[发明专利]一种压阻纱线制备方法及其制备的压阻纱线

说明书

本发明公开了一种压阻纱线的制备方法，其包括：将导电填料与20～60wt％聚氨酯水分散液混合，超声10～120min，加入固化剂，以300～3000r/min搅拌，加入增稠剂，得到压阻涂层涂敷液；将压阻涂层涂敷液倒入储液槽，将纱线基材穿过所述储液槽，所述纱线基材表面涂敷有湿涂层；将所述涂敷有湿涂层的纱线基材置于100～150℃表干5～60s，以0.5～30m/min的速度卷绕，加热至50～80℃干燥0.5～5h，得到压阻纱线；所述储液槽上下出口的圆形针管为0.1～5mm；所述湿涂层的厚度为0.01～0.5mm；所述压阻涂层涂敷液的黏度为500‑5000cps；所述压阻纱线的表观阻值为200‑20000Ω。本发明的制备方法在水性体系中操作，工艺简单使用材料环保无污染，有利于低成本大规模制备，且得到的压阻纱线柔韧性好、压阻灵敏度高、耐洗水及耐酒精。

技术领域

本发明涉及功能纱线涂层的制备领域，具体涉及一种压阻纱线制备方法及其制备的压阻纱线。

背景技术

电阻式触觉传感器是利用传感单元中压阻材料电阻值的变化来响应施加力的位置和大小，压阻材料受到应力作用时，引起能带的变化从而导致电阻值变化。

在智能可穿戴领域，电阻式触觉传感器所使用的压阻材料可以为涂敷了压阻涂层的尼龙、聚酯和聚丙烯腈等材质的纱线。压阻涂层由微纳米级导电颗粒或粉体分散于高分子树脂体系中制成，在制备过程中，导电涂层中使用的载体树脂多为单组份或双组分的丙烯酸酯树脂以及有机硅树脂等，压阻涂层所使用的导电颗粒或粉体含量较高，因此涂敷了压阻涂层的纱线存在耐酒精及耐洗水性能不佳的问题。在制备过程中，若载体树脂使用有机硅树脂，有机硅树脂的配方具有柔软亲肤的优点，但存在配方体系粘度高、导电颗粒或粉体难以分散均匀、气泡多及需要长时间高温固化的问题；在制备过程中，使用丙烯酸酯树脂时，固化或干燥后的压阻涂层存在硬度较高、亲肤性差、贴合性差和压阻灵敏度差的问题。

发明内容

基于此，为了解决以上问题之一，本发明第一方面提供了一种压阻纱线制备方法，具体技术方案如下：

一种压阻纱线的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将导电填料与20～60wt％聚氨酯水分散液混合，然后超声处理10～120min，加入固化剂，以300～3000r/min的转速搅拌30min-2h，再加入增稠剂，得到压阻涂层涂敷液；

将所述压阻涂层涂敷液倒入储液槽，将纱线基材穿过所述储液槽，得到表面涂敷有湿涂层的纱线基材；

将表面涂敷有湿涂层的纱线基材置于100～150℃的温度条件下，表干5～60s，然后以0.5～30m/min的速度将表面涂敷有湿涂层的纱线基材进行卷绕处理，再置于50～80℃的温度条件下，干燥0.5～5h，得到压阻纱线；

所述储液槽上下出口的圆形针管为0.1～5mm；

所述湿涂层的厚度为0.01～0.5mm；

所述压阻涂层涂敷液的黏度为500-5000cps；

所述压阻纱线的表观阻值为200-20000Ω。

进一步地，所述固化剂为二(丙二醇)烯丙基醚丙烯酸酯、乙二醇二环戊烯基醚丙烯酸酯、二(丙二醇)烯丙基醚甲基丙烯酸脂和乙二醇二环戊烯基醚甲基丙烯酸酯中的一种或多种；

进一步地，以聚氨酯水分散液总质量计，所述固化剂的质量为0.3～5wt％。

进一步地，所述增稠剂为羧甲基纤维素、瓜尔胶和疏水改性聚氨酯中的一种或多种；

进一步地，以聚氨酯水分散液总质量计，所述增稠剂的质量为0.1～3wt％。

进一步地，所述导电填料为导电炭黑、石墨、导电金属粉末、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。