专利摘要

本发明公开了一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法及应用，涉及导电线束的制备及应用领域，该可拉伸弹性导电线束包括具有形状记忆效应且在室温下为弹性的聚合物丝和导电丝；所述具有形状记忆效应且在室温下为弹性的聚合物丝经预拉伸变形后和所述导电丝编织，对预拉伸变形后的聚合物丝施加激励使其形状恢复从而得到可拉伸弹性导电束。本发明制备的导电线束具有导电功能、高弹性和形状记忆效应，该导电线束用来制备弹性形状记忆导电布，使得所制备的导电布不仅具有导电性，而且在全程保持高弹性的前提下可发生拉伸变形并可定形、并在一定激励方式作用下变形可恢复。

权利要求

1.一种室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，其特征在于，该可拉伸弹性导电线束包括具有形状记忆效应且在室温下为弹性的聚合物丝和导电丝；所述具有形状记忆效应且在室温下为弹性的聚合物丝经预拉伸变形后和所述导电丝编织，对预拉伸变形后的聚合物丝施加激励使其形状恢复从而得到可拉伸弹性导电束；还包括如下步骤：对具有形状记忆效应且室温下为弹性的聚合物丝进行预拉伸变形，预拉伸变形后与导电丝进行编织，得到可拉伸弹性导电线束；施加激励于预拉伸变形后的具有形状记忆效应且室温下为弹性的聚合物丝使得变形恢复从而得到失稳成波浪状的弹性导电线束；所述可拉伸弹性导电线束可编织成具有形状记忆功能并可单向或双向拉伸的弹性导电布；室温下可拉伸弹性导电线束和用其编织成的弹性导电布具有形状记忆效应，可以反复地贴合人体局部的形貌。

2.根据权利要求1所述的室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，其特征在于，所述可拉伸弹性导电束包括一根或数根预拉伸变形后的具有形状记忆效应的弹性聚合物丝和一根或者数根导电丝通过气流纺或者喷气纺或者涡流纺或者赛络纺或者紧密纺编织而成。

3.根据权利要求1所述的室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，其特征在于，施加激励驱动预拉伸变形后的具有形状记忆效应且室温下为弹性的聚合物丝的过程可在编织导电布之前或之后进行。

4.根据权利要求1所述的室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，其特征在于，所述施加激励的激励方式为温度变化或者浸泡溶液或者置于气氛中的一种或多种；所述浸泡溶液或者置于气氛中包括水或者酒精或者丙酮等的溶液或者相应气氛；所述形状记忆弹性聚合物丝在溶液中浸泡后，形状恢复且变软而弹性性能增强。

5.根据权利要求1所述的室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，其特征在于，所述具有形状记忆且室温下为弹性的聚合物为热固型或者热塑型。

6.根据权利要求1所述的室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，其特征在于，所述形状记忆弹性聚合物丝的拉伸预变形可在室温下拉伸定型或者加热到形状记忆弹性聚合物的软化温度以上进行拉伸，再经冷却到室温后定型；或者在浸泡溶液或置于气氛后拉伸，再干燥后定型。

7.根据权利要求1所述的室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，其特征在于，所述预拉伸变形的变形率为5％～300％。

8.根据权利要求1或者2任一项所述的室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法得到的电线束的应用，其特征在于，可拉伸弹性导电束外无绝缘层时，制备得到的导电布可作为电子触屏。

说明书

技术领域

本发明涉及一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法，特别是涉及一种基于弹性形状记忆聚合物的室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法及应用。

背景技术

柔性导电织物技术的发展使新一代与人体接触的电子设备成为可能，例如抗静电纺织品、屏蔽电磁波纺织品、可记录人体温度、排汗量、心跳等数据的智能服装、防侦察伪装材料等。

目前所报道的柔性导电织物(CN106448849B、CN107209617A、CN108109715A、CN207070592U)，主要结构虽然也是由导电线材和弹性线材(或柔性线材)直接编织而成，但织物总体的伸缩变形能力有限、变形后不能定型、容易被拉扯及摩擦等外力破坏、以及制作过程较为复杂并且应用领域有限。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种具有室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法，通过该制备方法得到一种室温可拉伸弹性导电线束，该导电线束是由室温下为弹性的形状记忆聚合物丝经预拉伸变形后与导电丝编织而成，制成的导电线束可弹性拉伸且在拉伸过程中其导电性能稳定，从而实现了可拉伸弹性导电布的制备。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种室温下可拉伸弹性导电线束，该可拉伸弹性导电线束包括具有形状记忆效应且在室温下为弹性的聚合物丝和导电丝；所述具有形状记忆效应且在室温下为弹性的聚合物丝经预拉伸变形后和所述导电丝编织，对预拉伸变形后的聚合物丝施加激励使其形状恢复从而得到可拉伸弹性导电束。

优选的，所述可拉伸弹性导电束包括一根或数根预拉伸变形后的具有形状记忆效应的弹性聚合物丝和一根或者数根导电丝通过气流纺或者喷气纺或者涡流纺或者赛络纺或者紧密纺编织而成。

一种室温下可拉伸弹性导电线束的制备方法，包括如下步骤：对具有形状记忆效应且室温下为弹性的聚合物丝进行预拉伸变形，预拉伸变形后与导电丝进行编织，得到可拉伸弹性导电线束；施加激励于预拉伸变形后的具有形状记忆效应且室温下为弹性的聚合物丝使得变形恢复从而得到失稳成波浪状的弹性导电线束。

优选的，所述可拉伸弹性导电线束可编织成具有形状记忆功能并可单向或双向拉伸的弹性导电布。

优选的，施加激励驱动预拉伸变形后的具有形状记忆效应且室温下为弹性的聚合物丝的过程可在编织导电布之前或之后进行。

优选的，所述施加激励的激励方式为温度变化或者浸泡溶液或者置于气氛中的一种或多种；所述浸泡溶液或者置于气氛中包括水或者酒精或者丙酮等的溶液或者相应气氛；所述形状记忆弹性聚合物丝在溶液中浸泡后，形状恢复且变软而弹性性能增强。

优选的，所述具有形状记忆且室温下为弹性的聚合物为热固型或者热塑型。

优选的，所述形状记忆弹性聚合物丝的拉伸预变形可在室温下拉伸定型或者加热到形状记忆弹性聚合物的软化温度以上进行拉伸，再经冷却到室温后定型；或者在浸泡溶液或置于气氛后拉伸，再干燥后定型。

优选的，所述预拉伸变形的变形率为5％～300％。

一种室温下可拉伸弹性导电线束的应用，可拉伸弹性导电束外无绝缘层时，制备得到的导电布可作为电子触屏。

本发明与现有技术相比，具有如下优点效果：

1.本发明所述的制备室温下可拉伸弹性导电线束的方法与传统的纺线工艺匹配，不需要将聚合物在外力作用下保持拉伸状态时与导电丝编织。

2.按本发明方法制成的可拉伸弹性导电线束在3％～150％的拉伸变形下，导电丝不会受损，且其导电性能不变。

3.按发明方法制成的室温下可拉伸弹性导电线束可用传统工艺编织成可单向或双向拉伸的弹性布。

4.本发明所述的室温下可拉伸弹性导电线束和用其编织成的布具有形状记忆效应，可以反复地贴合人体局部的形貌。

5.本发明制备的导电线束具有导电功能、高弹性和形状记忆效应，该导电线束用来制备弹性形状记忆导电布，使得所制备的导电布不仅具有导电性，而且在全程保持高弹性的前提下可发生拉伸变形并可定形、并在一定激励方式作用下变形可恢复。

具体实施方式

为对本发明做进一步的了解，结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

本发明提供一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法，所述可拉伸弹性导电线束由一根或多根具有形状记忆效应且室温下为弹性的聚合物丝经预拉伸变形后和一根或多根导电丝编织，再经施加激励驱动形状记忆弹性聚合物丝形状恢复而造成导电丝失稳成波浪状；所述可拉伸弹性导电线束可编织成具有形状记忆功能的并可单向或双向拉伸的弹性导电布；施加激励驱动预拉伸过的聚合物丝使其恢复形状的过程可以在编织导电布之前或之后进行。

所述的一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法，是将具有形状记忆且在室温下为弹性的聚合物丝预拉伸变形后，施加特定激励使其变形恢复；

所述驱动形状记忆弹性聚合物丝形状恢复所施加的激励方式为温度变化、浸泡溶液或置于气氛(比如水，酒精，丙酮的溶液或相应的气氛)中的一种或多种；所述形状记忆弹性聚合物丝在特定溶剂中浸泡后，形状恢复且变软而弹性性能增强。

所述具有形状记忆且室温下为弹性的聚合物为热固或者热塑型的。

所述形状记忆弹性聚合物丝的拉伸预变形可以是在室温下拉伸定型；也可以是加热到形状记忆弹性聚合物的软化温度(比如玻璃化转变或熔融转变温度)以上进行拉伸，再经冷却到室温后定型；也可以在浸泡溶液或置于气氛后拉伸，再干燥后定型。

所述形状记忆弹性聚合物丝的拉伸预变形的变形率为5％～300％。

所述可拉伸弹性导电束由一根或多根预拉伸变形后的具有形状记忆效应的弹性聚合物丝和一根或多根导电丝通过气流纺、喷气纺、涡流纺、赛络纺、紧密纺等方法编织而成。

所述导电丝有外包绝缘层。

所述导电丝无外包绝缘层时，相应导电布可以用作电子触屏。

所述导电布基于可拉伸弹性导电束的形状记忆效应，可实现针对某一特定形状的贴合塑形，并在施加特定激励后形状恢复；此贴合塑形及形状恢复过程可重复进行。

实施例1：一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法：将0.1毫米直径的形状记忆聚氨酯丝(其玻璃化转变温度在60℃)在室温下进行拉伸预变形处理(拉伸至100％再卸载)，将其与0.1毫米直径的漆包铜丝线编织成导电线束；使用此导电线束编织成布。将布浸泡在乙醇或水里使聚氨酯丝的玻璃化转变温度降至室温以下导致形状恢复且成为高弹性丝，而铜丝失稳成波浪状，制成双向可弹性拉伸的导电布。制成的布，单向或双向拉伸80％，铜丝不会受损，导电性能不变。

实施例2：一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法：将0.08毫米直径的弹性形状记忆聚氨酯丝在室温下进行拉伸预变形处理，比如拉伸至300％再卸载，将三股预拉过的聚氨酯丝与两股0.05毫米直径的碳纤维丝编织成导电线束；加热使聚氨酯丝形状恢复而导致碳纤维失稳成波浪状；使用此导电线束编织成双向可拉伸弹性导电布。制成的导电布，可弹性单向或双向拉伸50％，碳纤维丝不会受损，导电性能不变。

实施例3：一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法：将0.05毫米直径的弹性形状记忆聚氨酯丝在80℃下软化后进行拉伸预变形处理，比如拉伸至45％，冷却后卸载，将其与0.05毫米直径的铜丝编织成导电线束，用此导电线束编织成布后加热到80℃成为双向可拉伸弹性导电布。制成的布，单向或双向拉伸40％，铜丝不会受损，导电性能不变。加热到80℃后，可以将此布覆盖到需要包裹的物体或其局部，冷却后布可以保持被包裹部位的形状。再次加热到80℃后，布恢复原来形状。此导电布可作为形状记忆弹性电子触屏。

实施例4：一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法：将0.03毫米直径的弹性形状记忆聚酯纤维在90℃软化后拉伸50％，降至室温后松开约束，并将其与一股0.05毫米直径的铝线纺成束；再次加热至90℃后，聚酯纤维收缩，导致铝线失稳弯曲成波浪状，成为可拉伸40％的弹性导电线束。在一个方向上使用此导电线束编织成可在此方向弹性拉伸变形并导电的布。

实施例5：一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法：将0.1毫米的热塑橡胶纤维丝加热到100℃使其软化后拉伸150％，冷却后去除约束，再将三股预拉过的热塑橡胶纤维丝与三股碳纤维束纺成导电线束；使用此导电线束编织成仅可在一个方向发生弹性变形的导电布，并浸泡在丙酮中使热塑橡胶纤维丝发生形状恢复，取出后丙酮挥发，可拉伸弹性导电布制备完成。

实施例6：一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法：将0.1毫米直径的热塑性弹性体纤维丝在高温下软化后拉伸70％，再将五根预拉后的热塑性弹性体纤维丝与五根0.05毫米直径的填充了碳纳米管的PBO纤维(聚对苯撑苯并二噁唑纤维)制成的纤维丝编成导电线束；用此导电线束编织成仅可在一个方向导电的布。加热后热塑性弹性体纤维丝形状恢复，在导电方向上，布可弹性拉伸而导电性能不变。

实施例7：一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法：将0.01毫米直径的热固性弹性体纤维丝加热到60℃使其软化后拉伸150％，待冷却硬化后移除约束。将三股预拉后的热固性弹性体纤维丝与三股0.01直径的碳纤维丝编织成导电线束；使用此导电线束编织成可在二个方向伸缩变形的导电布；加热使热固性弹性体纤维丝形状恢复后，获得可双向弹性拉伸变形的导电布。将此形状记忆弹性导电布加热60℃使其软化后在其冷却到人体温度附近时贴合到人体膝盖或手腕上，待其塑形后成为与膝盖或手腕完全贴合且可以通电发热的弹性布。加热到60℃后布可恢复原状，这一贴合过程可以重复。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法及应用专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。