[发明专利]复合导电纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合导电纤维及其制备方法。所述制备方法包括：将多根单纤维缠绕形成呈螺旋状的所述第一纤维，且在缠绕时还在各单纤维的结合面上涂敷粘结剂，从而使这些单纤维牢固粘结，形成表面具有沿第一纤维的轴向连续延伸的相对凹下部和相对凸起部的第一纤维；在将导电材料纺丝形成第二纤维的同时加入所述第一纤维，使所述第一纤维被均匀包裹在所述第二纤维内，从而形成复合导电纤维。本发明的复合导电纤维具有核心/保护鞘结构，其均匀一致，导电性、柔韧性及耐磨性能优异，可耐受紫外光等的照射而仍保持优良特性，可用作高强度、柔性轻质导线等，同时其制备工艺简单，可连续自动化进行，安全环保，适合大批量生产。

技术领域

本发明涉及一种复合纤维材料的制备方法，具体涉及一种复合导电纤维，例如芳纶纤维/碳纳米管复合纤维及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展和电子设备的普及，人们对电子设备的要求越来越高，而其中微型、柔性、轻质、便携同时高强度的导电纤维也越来越受关注。目前市场上的导电纤维主要是金属丝，但柔性差、不轻便，强度低。因此具有高强度并且柔性轻质导电的高性能纤维受到了广泛关注。而芳纶纤维就是一种高性能纤维，具有优良的力学性能和耐热稳定性。但芳纶纤维绝缘不导电、同时不耐紫外芳纶结构存在酰胺和苯环的共轭体系，在紫外光照射下容易大量吸收而引起分子链的断裂，导致纤维发生黄化、老化，力学性能逐渐降低，服役周期短。而且致密的纤维大分子因为缺少活性基团界面黏结性差造成化学惰性、结构稳定、表面光滑，与导电材料的结合粘附效果很差，无法具备导电性，这些极大的制约了芳纶纤维更好的发展前景。

针对这些问题，近年来研究人员发展了多种方法对芳纶纤维进行导电和耐紫外改性。例如，莱斯大学通过先喷树脂于芳纶纤维上作为粘连剂，再用喷枪喷射碳纳米管于纤维上制得芳纶/碳纳米管复合纤维材料，导电率达到65S/cm，经过弯曲及水清洗也保持稳定，但碳纳米管在纤维上喷涂不均匀、长期易脱落，而且工艺复杂不易扩大。又例如，CN201010128403.6使用碳纳米管为表面材料，环氧树脂为粘连剂，对芳纶纤维进行表面改性，得到的改性纤维有活性基团，力学性质不受影响，但是纤维柔软度大大降低，表面粗糙，工艺复杂。再例如，CN201310575472.5苏州大学在芳纶纤维表面加入甲氧基基团，再将氧化钙掺杂的氧化铈羟基化后与纤维反应得到表面包覆无机纳米粒子的芳纶纤维，其具有耐紫外性能而且提高耐热性能，但是对纤维的化学处理造成改性纤维力学强度大大减低，而且不具导电性能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合导电纤维及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种复合导电纤维的制备方法，其包括：

将两根以上单纤维缠绕形成表面具有相对凹下部和相对凸起部的第一纤维，且在缠绕时还在至少两根单纤维的结合面上涂敷粘结剂，从而使该至少两根单纤维牢固粘结，所述相对凹下部和相对凸起部沿所述第一纤维的轴向连续延伸；

在将导电材料纺丝形成第二纤维的同时加入所述第一纤维，使所述第一纤维被均匀包裹在所述第二纤维内，从而形成复合导电纤维。

进一步的，所述的制备方法包括：将两根以上单纤维(例如芳纶单纤维)加捻缠绕形成呈螺旋状的所述第一纤维，且在加捻缠绕时还在该两根以上单纤维的结合面上涂敷粘结剂，从而使该两根以上单纤维牢固粘结。

本发明实施例还提供了由本发明所述的方法制备的复合导电纤维。

本发明实施例还提供了一种复合导电纤维，其包括：

由两根以上单纤维缠绕形成的第一纤维，所述第一纤维表面具有相对凹下部和相对凸起部，所述相对凹下部和相对凸起部沿所述第一纤维的轴向连续延伸，并且其中至少两根单纤维的接触面之间还通过粘结剂结合；

由导电材料纺丝形成的第二纤维，其包裹于所述第一纤维表面。