CN102560712B - 一种高导热复合纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高导热复合纤维及其制造方法，属于纤维制品领域。该高导热复合纤维由纤维本体，以及混合在纤维本体中的条形高导热膜片组成。所述的高导热膜片，为高导热石墨膜片或石墨烯膜片。该复合纤维的制备方法是：制作条形的高导热膜片；将熔化的液态纤维基材和高导热膜片混合；对纤维基材进行拉丝处理，凝固后形成复合纤维。该复合纤维的另一制备方法是：制作条形的高导热膜片；将条形的高导热膜片和纤维基材，进行贴近操作或相互缠绕；提高环境温度，使得纤维基材熔化，待凝固后和条形的高导热膜片混合，形成复合纤维。利用本发明，能够实现一种具有高散热性能的复合纤维。

Description

一种高导热复合纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及导热纤维领域。
背景技术
随着新型纤维材料的不断发展，其用途也发生了革命性的变化。由于新纤维的不断创新问世，已走出了纺织衣物的范围，它们的用途更为广泛。它们可以和水泥、树脂、塑料、金属、陶瓷等混合在一起而成为复合材料，用于航空、太空、机械、建筑、交通、农药、医疗等上，这些对于国计民生、国防建设具有非常深远的影响。
碳纤维就是目前研究较热的一种新型纤维材料，它具有轴向高强度、高弹性模量，以及高的导热系数、低的热膨胀系数、较小的密度等一系列优良的综合性能。高导热碳纤维的主要不足之处在于：较难获得，价格非常昂贵。
因此，目前迫切需要本领域技术人员解决的问题是，研发出新型的高导热纤维材料，以满足市场的需求。
发明内容
本发明提供一种高导热复合纤维，以及配套的制造方法，利用本发明，能够实现一种具有高散热性能的复合纤维。
本发明采用的技术方案是：
一种高导热复合纤维，该复合纤维由纤维本体，以及混合在纤维本体中的条形高导热膜片组成。
优选的，所述的高导热膜片，为高导热石墨膜和石墨烯膜两者至少其一。
优选的，所述的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-5mm，高导热膜片的长度范围为0.5-500mm。
为了降低复合纤维的成本，高导热膜片也可采用更小的尺寸范围，即条形高导热膜片的宽度范围是0.001-0.01mm，高导热膜片的长度范围为0.5-5mm。
优选的，所述的纤维本体，是化学纤维或天然纤维材料，截面形态为普通圆形、中空和异形纤维以及环状或皮芯纤维等。
优选的，所述的高导热复合纤维中，高导热膜片占总纤维的质量比为0.1％-30％；为了减低复合纤维的成本，也可适当降低高导热膜片的比例，高导热膜片占总纤维的质量比为0.01％-10％。
本发明还提供一种高导热复合纤维的制造方法，该方法包括以下步骤，
步骤1，制作条形的高导热膜片；
步骤2，将熔化的液态纤维基材和高导热膜片混合；
步骤3，对纤维基材进行拉丝处理，凝固后形成复合纤维。
所述的熔化液态纤维基材，可以通过将纤维基材在隔氧状态下缓慢升温，使其逐步熔化。
所述的拉丝处理，是指在纤维基材凝固前，对混有高导热膜片的纤维基材进行拉长处理，然后进行冷却凝固。
本发明还提供一种高导热复合纤维的制造方法，可采用以下制备方法，
步骤1，制作条形的高导热膜片；
步骤2，将条形的高导热膜片和纤维基材，进行贴近操作或相互缠绕；
步骤3，提高环境温度，使得纤维基材熔化，待凝固后和条形的高导热膜片混合，形成复合纤维。
优选的，所述的和条形的高导热膜片进行贴近操作或相互缠绕的纤维基材，包括有1-10股纤维丝。
优选的，所述的条形高导热膜片由高导热石墨膜片或石墨烯膜片制备成条形状，制备的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-5mm，高导热膜片的长度范围为0.5-500mm。
附图说明
图1是本发明实施例所示的高导热复合纤维的示意图。
图2是本发明实施例所述的高导热复合纤维的制备方法流程图。
图3是本发明另一实施例所述的高导热复合纤维的制备方法流程图。
具体实施方式
本发明提供的一种高导热复合纤维，由纤维本体，以及混合在纤维本体中的条形高导热膜片组成。其中，条形高导热膜片，由高导热石墨膜或石墨烯膜制得，制得的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-5mm，高导热膜片的长度范围为0.5-500mm。
为了降低制备复合纤维的成本，作为一种改进的方案，高导热膜片也可采用更小的尺寸范围，即制备的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-0.01mm，高导热膜片的长度范围为0.5-5mm。
高导热复合纤维中使用的纤维本体，是化学纤维或天然纤维材料，是天然或人工合成的细丝状物质。例如，棉、麻、竹等植物纤维和黏胶纤维，其主要成分是纤维素；又如羊毛、蚕丝，其主要成分是蛋白质；对于人工合成的纤维，如尼龙、涤纶等。纤维本体的截面形态为普通圆形、中空和异形纤维以及环状或皮芯纤维等。
优选的，所述的高导热复合纤维中，高导热膜片占总纤维的质量比为0.1％-30％；为了减低复合纤维的成本，也可适当降低高导热膜片的比例，高导热膜片占总纤维的质量比为0.01％-10％。
如图1所示，图中的100是制备的高导热复合纤维的示意图，高导热膜片110被包裹在纤维本体120中，图中的高导热复合纤维100为弯曲状，表示该复合纤维具备柔性。
实施例1
结合前面所描述的高导热复合纤维产品，下面对制备该复合纤维的方法作详细描述，该方法包括以下步骤：
步骤1，制作条形的高导热膜片；
步骤2，将熔化的液态纤维基材和高导热膜片混合；
步骤3，对纤维基材进行拉丝处理，凝固后形成复合纤维。
步骤1中所述的高导热膜片由高导热石墨膜或石墨烯膜制备，将石墨膜或石墨烯膜切割成条形状，制备的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-5mm，高导热膜片的长度范围为0.5-500mm。
步骤2中，熔化液态纤维基材，可以通过将纤维基材在隔氧状态下缓慢升温，使其逐步熔化。然后将熔化状态的液态纤维基材和步骤1中制备的条形高导热膜片进行均匀混合。
步骤3中，将液态纤维基材和高导热膜片混合后，在纤维基材凝固之前，对混有高导热膜片的纤维基材进行拉长处理，并使高导热膜片包裹于液态纤维基材中，然后冷却凝固，形成复合纤维。
实施例2
本发明所述的高导热复合纤维，还可以通过另外一种方法进行制备，其具体步骤如下：
步骤1，制作条形的高导热膜片；
步骤2，将条形的高导热膜片和纤维基材，进行贴近操作或相互缠绕；
步骤3，提高环境温度，使得纤维基材熔化，待凝固后和条形的高导热膜片混合，形成复合纤维。
该制备方法中的步骤1和前面所述方法中的步骤1，其制作过程是一样。
步骤2中，将制备的条形高导热膜片和纤维基材贴在一起，或这将条形高导热膜片和纤维基材相互缠绕，其中纤维基材由1-10股纤维丝组成。
步骤3中，将贴近或缠绕在一起的高导热膜片和纤维基材，在隔氧状态下进行升高温度，使纤维基材逐渐熔化，熔化后的纤维基材包裹住高导热膜片，然后冷却凝固，形成复合纤维。
以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种高导热复合纤维，其特征在于：该复合纤维由纤维本体，以及混合在纤维本体中的条形高导热膜片组成。
2.根据权利要求1所述的一种高导热复合纤维，其特征在于：所述的高导热膜片，为高导热石墨膜和石墨烯膜两者至少其一。
3.根据权利要求1所述的一种高导热复合纤维，其特征在于：所述的纤维本体，是化学纤维和天然纤维两者至少其一。
4.根据权利要求1所述的一种高导热复合纤维，其特征在于：所述的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-5mm，高导热膜片的长度范围为0.5-500mm。
5.根据权利要求4所述的一种高导热复合纤维，其特征在于：所述的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-0.01mm，高导热膜片的长度范围为0.5-5mm。
6.根据权利要求1所述的一种高导热复合纤维，其特征在于：所述的高导热复合纤维中，高导热膜片占总纤维的质量比为0.01%-30%。
7.根据权利要求6所述的一种高导热复合纤维，其特征在于：所述的高导热复合纤维中，高导热膜片占总纤维的质量比为0.01%-10%。
8.一种高导热复合纤维的制备方法，其特征在于该方法包括：
步骤1，制作条形的高导热膜片；
步骤2，将熔化的液态纤维基材和高导热膜片混合；
步骤3，对纤维基材进行拉丝处理，凝固后形成复合纤维。
9.一种高导热复合纤维的制备方法，其特征在于该方法包括：
步骤1，制作条形的高导热膜片；
步骤2，将条形的高导热膜片和纤维基材，进行贴近操作或相互缠绕；
步骤3，提高环境温度，使得纤维基材熔化，待凝固后和条形的高导热膜片混合，形成复合纤维。
10.根据权利要求9所述的高导热复合纤维的制备方法，其特征在于：和条形的高导热膜片进行贴近操作或相互缠绕的纤维基材，包括有1-10股纤维丝。
11.根据权利要求8或9所述的高导热复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的高导热膜片，为高导热石墨膜和石墨烯膜两者至少其一。
12.根据权利要求8或9所述的高导热复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的条形高导热膜片的宽度范围是0.001-5mm，高导热膜片的长度范围为0.5-500mm。
13.根据权利要求8或9所述的一种高导热复合纤维的制备方法，其特征在于：所述的高导热复合纤维中，高导热膜片占总纤维的质量比为0.01%-30%。
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