本發(fā)明涉及紗線領(lǐng)域，特別是一種延展性好的石墨烯導(dǎo)電紗線的制作方法。

背景技術(shù)：

隨著石墨烯（g）被成功地開發(fā)制備，其獨特的二維結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能，是制備高性能聚合物基納米復(fù)合材料的理想填料之一。目前，在生產(chǎn)生活中人們對導(dǎo)電高分子材料的使用日趨廣泛，所以以石墨烯為導(dǎo)電填料，制備具有良好導(dǎo)電性能的聚合物基納米復(fù)合材料已成為當下的研究熱點。

隨著科技的發(fā)展，未來的電子產(chǎn)品將通過可印刷方法實現(xiàn)柔性、便攜和可穿戴，對紡織品提出了智能化的要求，即智能紡織品。智能紡織品將是未來的電子信息工業(yè)的一個著陸點，也是紡織服裝行業(yè)未來的發(fā)展方向和重要的經(jīng)濟增長點。其中導(dǎo)電紗線在是智能紡織品與互動式布料的基本原料，可用于傳感器連接線，電源電極與連接線、射頻電路、電磁屏蔽等，在工業(yè)、民用和軍事等領(lǐng)域有著重要的用途。優(yōu)秀的導(dǎo)電紗線需要具有良好的導(dǎo)電性和耐久性，特別是在低濕度下，還應(yīng)具有良好的耐摩擦、耐屈曲、耐氧化及耐腐性。傳統(tǒng)的導(dǎo)電紗線通常是將不銹鋼金屬纖維或者碳纖維等導(dǎo)電纖維與棉線、滌綸等不導(dǎo)電纖維纏繞制成。例如：2007年保定依棉集團有限公司通過混合滌綸、苧麻、竹纖維、碳纖維等制備出了具有導(dǎo)電、抗皺、殺菌等作用的導(dǎo)電纖維(公開號：cn101182662）；2009年學(xué)校法人立命館；岡本株式會社通過將具有導(dǎo)電功能的纏繞紗線卷繞在有彈性紗線制成的芯紗線上，該紗線制成的衣服可以用于測量生物學(xué)信息（公開號：cn101728005a）；2013年浙江春江輕紡集團有限責(zé)任公司通過在把不銹鋼纖維和棉纖維捻合在一起制備出高導(dǎo)電的紗線，這種紗線在抗靜電服方面有著廣泛應(yīng)用(公開號：cn203096285u)；這些紗線雖然在技術(shù)上攻克了不銹鋼金屬纖維“接頭”容易刺傷皮膚的難題，但是金屬纖維相對于棉線、滌綸這些柔軟的紗線來說還是比較剛硬，此外，衣服在長期的折疊過程中難免會導(dǎo)致金屬絲的斷裂，從而對人體造成不必要的傷害，這些紗線若是用做導(dǎo)線也存在接觸上的問題。

目前，大量的科研人員通過在棉線、滌綸等紗線上沉積金屬納米材料、聚合物、碳納米管、石墨烯等，制備出較好導(dǎo)電性的紗線，而且這些紗線在洗衣液中洗滌之后仍保持較好的性能，除此之外這些紗線具有良好的摩擦、耐屈伸的性能。

但上述的導(dǎo)電紗線均通過簡單的浸泡和干燥，將導(dǎo)電材料或納米材料包裹在紗線上制成導(dǎo)線紗線，在生產(chǎn)使用過程中容易刮傷，掉落表層的導(dǎo)電材料或納米材料，影響導(dǎo)線性和延展性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明的目的是提供溶體式的，具有良好的導(dǎo)電性能和延展性能的一種延展性好的石墨烯導(dǎo)電紗線的制作方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種延展性好的石墨烯導(dǎo)電紗線的制作方法，包括以下步驟：

1）將濃度3-5mg/ml的石墨烯分散液與紗線的造線顆粒加入雙螺桿擠出機進行混溶得到混溶物，使石墨烯分散液在加熱的過程中，混溶均質(zhì)至混溶物中，其中，石墨烯分散液與造線顆粒的重量份數(shù)比為1:50；

2）通過雙螺桿擠出機進行混溶擠出紗線原料，紗線原料再通過拉紗機抽絲制作成導(dǎo)電紗線。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述1）步驟中還包括至少一次的石墨烯分散液再添步驟，所述石墨烯分散液再添步驟為在所述1）步驟所得的混溶物中再加入1份石墨烯分散液進行混溶，得到更高石墨烯含量的混溶物。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述紗線原料中石墨烯占總重量的0.1%~1%。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述造線顆粒為尼龍6塑料顆?；蚰猃?6塑料顆?；蚱渌圃旒喚€的造線顆粒。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述石墨烯分散液的濃度為1-10mg/ml，所述石墨烯分散液的石墨烯為20納米以下的石墨烯。石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，同時也是已知的世上電阻率最小的材料，常溫下，石墨烯的電子遷移率(2×105cm2·v-1·s-1)，比硅半導(dǎo)體高100倍。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述導(dǎo)電紗線經(jīng)過抽絲后還經(jīng)過鍍銀工序，增加導(dǎo)電紗線的抗菌性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明生產(chǎn)出來的導(dǎo)電紗線，具有良好的導(dǎo)電性、延展性及更強的韌性。導(dǎo)線紗線為溶體式導(dǎo)電紗線，與傳統(tǒng)技術(shù)中通過導(dǎo)電材料附著于線體表層的導(dǎo)電線不同，其在任何生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)刮傷或表層導(dǎo)電材料脫離等影響導(dǎo)電性能的現(xiàn)象，將石墨烯與紗線融為一體，除了提供的更好的延展性外還提供更強的導(dǎo)電性，適用范圍廣，可適用于智能服裝和智能紡織物等領(lǐng)域。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明：

實施案例1：

一種延展性好的石墨烯導(dǎo)電紗線的制作方法，包括以下步驟：

1）將1kg的濃度5mg/ml的石墨烯分散液與50kg尼龍66塑料顆粒加入雙螺桿擠出機進行混溶得到混溶物，使石墨烯分散液在加熱的過程中，混溶均質(zhì)至混溶物中；

在混溶的過程中，為增強導(dǎo)電紗線的導(dǎo)電性，通過石墨烯分散液再添步驟，在混溶物中再添1kg石墨烯分散液繼續(xù)進行混溶，得到含有2kg的濃度5mg/ml濃度石墨烯分散液的混溶物，即石墨烯在混溶物中占總的重量比為0.2%。（計算這個最后混溶后的重量百分比，因為是添加了兩次分散液，其總量應(yīng)該是2+50kg，那2kg里只有10g石墨烯，是按10g/50kg進行計算，還是10g/52kg進行計算，并不清楚分散液中除了石墨烯之外的液體會不會揮發(fā)掉。）

2）通過雙螺桿擠出機進行混溶擠出紗線原料，紗線原料再通過拉紗機抽絲制作成導(dǎo)電紗線。

3）所述導(dǎo)電紗線經(jīng)過抽絲后還經(jīng)過鍍銀工序，增加導(dǎo)電紗線的抗菌性。

在1）步驟中，所述雙螺桿擠出機石墨烯分散液與尼龍66塑料顆粒通過入料口加料，進行加熱混溶，攪拌均勻擠出形成原料，原料再通過拉紗機抽絲制作成所述導(dǎo)電紗線。

由于石墨烯分散液的濃度只有5mg/ml，可以通過多次石墨烯分散液再添步驟進行控制原料中石墨烯的含量，使得石墨烯在原料中的含量滿足生產(chǎn)需求。

所述石墨烯分散液由于自身稠度高，且與尼龍塑膠顆粒進行混溶，采用單螺桿擠出機進行攪拌會出現(xiàn)不均勻或攪不動現(xiàn)象，必須采用雙螺桿擠出機。

本實施例采用嚙合型同向雙螺桿擠出機，有常規(guī)螺紋元件、反向螺紋元件、捏合塊、齒形盤、s型元件、六棱柱元件；嚙合同向雙螺桿的螺槽為非封閉結(jié)構(gòu)，本身有利于物料流通混合，物料從加料口到一根螺桿后，在摩擦拖拽下，沿著這根螺桿的螺槽前進至下方窄間隙，受到一定壓縮后而另一根螺桿托起，并在料筒表面的摩擦拖曳下沿另一根螺槽向前輸送，當物料前進到上方窄間隙時，又重復(fù)此過程，只是在軸線方向上移動了一定距離，因此，物料是繞兩根螺桿是螺旋“∞”形流動。另外，在嚙合區(qū)物料將受到強力的局部剪切作用，再加上螺桿間和螺桿與機筒內(nèi)壁間存在的間隙所產(chǎn)生的漏流，使同向嚙合型雙螺桿產(chǎn)生很好的混合效果。另外，由于嚙合同向雙螺桿擠出機的兩根螺桿在嚙合區(qū)間隙處的速度方向相反，它使得在嚙合區(qū)間隙處有更優(yōu)的混合效果。在嚙合同向雙螺桿擠出機加工過程中，其一根螺桿相對于另一螺桿的運動是繞對方做平動，因此在其嚙合區(qū)內(nèi)任意處兩螺桿的相對速度都相同，故物料在嚙合區(qū)承受基本均勻恒定的剪切速率，使得產(chǎn)生的混合更趨均勻。

通過雙螺桿擠出機擠出的紗線原料，依傳統(tǒng)抽絲工藝制得導(dǎo)電紗線，該導(dǎo)電紗線再經(jīng)過常規(guī)的鍍銀工序增加其抗菌性。

本實施案例制得的導(dǎo)線紗線為溶體式導(dǎo)電紗線，與傳統(tǒng)技術(shù)中通過導(dǎo)電材料附著于線體表層的導(dǎo)電線不同，本實施案例的導(dǎo)電紗線在任何生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)刮傷或表層導(dǎo)電材料脫離等影響導(dǎo)電性能的現(xiàn)象，將石墨烯與紗線融為一體，除了提供的更好的延展性外還提供更強的導(dǎo)電性，適用范圍廣，可適用于智能服裝和智能紡織物等領(lǐng)域。

實施案例2：

在實施案例1中的基礎(chǔ)上，采用將1kg的濃度3mg/ml的石墨烯分散液與50kg尼龍66塑料顆粒加入雙螺桿擠出機進行混溶得到混溶物，使石墨烯分散液在加熱的過程中，混溶均質(zhì)至混溶物中；

在混溶的過程中，為增強導(dǎo)電紗線的導(dǎo)電性，通過石墨烯分散液再添步驟，在混溶物中再添1kg石墨烯分散液繼續(xù)進行混溶，重復(fù)石墨烯分散液再添步驟四次，得到含有5kg的濃度3mg/ml濃度石墨烯分散液的混溶物，即石墨烯在混溶物中占總的重量比為0.3%。

實施案例3：

在實施案例1中的基礎(chǔ)上，采用將1kg的濃度1mg/ml的石墨烯分散液與50kg尼龍66塑料顆粒加入雙螺桿擠出機進行混溶得到混溶物，使石墨烯分散液在加熱的過程中，混溶均質(zhì)至混溶物中；

在混溶的過程中，為增強導(dǎo)電紗線的導(dǎo)電性，通過石墨烯分散液再添步驟，在混溶物中再添1kg石墨烯分散液繼續(xù)進行混溶，重復(fù)石墨烯分散液再添步驟四次，得到含有5kg的濃度1mg/ml濃度石墨烯分散液的混溶物，即石墨烯在混溶物中占總的重量比為0.1%。

實施案例4：

在實施案例1中的基礎(chǔ)上，采用將1kg的濃度10mg/ml的石墨烯分散液與50kg尼龍66塑料顆粒加入雙螺桿擠出機進行混溶得到混溶物，使石墨烯分散液在加熱的過程中，混溶均質(zhì)至混溶物中；

在混溶的過程中，為增強導(dǎo)電紗線的導(dǎo)電性，通過石墨烯分散液再添步驟，在混溶物中再添1kg石墨烯分散液繼續(xù)進行混溶，重復(fù)石墨烯分散液再添步驟四次，得到含有5kg的濃度10mg/ml濃度石墨烯分散液的混溶物，即石墨烯在混溶物中占總的重量比為1%。

綜上所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員閱讀本發(fā)明文件后，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思無需創(chuàng)造性腦力勞動而作出其他各種相應(yīng)的變換方案，均屬于本發(fā)明所保護的范圍。