基于铜纳米线的电热织物及其制备方法技术

本申请提供的一种基于铜纳米线的电热织物及其制备方法，其中基于铜纳米线的电热织物包括层叠设置的基材层和保护层，所述基材层负载有铜纳米线和/或所述基材层与所述保护层之间设有铜纳米线功能层。上述铜纳米线电热织物，通过在负载有铜纳米线的基材层上设置保护层或在铜纳米线功能层是设置保护层，利用保护层隔绝空气，既能保护铜纳米线不被氧化，还能避免铜纳米线从基材层上脱落，从而增强铜纳米线电热织物的电热性能。线电热织物的电热性能。线电热织物的电热性能。

【技术实现步骤摘要】
基于铜纳米线的电热织物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电热材料
，涉及一种铜纳米线电热织物及其制备方法。

技术介绍

[0002]同样是金属材料，铜纳米线的导电性仅次于银纳米线，电导率只相差6％，而且铜的储量十分丰富，在自然界中，铜的储量是银的1000倍，价格是银的七十分之一。一维(1D)无机纳米铜材料在光学、热热、电子及化学等方面均展现出了相对于它的其他结构更为独特的性质，从而在医药、航空、微电子器件等领域展现出巨大应用前景。
[0003]铜纳米线逐渐成为光电研究领域的关注重点，采用铜纳米线修饰柔性织物，可以使这样的复合材料既具有柔韧性又具有良好的导电性。但是铜纳米线在可穿戴柔性应变材料中的氧化问题是一个重要阻碍。只采用简单的反复浸渍或喷涂的方法将铜纳米线与柔性织物粘合，不仅铜纳米线易被氧化导电性能降低，而且铜纳米线与织物之间缺乏粘合性，铜纳米线容易在织物的表面脱落，导致电热性能降低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对铜纳米线应用于柔性应变材料中容易氧化导电性能降低和容易脱落导致电热性能降低的技术问题。提供一种铜纳米线电热织物及其制备方法。
[0005]本申请提供的一种铜纳米线电热织物，所述铜纳米线电热织物包括层叠设置的基材层和保护层，所述基材层负载有铜纳米线和/或所述基材层与所述保护层之间设有铜纳米线功能层。
[0006]在其中一个实施例中，所述保护层由聚乙烯醇和/或水性聚氨酯制备而成。
[0007]在其中一个实施例中，所述基材层与所述保护层的厚度比为(2:1)～(3:1)。
[0008]在其中一个实施例中，所述铜纳米线的平均长度为20μm～120μm。
[0009]在其中一个实施例中，所述铜纳米线与所述基材层的质量比为(1:10)～(5:10)。
[0010]在其中一个实施例中，所述基材层为棉织物。
[0011]本申请还提出了一种上述的铜纳米线电热织物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0012]基材层预处理步骤，对基材层进行预处理，制得预处理基材层；
[0013]铜纳米线负载步骤，用铜纳米线分散液浸渍所述预处理基材层后干燥和/或在所述预处理基材层一侧形成铜纳米线功能层，制得铜纳米线电热织物半成品；
[0014]保护层制备步骤，在铜纳米线电热织物半成品的任一侧形成所述保护层或在铜纳米线电热织物半成品邻近所述铜纳米线功能层的一侧形成所述保护层。
[0015]在其中一个实施例中，在所述基材层预处理步骤中，所述预处理为将基材层依次置于溶胀剂中溶胀清洗、置于碱溶液中浸泡处理，制得所述预处理基材层。
[0016]在其中一个实施例中，所述铜纳米线负载步骤中，在所述预处理基材层一侧形成铜纳米线功能层的方法如下:
[0017]在所述预处理基材层一侧喷涂、涂附或滴加所述铜纳米线分散液后干燥。
[0018]在其中一个实施例中，在所述保护层制备步骤中，形成所述保护层的方法如下：
[0019]将保护层溶液涂附与铜纳米线电热织物表面后加热固化，形成所述保护层。
[0020]在其中一个实施例中，所述铜纳米线分散液为铜纳米线分散于正己烷中，所述铜纳米线分散液的质量浓度为1g/L～10g/L。
[0021]上述铜纳米线电热织物，通过在负载有铜纳米线的基材层上设置保护层或在铜纳米线功能层是设置保护层，利用保护层隔绝空气，既能保护铜纳米线不被氧化，还能避免铜纳米线从基材层上脱落，从而增强铜纳米线电热织物的电热性能。
[0022]进一步地，铜纳米线是很好的导电材料，使铜纳米线电热织物具有很好的导电性、响应性以及稳定性，该铜纳米线电热织物在4V电压下，电阻率为0.02Ω/m，达到最高温度的响应时间是115s，最高响应温度可达144.5℃，反复加热15次最高温度仍然趋于稳定。即该铜纳米线电热织物不仅电阻率低导电性能良好，而且升温快、温度高、稳定性好，使其具备更高的使用价值与科学研究价值。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1制得的铜纳米线电热织物结构图；
[0024]图2为本专利技术另一实施例的铜纳米线电热织物结构图；
[0025]图3为本专利技术又一实施例的铜纳米线电热织物结构图；
[0026]图4为本专利技术实施例1制得的铜纳米线XRD衍射图；
[0027]图5为本专利技术实施例1制得的铜纳米线电热织物SEM形貌图；
[0028]图6为本专利技术实施例1至5制得的铜纳米线电热织物负载率
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电阻率图；
[0029]图7为本专利技术实施例1至4制得的铜纳米线电热织物负载率
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织物最高温度关系图；
[0030]图8为本专利技术实施例1至4制得的铜纳米线电热织物负载率
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最高温度响应时间关系图；
[0031]图9为本专利技术实施例1制得的铜纳米线电热织物的加热次数
‑
最高温度关系图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0034]下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：
[0035]首先，需要说明的是，下述实施例所用的反应试剂均为市售的、纯度为化学纯或者化学纯以上的试剂。
[0036]如图1至图3所示，本申请提出的的铜纳米线电热织物，铜纳米线电热织物包括层
叠设置的基材层100和保护层300，基材层100负载有铜纳米线和/或基材层100与保护层300之间设有铜纳米线功能层200。
[0037]上述铜纳米线电热织物，通过在负载有铜纳米线的基材层100上设置保护层300或在铜纳米线功能层200是设置保护层300，利用保护层300隔绝空气，既能保护铜纳米线不被氧化，还能避免铜纳米线从基材层100上脱落，从而增强铜纳米线电热织物的电热性能，并且使其更为经久耐用。
[0038]如图1至图3所示，根据制备方法的不同，能够形成不同的铜纳米线电热织物。例如，如图1所示，在该实施例中，基材层100、铜纳米线功能层200以及保护层300依次层叠设置；如图2所示，在该实施例中，基材层100和保护层300之间不仅单独设有铜纳米线功能层200，而且基材层100中也渗入了铜纳米线形成基材层100中负载有铜纳米线的多功能层；如图3所示，在该实施例中，基材层100负载有铜纳米线，即具有基材层100的功能，同时又具有铜纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜纳米线电热织物，其特征在于，所述铜纳米线电热织物包括层叠设置的基材层和保护层，所述基材层负载有铜纳米线和/或所述基材层与所述保护层之间设有铜纳米线功能层。2.根据权利要求1所述的铜纳米线电热织物，其特征在于，所述保护层由聚乙烯醇和/或水性聚氨酯制备而成。3.根据权利要求1所述的铜纳米线电热织物，其特征在于，所述基材层与所述保护层的厚度比为(2:1)～(3:1)。4.根据权利要求1所述的铜纳米线电热织物，其特征在于，所述铜纳米线的平均长度为20μm～120μm。5.根据权利要求1至4任意一项所述的铜纳米线电热织物，其特征在于，所述铜纳米线与所述基材层的质量比为(1:10)～(5:10)。6.根据权利要求5所述的铜纳米线电热织物，其特征在于，所述基材层为棉织物。7.一种如权利要求1所述的铜纳米线电热织物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：基材层预处理步骤，对基材层进行预处理，制得预处理基材层；铜纳米线负载步骤，用铜纳米线分散液浸渍所述预处理基材层后干燥和/或在所述预处理基材层一侧形成铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕曙光，贾丽萍，肖明，朱全全，冉建华，姜会钰，蔡光明，程德山，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：