[发明专利]一种具有电热性能的可拉伸锦纶及其制备方法和应用

说明书

本发明属于聚合物复合功能材料技术领域，具体涉及一种具有电热性能的可拉伸锦纶及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：1)将锦纶在苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物的溶液中浸泡5‑10分钟，取出后在60‑65℃干燥1‑2h，除去溶剂；2)将步骤1)得到的锦纶再在铁盐的乙醇溶液中浸泡10‑20分钟，取出，负载上催化剂铁；3)将步骤2)得到的锦纶置于含有5‑10mL吡咯的密闭容器中，在60‑70℃反应4‑8h，进行连续气相聚合，反应完后取出洗涤干燥，得到具有电热性能的可拉伸锦纶。本发明得到的锦纶具有可拉伸性、导电性与电加热性，在电加热可拉伸织布领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于聚合物复合功能材料技术领域，具体涉及一种具有电热性能的可拉伸锦纶及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们生活水平的提升，传统衣物由最初的保暖，时尚需求，朝着功能衣物的方向不断发展。各种新型的功能被集成到衣物上，如传感，发光，储能或加热等。其中，可加热衣物在防寒保温，医疗保健等方面有着良好的应用潜力，促进可穿戴加热器件的发展。作为功能衣物的可穿戴可加热器件需要具有柔性可拉伸的性质，目前可拉伸要么将金属材料制成波纹状复合到衣物中，但制备复杂而且成本较高；要么将导电纳米材料与弹性基体复合而得到，但弹性基体多为绝缘材料，导电纳米材料与之复合会降低导电率。因此，迫切需要研发出具有较高导电性，可拉伸性以及优良加热性能的织物。

中国发明专利CN109972388A报道了一种快速电加热石墨烯织物的制备方法，采用石墨烯纤维和银纳米线、金纳米线或铜纳米线替代传统的加热电阻丝，使得加热更加均匀，电阻小，能耗低，并且石墨烯具有更优的柔韧性使得织物的整合性和舒适性得到提升。也有报道先制备石墨烯与聚吡咯的复合材料，然后采用流延法将其涂布在棉织物上，制备石墨烯/聚吡咯电加热织物(合成纤维，2021，50，29)。中国发明专利CN107805865A报道了一种基于碳纳米管纤维的电加热织物，先用浮动催化化学气相沉积法制备碳纳米管纤维，再将多根碳纳米管纤维并束加捻得到多级结构纤维，最后将多级构碳纳米管纤维与普通纺织纤维以及少量金属纤维混纺，得到电加热织物。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种具有电热性能的可拉伸锦纶及其制备方法和应用。本发明公开的改性锦纶的制备方法简单，不需要复杂设备，改性锦纶具有可拉伸性、导电性与电加热性，在电加热可拉伸织布领域有良好的应用前景。

本发明所提供的技术方案如下：

一种具有电热性能的可拉伸锦纶的制备方法，包括以下步骤：

1)将锦纶在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的溶液中浸泡5-10分钟，取出后在60-65℃干燥1-2h，除去溶剂；

2)将步骤1)得到的锦纶再在铁盐的乙醇溶液中浸泡10-20分钟，取出，负载上催化剂铁；

3)将步骤2)得到的锦纶置于含有5-10mL吡咯的密闭容器中，在60-70℃反应4-8h，进行连续气相聚合，反应完后取出洗涤干燥，得到具有电热性能的可拉伸锦纶。

上述技术方案中：

步骤1)中，在锦纶表面涂敷苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，增加了锦纶的可拉伸性；

步骤2)中，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物可吸附铁盐催化剂，有利于聚吡咯在锦纶上有效聚合分布；

步骤3)中，聚吡咯的气相合成避免了后期的溶液后处理；得到的聚吡咯既有导电性，又能在通电时将电能转换为热能，使得锦纶具有导电性与电加热性。

具体的，步骤1)中：所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的溶液中，溶剂为环己烷、二氯乙烷、醋酸乙酯或甲苯中的任意一种或多种的混合，溶液的浓度为1-2wt％。

具体的，步骤2)中：所述铁盐为碱式醋酸铁、对甲苯磺酸铁或氯化铁中的任意一种或多种的混合，铁盐的乙醇溶液的浓度为2-5wt％。