[实用新型]一种包含液态金属的纺织材料

说明书

本实用新型提供一种包含液态金属的纺织材料，将液态金属与纺织材料相结合，通过设置绝缘层与保护层构成多层复合结构，其中液态金属层厚度达到百微米量级，甚至可以小于100um，从而可以提高织物的可穿戴性与舒适性，并且当织物受到外力作用时可大幅降低其所遭受的影响，有利于提高其性能稳定性。本实用新型采用逐层制备的方法得到包含液态金属的纺织材料，尤其是当采用模具制备液态金属层，可获得厚度超薄的液态金属层，具有制备简单，成品率高等优点，在功能服装、智能服装等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及纺织材料与柔性电子材料技术领域，尤其是涉及一种包含液态金属的纺织材料。

背景技术

随着柔性电子学及可穿戴设备的发展，弹性导体因具有优异的可拉伸性及舒适性而越来越受到人们的关注。液态金属材料是一种在室温下为液态的导电材料，具有金属导电性和流动性，因此在柔性电子器件中有良好的应用价值，例如液态金属可用柔性电极、柔性传感器等。

近来，有报道将液态金属应用于纺织服装领域，以实现功能服装、智能服装等。但是，如何将液态金属与纺织材料形结合，制备得到穿戴安全、舒适，性能稳定，并且制备成功率高的纺织材料对于本领域技术人员而言却是技术难题。

CN206024138U公布了一种液态金属布料，包括第一纺织层、第二纺织层、绝缘层、液态金属和控制模块，其中绝缘层具有中空封闭空间，液态金属充满绝缘层的中空封闭空间。该专利文献公开了由两个导热绝缘膜对合形成囊状绝缘层，液态金属被封装在囊状绝缘层的方法是：首先，将聚二甲基硅氧烷(PDMS) 与硅胶固化剂以10:1的质量比混合均匀，随后将混合液均匀涂抹在玻璃表面，置于75℃的加热箱中加热一小时，将塑料或金属掩膜板置于PDMS混合液上，当PDMS混合液凝固后将其取出，此时表面会出现凹槽，形成下层绝缘膜；随后，将掩膜板取下，使用液态金属喷枪将液态金属均匀喷涂在下层绝缘膜上，液态金属会沿着下层绝缘膜的凹槽均匀铺开，即可制得液态金属层；在液态金属相应位置放置控制模块，将PDMS混合液均匀涂抹在喷涂液态金属的下层绝缘膜上，然后将其放置在75℃的加热箱中加热一小时，PDMS凝固后形成上层绝缘膜，完成对液态金属层及控制模块封装在两层绝缘膜之间。

上述专利文献公开的液态金属布料存在如下问题：

(1)上述专利文献仅公开了第一纺织层与第二纺织层用于包裹绝缘层，以及封装液态金属的囊状绝缘层的制备方法，但是没有公开具有中空封闭空间的绝缘层如何与第一纺织层与第二纺织层相结合。

(2)在封装液态金属的囊状绝缘层制备过程中，将塑料或金属掩膜板置于 PDMS混合液上，当PDMS混合液凝固后将其取出而得到用于盛放液态金属的凹槽。但是，在实际操作中，这种方法存在如下问题：

(a)PDMS混合液凝固后塑料或金属掩膜难以从凝固体中取出，造成凹槽难以得到，或者得到的凹槽形状与所期望的凹槽形状存在差别；

(b)为了提高塑料或金属掩膜板从凝固体中取出的可操作性，掩膜板的三维尺寸不能太小，因此利用该方法得到的凹槽的三维尺寸较大，尤其是其厚度与宽度较大，至少在500μm以上。但是，在实际应用中，液态金属在织物中的厚度较小为宜，一方面可提高织物的可穿戴性与舒适性；另一方面，当液态金属厚度越小，当织物在实际应用中受到折叠、揉搓、挤压等外力作用时液态金属遭受的影响越小，从而越有利于提高其性能稳定性。

(3)该方法的可操作性较差，在实际应用中制备成功率较低。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种包含液态金属的纺织材料，其中液态金属厚度超薄。

本实用新型提供的技术方案是：一种包含液态金属的纺织材料，包括纺织材料层、绝缘层、液态金属层与保护层；绝缘层位于纺织材料层表面，液态金属位于绝缘层表面，保护层覆盖着液态金属层，用于保护液态金属层；所述液态金属层厚度达到小于500um，优选小于100um，甚至可以小于10um。