯区通过物化处理形成有粘黏态并涂覆有金属涂层。本发明专利技术所公开的一种导电纤维，其具备优异的导电性和各向异性，既具有金属纤维的优点，同时弥补了金属纤维造价高，抱合力差的缺陷，同时还具备普通导电纤维的优势，便于制造处理。便于制造处理。便于制造处理。

【技术实现步骤摘要】
一种导电纤维的导电层涂覆方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体涉及一种导电纤维的导电层涂覆方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，多种行业对于织物或服装的导电性、抗静电性，电磁屏蔽性有了越来越高的要求，对于导电纤维的制造方法也已经有了各种提案。导电纤维的种类众多，有金属系导电纤维、碳黑系导电纤维、导电高分子型纤维和金属化合物型导电纤维多种。这些方法制得的导电纤维导电性基本满足生产生活的需要，但是也不可避免的存在很多缺点。
[0003]例如金属系导电纤维主要有采用多次多股拉拔、切削、熔抽法制得的纯金属丝和将金属用真空喷涂或化学电涂法沉降在纤维表面，使纤维具有金属一样的导电性的导电纤维。采用多次多股拉拔或切削或熔抽法，这种利用金属的导电性能制成的金属类导电纤维，主要有不锈钢纤维，铜纤维和铝纤维，这类纤维导电性能优良，且耐热、耐化学腐蚀，但制造困难，较细的单丝造价高，与普通纤维抱合力差，纤维的混纺不能匀化；例如技术专利ZL200720033528、技术专利ZL200720033522等，都是采用亚麻棉纱线或合成纤维与金属丝线混编制得。而喷涂法和沉降法制得的导电纤维则牢度难以达到后续生产的要求，在织造编织工序和其后的工序中表面的镀覆层脱落，或者在布帛的染色处理或精炼处理时镀覆层容易被溶解除去，例如专利技术专利ZL200610032518公开了一种超细轻质导电纤维的制备方法，在纤维上通过化学镀金属获得良好的导电性；专利申请92108939提供了一种具有导电性能的纤维和导电布的制配方法，通过对清洗处理后的纤维及布进行电镀；专利技术专利ZL02159717公开了一种植物导电纤维及其制备方法，用化学电镀的方法在植物纤维上包覆金属涂层6。金属系导电纤维的导电性能最好，其体积比电阻可以只有10
‑4‑
10
‑5Ω
·
cm。碳黑系导电纤维是利用碳黑的导电性能来制造导电纤维，有掺杂型，即将碳黑与成纤物质混合后纺丝，碳黑在纤维中成连续相结构，赋予纤维导电性能。
[0004]目前大部分的专利都是以此类方法制造导电纤维，先将导电成分分散于载体树脂经双螺杆造粒成导电母粒，然后将导电母粒与成纤高聚物熔融后通过导电纺丝组件经导电纺丝工艺制得。例如专利申请200710075982专利技术了一种耐久高性能导电纤维，先利用混炼方法将炭黑分散于载体树脂经双螺杆造粒成导电母粒，然后将导电母粒与成纤高聚物熔融后通过特殊设计的三叶型和多层型导电喷丝组件经导电纺丝加工工艺制得；专利申请200610023797、专利申请200510102574、专利ZL200410033773和专利申请200410017918各自公开了一种含碳纳米管的导电纤维；专利ZL200410025182和专利申请03115681各自公布了一种含有炭黑导电成分的导电纤维。而利用碳黑或金属化合物，通过吸附涂敷是制成导电性能优良纤维的最合理途径。
[0005]金属镀法是将普通纤维先进行表面处理，再用真空喷涂或化学镀法将金属沉积在纤维表面，使得纤维具有金属一样的导电性，而现有技术中采用的完全涂敷方法，会使得导电纤维不具备各向异性，后期处理受到过多限制，在织造编织工序和其后的工序中表面的
镀覆层脱落，或者在布帛的染色处理或精炼处理时镀覆层容易被溶解除去，难以达到持久的导电性效果。
[0006]有鉴于此，有必要对现有技术中的导电纤维予以改进，以解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于公开一种导电纤维及其导电层的涂覆方法，其具备优异的导电性和各向异性，既具有金属纤维的优点，同时弥补了金属纤维造价高，抱合力差的缺陷，同时还具备普通导电纤维的优势，便于制造处理，适用于传感器对电信号灵敏度的监测，本申请制作导电纤维所采用的导电层的涂覆方法具有高效性，且能够呈规模化制备，节省了现有技术中镀层工艺的工艺步骤与工艺时长。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种导电纤维，所述导电纤维包括皮层与芯层，所述皮层的组分为不导电的热塑性高分子聚合物，所述芯层组分为碳黑材料或氧化石墨烯材料或氧化石墨烯与含有其他导电填料的混合物，所述芯层偏离所述皮层的圆心，所述皮层的外表面形成有近芯区、远芯区以及位于近芯区与远芯区之间的过渡区，所述近芯区通过物化处理形成有粘黏态并涂覆有金属涂层。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述导电纤维的偏芯结构通过物化处理以几何中心对导电纤维的横截面外周形成各向异性的显化。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述热塑性高分子聚合物选自聚乙烯，聚丙烯，聚酯，PPS，PEEK中的至少一种。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述导电纤维横截面积下的芯层的表面积与皮层表面积的比值小于0.3。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述其他导电填料包括但不限于：碳纳米管，膨胀石墨，银纳米线，铜纳米线或银纳米片中的至少一种。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述芯层具有多个，且以所述皮层的中心作中心对称分布。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，氧化石墨烯与其他导电填料的质量比为：1：0.1～1。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述导电纤维的远芯区与所述芯层之间设有中空空腔。
[0016]本专利技术还公开了一种导电纤维的导电层涂覆方法，包括以下步骤：
[0017]S1步骤，制备芯层纺丝液与皮层纺丝液，将得到的芯层纺丝液与皮层纺丝液分别通过各自对应的管道，进行导电纺丝得到导电纤维；
[0018]S2步骤，通过电磁感应加热的方式对导电纤维中的芯层进行加热，加热温度至20
‑
50℃，使得近芯区成粘黏态；
[0019]S3步骤，将经过S2步骤处理后的导电纤维置于金属离子溶液或含银溶液、含铜溶液和含镍溶液的至少一种中进行化学沉积，所述化学沉积采用超声功率为5
‑
50W/L的超声处理；
[0020]S4步骤，依次重复S2步骤与S3步骤若干次，沉积时间为30
‑
60min，最后进行热处理。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述金属离子溶液为硝酸银、氟化银、三氟乙酰丙酮
银、乙酸银、银氨溶液、硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍、溴化镍的至少一种的水溶液。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，所述S2步骤中对芯层进行加热的同时对皮层表面的水分进行快速风干处理。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述S4步骤中，在热处理工艺之前，还需要对导电纤维进行清洗烘干，清洗方式是在功率40W/L的超声条件下，将获得镀层的导电纤维放置于去离子水与二甲基亚砜的混合溶液清洗，去除导电纤维在过渡区与远芯区沾覆的金属涂层。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025](1)一种导电纤维，偏芯型结构的导电纤维包括皮层与芯层，皮层采用不导电的热塑性高分子聚合物，芯层采用碳黑材料或氧化石墨烯材料或氧化石墨烯与其他导电填料的混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电纤维，所述导电纤维包括皮层与芯层，其特征在于，所述皮层的组分为不导电的热塑性高分子聚合物，所述芯层组分为碳黑材料或氧化石墨烯材料或氧化石墨烯与含有其他导电填料的混合物，所述芯层偏离所述皮层的圆心，所述皮层的外表面形成有近芯区、远芯区以及位于近芯区与远芯区之间的过渡区，所述近芯区通过物化处理形成有粘黏态并涂覆有金属涂层。2.根据权利要求1所述的一种导电纤维，其特征在于，所述导电纤维的偏芯结构通过物化处理以几何中心对导电纤维的横截面外周形成各向异性的显化。3.根据权利要求1所述的一种导电纤维，其特征在于，所述热塑性高分子聚合物选自聚乙烯，聚丙烯，聚酯，PPS，PEEK中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种导电纤维，其特征在于，所述导电纤维横截面积下的芯层的表面积与皮层表面积的比值小于0.3。5.根据权利要求1所述的一种导电纤维，其特征在于，所述其他导电填料包括但不限于：碳纳米管，膨胀石墨，银纳米线，铜纳米线或银纳米片中的至少一种。6.根据权利要求4所述的一种导电纤维，其特征在于，所述芯层具有多个，且以所述皮层的中心作中心对称分布。7.根据权利要求1所述的一种导电纤维，其特征在于，氧化石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁成，吕康，陈军，吕允辉，
申请(专利权)人：常隆塑胶科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：