本发明专利技术公开了基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法，包括以下步骤：制备复合浆料；制备导电纤维，本发明专利技术适用于导电纤维制备技术领域，首先对浆料进行充分的研磨，制备出平均粒径分别在500nm和2μm的分散稳定的导电浆料，另外通过胶黏剂复配，提高了纤维附着力以及耐热老化性能；通过不同粒径的浆料对纤维进行二次染色工艺，大大提高了纤维电阻的均一性能以及大大降低了纤维的电阻，从而可以大大提高导电纤维的使用安全性能以及使用寿命；制备的导电纤维具有环境友好、操作简易、价格低廉、产品质量稳定可控的优点，产品在电热、防静电、电磁屏蔽以及生物传感器、电池电极等方面有更好的应用价值。电极等方面有更好的应用价值。电极等方面有更好的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法
[0001]本专利技术属于导电纤维制备
，具体是基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法。
技术介绍
[0002]涂层法制备导电纤维工艺相对简单，但制备的导电纤维仍存在单根纤维电阻不均匀、可控性差、附着力差、缺乏韧性，不耐弯折等问题，因此在应用过程中存在一定的安全隐患。主要原因在于现有产品由于导电填料的颗粒较大、导电性较差、浆料分散性及稳定性较差、制备工艺单一等。另外，大部分仍选用油性体系制备导电纤维，环保性能较差。
[0003]目前采用涂层法制备石墨烯基导电纤维，只是简单的通过单一粘合剂在普通纤维表面涂覆一层石墨烯等制备碳黑系导电纤维，未曾探讨浆料粒径以及上浆工艺对导电纤维附着力，耐摩擦性能、电阻均已稳定性的影响；CN 110054949A中，采用单一的水性丙烯酸树脂，通过一次上浆的技术，制备石墨烯基发热线，该方法不影响纤维的机械性能，也使其具有一定导电性，但导电物质在纤维表面分布不均且易脱落，稳定性差，手感较差；CN 111287003 A中，同样只是采用简单的一次染色工艺，通过加入PTC功能组份提高纤维在应用中的安全性，并没有从根本上解决纤维本身导电以及电阻均一性问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法，包括以下步骤：
[0007]制备复合浆料：所述复合浆料包括以下质量份数的各组分：5％水性石墨烯分散液10
‑
20份，5％水性碳纳米管分散液50
‑
60份，水性柔性树脂胶黏剂5
‑
30份，消泡剂0.01
‑
1份，分散剂1
‑
5份，润湿剂0.01
‑
1.5份，增稠剂0.01
‑
5份；
[0008]制备导电纤维。
[0009]优选的，所述制备复合浆料，包括：
[0010]将各组分原料加入到搅拌研磨机中，按照800rpm
‑
1500rpm搅拌速度进行预分散，然后加入体积比50
‑
60％的直径为2.0mm、3.0mm或两者混合的氧化锆珠进行研磨，研磨速度为500
‑
800rpm，研磨时间为15min
‑
30min,制备出平均粒径约为2μm的水性水性碳纳米管/石墨烯复合浆料；
[0011]加入体积比65
‑
80％的直径为1.0mm、2.0mm或两者混合的氧化锆珠进行研磨，研磨速度为750rpm
‑
1000rpm，研磨时间为25min
‑
45min,制备出平均粒径约为500nm的水性水性碳纳米管/石墨烯复合浆料。
[0012]优选的，所述制备导电纤维，包括：
[0013]配置pH在8.5的氢氧化钠水溶液；将基材纤维通过单纱上浆机进行常温处理；
[0014]设定好染线机参数，通过两次上浆染线，制备所述碳纳米管/石墨烯导电纤维；其中，第一次上浆染线，选用平均粒径为2微米的复合浆料；第二次上浆染线，选用平均粒径为500纳米的复合浆料，所述基材纤维为黏胶、涤纶、锦纶、芳纶、腈纶中的其中一种。
[0015]优选的，所述复合浆料包括以下质量份数的各组分：
[0016]5％水性石墨烯分散液15份，5％水性碳纳米管分散液55份，水性柔性树脂胶黏剂24份，消泡剂0.5份，分散剂2份，润湿剂0.5份，增稠剂3份。
[0017]优选的，所述5％水性石墨烯分散液为单层或3
‑
5层石墨烯溶液。
[0018]优选的，所述5％水性碳纳米管分散液为单壁碳纳米管，所述润湿剂为聚醚改性有机硅类润湿剂。
[0019]优选的，所述水性树脂胶黏剂为水性丙烯酸树脂和/或水性聚氨酯。
[0020]优选的，所述分散剂包括丙烯酸嵌段聚合物、阴离子聚丙烯酰胺、BYK025和BYK9076。
[0021]优选的，所述增稠剂为纤维素类或疏水改性聚氨酯类增稠剂。
[0022]优选的，所述消泡剂为901W、BYK019、BYK025中的至少一种。
[0023]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术首先对浆料进行充分的研磨，制备出平均粒径分别在500nm和2μm的分散稳定的导电浆料，另外通过胶黏剂复配，提高了纤维附着力以及耐热老化性能。
[0025]本专利技术通过不同粒径的浆料对纤维进行二次染色工艺，大大提高了纤维电阻的均一性能以及大大降低了纤维的电阻。
[0026]本专利技术制备出系列电阻均一稳定、附着力高的碳纳米管/石墨烯复合纤维，从而可以大大提高导电纤维的使用安全性能以及使用寿命。
[0027]本专利技术制备导电纤维具有环境友好、操作简易、价格低廉、产品质量稳定可控的优点，产品将在电热、防静电、电磁屏蔽以及生物传感器、电池电极等方面有更好的应用价值。
附图说明
[0028]图1是本专利技术基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法的流程图。
[0029]附图标记：1、原料纤维；2、500纳米浆料；3、烤箱；4、2微米浆料；5、功能纤维。
具体实施方式
[0030]以下结合附图1，进一步说明本专利技术基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法的具体实施方式。本专利技术基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法不限于以下实施例的描述。
[0031]实施例1：
[0032]本实施例给出基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法的具体结构，如图1所示，包括以下步骤：
[0033]制备复合浆料：复合浆料包括以下质量份数的各组分：5％水性石墨烯分散液10
‑
20份，5％水性碳纳米管分散液50
‑
60份，水性柔性树脂胶黏剂5
‑
30份，消泡剂0.01
‑
1份，分散剂1
‑
5份，润湿剂0.01
‑
1.5份，增稠剂0.01
‑
5份；
[0034]制备导电纤维。
[0035]具体地，制备复合浆料，包括：
[0036]将各组分原料加入到搅拌研磨机中，按照800rpm
‑
1500rpm搅拌速度进行预分散，然后加入体积比50
‑
60％的直径为2.0mm、3.0mm或两者混合的氧化锆珠进行研磨，研磨速度为500
‑
800rpm，研磨时间为15min
‑
30min,制备出平均粒径约为2μm的水性水性碳纳米管/石墨烯复合浆料；
[0037]加入体积比65
‑
80％的直径为1.本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：制备复合浆料：所述复合浆料包括以下质量份数的各组分：5％水性石墨烯分散液10
‑
20份，5％水性碳纳米管分散液50
‑
60份，水性柔性树脂胶黏剂5
‑
30份，消泡剂0.01
‑
1份，分散剂1
‑
5份，润湿剂0.01
‑
1.5份，增稠剂0.01
‑
5份；制备导电纤维。2.如权利要求1所述的基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法，其特征在于，所述制备复合浆料，包括：将各组分原料加入到搅拌研磨机中，按照800rpm
‑
1500rpm搅拌速度进行预分散，然后加入体积比50
‑
60％的直径为2.0mm、3.0mm或两者混合的氧化锆珠进行研磨，研磨速度为500
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800rpm，研磨时间为15min
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30min,制备出平均粒径约为2μm的水性水性碳纳米管/石墨烯复合浆料；加入体积比65
‑
80％的直径为1.0mm、2.0mm或两者混合的氧化锆珠进行研磨，研磨速度为750rpm
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1000rpm，研磨时间为25min
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45min,制备出平均粒径约为500nm的水性水性碳纳米管/石墨烯复合浆料。3.如权利要求1所述的基于水性碳纳米管石墨烯复合浆料制备导电纤维的方法，其特征在于，所述制备导电纤维，包括：配置pH在8....
【专利技术属性】
技术研发人员：尹观，柳玉波，杨志涛，
申请(专利权)人：北京轻越科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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