[发明专利]石墨烯导电布、制备方法及其用途

说明书

本发明公开了一种石墨烯导电布、其制备方法及其用途，涉及石墨烯复合材料技术领域。该石墨烯导电布由石墨烯片层和纤维基体复合而成，石墨烯片层嵌入纤维基体中，形成连续石墨烯导电网络。该石墨烯导电布的制备方法是将布料溶胀后浸入石墨烯浆料中充分混合，取出干燥后得到石墨烯导电布；或，将纤维溶胀后浸入石墨烯浆料中充分混合，取出干燥后得到石墨烯导电纤维，再将石墨烯导电纤维经过编织或混纺，得到石墨烯导电布。本发明解决了传统导电布导电均匀性差，导电层与基体结合性差的技术问题。通过本发明方法得到的石墨烯导电布石墨烯能牢固嵌入纤维基体中，大大提高了导电材料与基体的结合性，摩擦、搓揉、弯折后不影响其导电性能。

技术领域

本发明涉及石墨烯复合材料技术领域，具体而言，涉及一种石墨烯导电布、制备方法及其用途。

背景技术

导电布指具有导电性的布料，通常是通过导电纤维与普通纤维混纺，或在尼龙或聚酯纤维织物表面沉积导电层得到。导电布兼具了导电纤维或导电层较为优秀的导电性以及织物极好的柔韧性，在柔性电热材料、柔性电磁屏蔽材料、柔性吸波材料等方面均得到了广泛的应用。但目前导电布的结构依旧存在一些明显的缺点：对于导电纤维与普通纤维混纺得到的导电布，其导电网络并不能完全搭接，电阻均匀一性不佳；而对于织物表面覆盖导电层制备得到的导电布，其表面的导电层与织物纤维表面的结构连接并不十分牢固，摩擦、揉搓、弯折等机械过程均可能导致导电层剥落，影响导电布的导电特性。

对于导电布的制备方法，目前主要有以下几种：

1、将银、铜、钢等金属纤维或碳纤维与其他织物纤维混纺，织成具有一定导电性的布料；

2、采用化学镀的方法(又称湿法)，通过水溶液的电化学反应，将金属或碳通过电镀的方式沉积在布料表面，形成导电层达到导电的效果；

3、使用真空磁控溅射的方法先在织物上镀上金属层，而后再使用电镀的手段增加金属层的厚度，改善其导电性。

根据上述三种方法可知，目前常见的导电布主要有如下两种结构：1、 导电纤维与普通织物纤维的复合混纺结构，导电纤维实现导电功能；2、普通织物纤维编织形成导电布骨架，导电层附着于织物纤维骨架表面，形成连续导电层，实现导电功能。

第一种混纺工艺制备的导电布电阻均匀性差，导电纤维在导电布中不能充分搭接形成连续的导电网络，并且需要通过特殊措施进行纺织加工，无法直接在传统纺织设备上直接进行。第二种通过在布料表面电镀、磁控溅射或涂覆导电层制得的导电布的缺点在于导电布中金属层或碳层在织物表面的附着性、结合性较差，易于剥落。通过真空磁控溅射虽然可以提高导电层的附着性，但制备成本会随之大大增加。这些缺点限制了导电布的应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种石墨烯导电布，该石墨烯导电布结构上以石墨烯作为导电材料，导电结构石墨烯片层嵌入到纤维基体中，以形成连续导电网络，这种结构的附着力佳，耐磨性好，即使揉搓也不会影响其导电特性。

本发明的目的之二在于提供一种所述石墨烯导电布的制备方法，包括两种方式：方式之一为以布料为原料，通过石墨烯液相法改性处理，得到石墨烯导电布；方式之二为以天然或合成纤维为原料，通过石墨烯液相法改性处理，先得到石墨烯导电纤维，再经过编织或混纺，得到石墨烯导电布。石墨烯导电布的制备方法简单高效、可大量制备，可控性好。

本发明的目的之三在于提供一种所述石墨烯导电布在抗静电材料、电热材料或电磁屏蔽材料中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种石墨烯导电布，该石墨烯导电布由石墨烯片层和纤维基体复合而 成，所述石墨烯片层嵌入所述纤维基体中，在纤维基体中形成连续的石墨烯导电网络。