CN115286956A - 一种导电油墨、可拉伸导电织物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种可用于制备智能可穿戴服装，特别是用于智能可穿戴表演、体育竞技类服装，具有良好导电性的一种导电油墨、可拉伸导电织物及其应用。所述可拉伸导电织物为三层结构，底层为弹性面料、中间层为打底层、表层为导电涂层；所述打底层用于提供光滑且有拉伸性的导电涂层基面；所述导电油墨的主要组成为导电碳浆和水性聚氨酯分散体。该可拉伸导电织物具有良好导电性与拉伸弹性，制备工艺简单，可用于制备智能可穿戴服装，特别是用于智能可穿戴表演、体育竞技类服装。
Description
技术领域
本发明涉及纺织领域，具体涉及一种导电油墨、可拉伸导电织物及其应用。
背景技术
在纺织行业中电子纺织物已经在生物医学、体育竞技、军事和能源采集领域获得广泛应用。作为一种智能可穿戴技术的电子纺织物，通常直接将电子元件嵌入纺织物中。但已知的电子纺织物并非没有缺点。比如，可穿戴装置中的元器件经线缆和各种连接器相连，这些连接器可能会被卡住，或者干扰织物或服装的正常使用。而且，电子纺织物的各种元器件清洗困难。
目前针织、编织和刺绣导电线也已经被用来解决这些问题，但这种解决方案一般不具有可扩展性。此外，由于加入了导电线，这些纤维织物常出现粗糙以及多孔现象。
王宏志等发明的“一种可拉伸电热致变色纤维及其制备方法”(专利申请号CN201710743290.2)，包芯纱包括芯层和表层，芯层为聚氨酯纤维，表层为螺旋状聚乙烯纤维，以石墨烯为导电材料，通过溶液浸泡涂布于包芯纱上。但纤维本身掺入了石墨烯导电材料，生产工艺复杂、成本较高，布料也比较粗糙，影响人体的穿着舒适感。同时，该含有导电材料的纤维在制备服装，特别体育竞技类服装，由于会接触到汗水，在汗水较多的情况下，也可能会导致触电。
目前，导电金属涂层也已用于在纺织物上嵌上导电图案，但在不同的纺织物底物上得到连续的导电通道具有一定困难。同时，目前应用于可穿戴纺织基材上导电涂层在织物拉伸时，导电性能明显下降；在拉伸达到10-20％时，大部分导电涂层在拉伸后会发生断裂，丧失导电功能。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种可用于制备智能可穿戴服装，特别是用于智能可穿戴表演、体育竞技类服装，具有良好导电性的一种导电油墨、可拉伸导电织物及其应用。
本发明第一方面提供了一种导电油墨，所述导电油墨的主要组成为导电碳浆和水性聚氨酯分散体，所述导电碳浆与水性聚氨酯分散体的质量比为45-55:40-50。
区别于现有技术，本发明采用了导电碳浆作为导电材料，导电碳浆在水性聚氨酯分散体内的分散性良好，形成具有导电性能优异的水性导电涂层，同时具有良好的拉伸性。
作为本发明进一步的实施方式，所述导电油墨的pH值7-9,粘度(23±2℃)60000-90000mPa.S,不挥发物含量>30％。
本发明第二方面提供了一种可拉伸导电织物，所述可拉伸导电织物为三层结构，底层为弹性面料、中间层为打底层、表层为导电涂层；所述打底层用于提供光滑且有拉伸性的导电涂层基面；所述导电涂层采用本发明第一方面所述导电油墨。
区别于现有技术，本发明的可拉伸导电织物为三层结构，底层为弹性面料、中间层为打底层、表层为导电涂层。该可拉伸导电织物具有良好导电性与拉伸弹性，制备工艺简单，可用于制备智能可穿戴服装，特别是用于智能可穿戴表演、体育竞技类服装。
作为本发明进一步的实施方式，所述中间层厚度为60-80nm,所述导电涂层厚度为15-35nm。
作为本发明进一步的实施方式，所述导电涂层通过丝网印刷的方式覆盖于所述打底层的上方。
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层的主要组成包括水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸酯树脂。
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层的pH值为7-9,粘度(23±2℃)为70000-95000mPa.S,不挥发物含量>40％
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层与所述导电涂层都通过丝网印刷的方式依次覆盖于所述弹性面料上。
作为本发明进一步的实施方式，所述丝网印刷的网版目数为80-200目。
本发明第三方面提供了本发明第二方面所述的可拉伸导电织物在制备制备智能可穿戴服装方面的用途。
区别于现有技术，本发明的可拉伸导电织物在20％的拉伸水平，依然不会发生断裂，具有较好的导电性，适用于制备智能可穿戴服装，特别是用于智能可穿戴表演、体育竞技类服装的制备。例如在晚上进行舞蹈表演或体操表演的运动服可采用以上材料，可达到在黑暗中拉伸发光的效果。
上述发明内容相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式进行说明。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。
为详细说明本申请可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本申请中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本申请。
在本申请的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，表示：存在A，存在B，以及同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
在本申请中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
在没有更多限制的情况下，在本申请中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
与《审查指南》中的理解相同，在本申请中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本申请实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。
本发明第一方面提供了一种导电油墨，所述导电油墨的主要组成为导电碳浆和水性聚氨酯分散体，所述导电碳浆与水性聚氨酯分散体的质量比为45-55:40-50。
区别于现有技术，本发明采用了导电碳浆作为导电材料，导电碳浆在水性聚氨酯分散体内的分散性良好，形成具有导电性能优异的水性导电涂层，同时具有良好的拉伸性。
作为本发明进一步的实施方式，所述导电碳浆选用达凯公司的WBC-50。
作为本发明进一步的实施方式，所述导电油墨的pH值7-9,粘度(23±2℃)60000-90000mPa.S,不挥发物含量>30％。
本发明第二方面提供了一种可拉伸导电织物，所述可拉伸导电织物为三层结构，底层为弹性面料、中间层为打底层、表层为导电涂层；所述打底层用于提供光滑且有拉伸性的导电涂层基面；所述导电涂层采用本发明第一方面所述导电油墨。
区别于现有技术，本发明的可拉伸导电织物为三层结构，底层为弹性面料、中间层为打底层、表层为导电涂层。该可拉伸导电织物具有良好导电性与拉伸弹性，制备工艺简单，可用于制备智能可穿戴服装，特别是用于智能可穿戴表演、体育竞技类服装。
申请人在研发中发现：当导电涂层与面料直接接触后，由于纤维的分子结构具有缝隙、孔洞较大的特点，导电涂层会渗入面料纤维；导电涂层渗入后，影响其在面料表面形成连续、稳定的导体，进而影响其导电性。同时，由于其导电涂层与面料的组分性质上的差异，导致其伸缩能力的较大差异；因此拉伸或收缩复原过程中，导电涂层由于其本身拉伸、收缩能力较差，容易发生从面料上脱离或断裂的情况。
因此，申请人研发了具有良好拉伸弹性的导电油墨，通过增加导电油墨的拉伸性能，进而增加导电织物的拉伸性能。在此基础上，申请人在弹性面料与导电涂层之间设置了打底层，避免导电涂层直接与弹性面料进行接触，渗入弹性面料的纤维中。打底层可以填平面料表面的凹凸间隙及润湿消除面料上的气泡毛刺，为导电涂层提供一个光滑的打底面，使得导电涂层在其表面可形成连续、稳定的导体。同时打底层也具有拉伸性，可为弹性面料与导电涂层之间提供缓冲，避免拉伸力加速度过大，造成导电涂层中化学键的断裂，导电涂层发生不可逆的形变。
作为本发明进一步的实施方式，所述中间层厚度为60-80nm,所述导电涂层厚度为15-35nm。
中间层采用60-80nm厚度确保中间层与底层与表面层牢固连接，同时具有拉伸性，同时60-80nm的中间层也可以避免受底层表面粗糙度等情况的影响，为导电涂层提供光滑的打底面。导电涂层采用15-35nm厚度，可以保证导电涂层的导电性以及拉伸性。
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层的弹性拉伸系数大于或等于所述导电涂层的拉伸系数。这样，打底层可为导电涂层提供更有效的缓冲。
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层的主要组成还包括水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸酯树脂。打底层与导电油墨中均包括水性聚氨酯的成分，水性聚氨酯自身具有良好的交联性，有助于打底层与弹性面料、导电涂层的牢固黏连。
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层的pH值为7-9,粘度(23±2℃)为80000-95000mPa.S,不挥发物含量>40％。
作为本发明进一步的实施方式，所述导电涂层通过丝网印刷的方式覆盖于所述打底层的上方。
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层与所述导电涂层都通过丝网印刷的方式依次覆盖于所述弹性面料上。
作为本发明进一步的实施方式，所述丝网印刷的网版目数为80-200目。
作为本发明进一步的实施方式，所述打底层的网版孔径为80μm-100μm；所述导电涂层的网版孔径为20μm-40μm。
本发明第三方面提供了本发明第二方面所述的可拉伸导电织物在制备运动服装方面的用途。
区别于现有技术，本发明的可拉伸导电织物在20％的拉伸水平，依然不会发生断裂，具有较好的导电性，适用于制备智能可穿戴服装，特别是用于智能可穿戴表演、体育竞技类服装的制备。例如在晚上进行舞蹈表演或体操表演的运动服可采用以上材料，可达到在黑暗中拉伸发光的效果。本发明的可拉伸织物制备工艺简单，成本低，可根据客户提供的模板定制发光图案，满足小批量生产、个性化智能可穿戴服装需求。
在本实施方式中，所述导电油墨中还包括功能助剂；所述功能助剂包括pH调节剂、消泡剂、润湿分散剂、流平剂、增稠剂、保湿功能助剂和固化剂中的一种或多种。具体的，所述导电油墨包括以下质量百分比的组份：49.7％导电碳浆、45％水性聚氨酯分散体、0.1％pH调节剂、0.1％消泡剂、0.1％润湿分散剂、0.15％流平剂、0.15％增稠剂、2.7％保湿功能助剂和2％固化剂。
在本实施方式中，所用的导电碳浆采购自达凯公司，导电碳浆粒径<800nm；性质为：粘度#2杯>15秒；pH值7-9；表面电阻100-10000欧姆；导电物质含量>20％。
在本实施方式中，所述中间层厚度为60-80nm,所述导电涂层厚度为15-35nm。
在本实施方式中，弹性面料采用氨纶改性聚酯布料。本发明中弹性面料包括，但不限于：氨纶，氨纶改性聚酯面料，氨纶改性锦纶面料。
实施例1可拉伸导电织物
1、打底层浆料制备：
按照表1的配方，配制打底层的浆料：
表1实施例1打底层的组分及含量表
所得打底层浆料：pH值7-9、粘度(23±2℃)70000-90000mPa.S、不挥发物含量>40％
2、导电油墨配制：
按照表2的配方，制备导电油墨：
表2实施例1导电油墨的组分及含量表
所得导电油墨：pH值7-9、粘度(23±2℃)60000-90000mPa.S、不挥发物含量>30％.
3、可拉伸导电织物的制备
将打底层浆料采用丝网印刷(丝网孔径为80μm-100μm)的方式，覆盖于所述弹性面料的表面，形成打底层；将所述导电涂层采用丝网印刷(丝网孔径为20μm-40μm)的方式，覆盖于所述打底层的表面，形成导电涂层。
实施例1得到的可拉伸导电织物为三层结构，底层弹性面料厚度约450nm,中间打底层厚度约60-80nm,表面导电涂层厚度约15-35nm。
将实施例1中可拉伸导电织物进行拉伸导电性能测试：
采用电阻测量仪，在织物表面10mm距离电极间测量电阻，具体方法如下：
采用电阻测量仪为deli得力数显万用表，型号DL8490，首先连接表笔，红色表笔插入VΩ档，黑色表笔插在COM端，确认万用表正常工作。然后旋转万用表档位，测量电阻选用电阻档。在选择了适当倍率档后，将两表笔相碰使指针指在零位，如指针偏离零位，应调节“调零”旋钮，使指针归零，以保证测量结果准确。
再连接可拉伸导电织物上任意距离10mm的两点，表笔随便接，没有正负之分，确保接触良好。电极间距离10mm测量电阻，得到原电阻数值。
当测拉伸电阻时，标定原织物上距离10mm的2个标点；确保电极的一个测量点固定不动，在施加拉力的条件下拉伸至延伸20％。测量拉伸20％时标定原距离10mm标点间的电阻值，得到拉伸20％后的电阻数值。
试验结果如表3所示
表3：拉伸导电性能(拉伸20％)测试表
| 样品编号 | 实施例1 |
| 原电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 100500 |
| 拉伸20％后电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 146000 |
| 拉伸后电阻增加 | 45.3％ |
实施例2可拉伸导电织物
1、打底层浆料制备：
按照表4的配方，配制打底层的浆料：
表4实施例2打底层的组分及含量表
所得打底层浆料：pH值7-9、粘度(23±2℃)70000-90000mPa.S、不挥发物含量>40％
2、导电油墨配制：
按照表5的配方，制备导电油墨(同实施例1)：
表5实施例2导电油墨的组分及含量表
所得导电油墨：pH值7-9、粘度(23±2℃)60000-90000mPa.S、不挥发物含量>30％
3、可拉伸导电织物的制备
将打底层浆料采用丝网印刷(丝网孔径为80μm-100μm)的方式，覆盖于所述弹性面料的表面，形成打底层；将所述导电涂层采用丝网印刷(丝网孔径为20μm-40μm)的方式，覆盖于所述打底层的表面，形成导电涂层。
实施例2得到的可拉伸导电织物为三层结构，底层弹性面料厚度约450nm,中间打底层厚度约60-80nm,表面导电涂层厚度约15-35nm。
将实施例2中可拉伸导电织物进行拉伸导电性能测试：
试验方法如下：
试验结果如表6所示
表6：拉伸导电性能(拉伸20％)测试表
| 样品编号 | 实施例2 |
| 原电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 38000 |
| 拉伸20％后电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 62600 |
| 拉伸后电阻增加 | 64.9％ |
实施例2的导电油墨配方同实施例1，打底浆料中多聚物的配方不同。测试可拉伸导电织物中电阻及拉伸后电阻的增长都不同。证明打底层的配方对可拉伸导电织物中电阻及拉伸后电阻的增长有效大影响。
实施例3可拉伸导电织物
1、打底层浆料制备：
按照表7的配方，配制打底层的浆料：
表7实施例3打底层的组分及含量表(同实施例1)
所得打底层浆料：pH值7-9、粘度(23±2℃)70000-90000mPa.S、不挥发物含量>40％
2、导电油墨配制：
按照表8的配方，制备导电油墨：
表8实施例3导电油墨的组分及含量表
所得导电油墨：pH值7-9、粘度(23±2℃)60000-90000mPa.S、不挥发物含量>30％
3、可拉伸导电织物的制备
将打底层浆料采用丝网印刷(丝网孔径为80μm-100μm)的方式，覆盖于所述弹性面料的表面，形成打底层；将所述导电涂层采用丝网印刷(丝网孔径为20μm-40μm)的方式，覆盖于所述打底层的表面，形成导电涂层。
实施例3得到的可拉伸导电织物为三层结构，底层弹性面料厚度约450nm,中间打底层厚度约60-80nm,表面导电涂层厚度约15-35nm。
将实施例3中可拉伸导电织物进行拉伸导电性能测试：
采用电阻测量仪，在织物表面10mm距离电极间测量电阻，具体方法如下：采用电阻测量仪为deli得力数显万用表，型号DL8490，首先连接表笔，红色表笔插入VΩ档，黑色表笔插在COM端，确认万用表正常工作。然后旋转万用表档位，测量电阻选用电阻档。在选择了适当倍率档后，将两表笔相碰使指针指在零位，如指针偏离零位，应调节“调零”旋钮，使指针归零，以保证测量结果准确。
再连接可拉伸导电织物上任意距离10mm的两点，表笔随便接，没有正负之分，确保接触良好。电极间距离10mm测量电阻，得到原电阻数值。
当测拉伸电阻时，标定原织物上距离10mm的2个标点；确保电极的一个测量点固定不动，在施加拉力的条件下拉伸至延伸20％。测量拉伸20％时标定原距离10mm标点间的电阻值，得到拉伸20％后的电阻数值。
试验结果如表9所示：
表9：拉伸导电性能(拉伸20％)测试表
| 样品编号 | 实施例1 |
| 原电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 2160 |
| 拉伸20％后电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 2320 |
| 拉伸后电阻增加 | 7.4％ |
实施例3的底层浆料配方同实施例1，导电油墨中采用导电炭浆WBC-50代替导电碳浆WBC-60。测试可拉伸导电织物中电阻及拉伸后电阻的增长存在巨大差异。证明导电碳浆的选择对可拉伸导电织物中电阻及拉伸后电阻的增长有局定性影响。
实施例4：可拉伸导电织物
1、打底层浆料制备：
按照表10的配方，配制打底层的浆料：
表10实施例4打底层的组分及含量表
所得打底层浆料：pH值7-9、粘度(23±2℃)80000-95000mPa.S、不挥发物含量>40％。
3、导电油墨配制：
按照表11的配方，制备导电油墨：
表11实施例4导电油墨的组分及含量表(同实施例3)
所得导电油墨：pH值7-9、粘度(23±2℃)60000-90000mPa.S、不挥发物含量>30％
3、可拉伸导电织物的制备
将打底层浆料采用丝网印刷(丝网孔径为80μm-100μm)的方式，覆盖于所述弹性面料的表面，形成打底层；将所述导电涂层采用丝网印刷(丝网孔径为20μm-40μm)的方式，覆盖于所述打底层的表面，形成导电涂层。
实施例4得到的可拉伸导电织物为三层结构，底层弹性面料厚度约450nm,中间打底层厚度约60-80nm,表面导电涂层厚度约15-35nm。
将实施例4中可拉伸导电织物进行拉伸导电性能测试：采用电阻测量仪，在织物表面10mm距离电极间测量电阻，具体方法如下：
采用电阻测量仪为deli得力数显万用表，型号DL8490，首先连接表笔，红色表笔插入VΩ档，黑色表笔插在COM端，确认万用表正常工作。然后旋转万用表档位，测量电阻选用电阻档。在选择了适当倍率档后，将两表笔相碰使指针指在零位，如指针偏离零位，应调节“调零”旋钮，使指针归零，以保证测量结果准确。
再连接可拉伸导电织物上任意距离10mm的两点，表笔随便接，没有正负之分，确保接触良好。电极间距离10mm测量电阻，得到原电阻数值。
当测拉伸电阻时，标定原织物上距离10mm的2个标点；确保电极的一个测量点固定不动，在施加拉力的条件下拉伸至延伸20％。测量拉伸20％时标定原距离10mm标点间的电阻值，得到拉伸20％后的电阻数值。
试验结果如表12所示
表12：拉伸导电性能(拉伸20％)测试表
| 样品编号 | 实施例4 |
| 原电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 2380 |
| 拉伸20％后电阻(欧姆，尺寸1mmX10mm) | 2440 |
| 拉伸后电阻增加 | 2.5％ |
实施例4的导电油墨配方同实施例3，打底层浆料中采用水性聚氨酯分散体为主要成分。测试可拉伸导电织物中电阻及拉伸后电阻的增长略有不同。证明导电碳浆对可拉伸导电织物中电阻及拉伸后电阻的增长影响最大。
由实施例1-4可知，本技术方案制备的可拉伸导电织物在拉伸20％的情况下，均未发生断裂的情况，可以照常的导电。导电碳浆采用达凯公司的WBC-50电阻较小，优于达凯公司WBC-60。打底浆料主要成分采用水性聚氨酯分散体或水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸酯树脂混合物时，产生的电阻较低,且20％拉伸后电阻的增加不超过10％，最低可达到2.5％。
本发明的可拉伸导电织物在20％的拉伸水平，依然具有较好的导电性，适用于智能可穿戴服装，特别是运动服装的制备。例如在晚上进行舞蹈表演或体操表演的运动服可采用以上材料，可达到在黑暗中发光的效果，且演示者在进行拉伸、伸展活动时，导电图案的亮度不会发生很大变化。
最后需要说明的是，尽管在本申请的说明书文字中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本申请的专利保护范围。凡是基于本申请的实质理念，利用本申请说明书文字记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本申请的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种导电油墨，其特征在于，所述导电油墨的主要组成为导电碳浆和水性聚氨酯分散体，所述导电碳浆与水性聚氨酯分散体的质量比为45-55:40-50。
2.根据权利要求1所述的导电油墨，其特征在于，所述导电油墨的pH值7-9,粘度60000-90000mPa.S,不挥发物含量>30％。
3.一种可拉伸导电织物，其特征在于，所述可拉伸导电织物为三层结构，底层为弹性面料、中间层为打底层、表层为导电涂层；所述打底层用于提供光滑且有拉伸性的导电涂层基面；所述导电涂层采用权利要求1或2所述导电油墨。
4.根据权利要求3所述的可拉伸导电织物，所述中间层厚度为60-80nm,所述导电涂层厚度为15-35nm。
5.根据权利要求3所述的可拉伸导电织物，其特征在于，所述导电涂层通过丝网印刷的方式覆盖于所述打底层的上方。
6.根据权利要求3所述的可拉伸导电织物，其特征在于，所述打底层的主要组成包括水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸酯树脂。
7.根据权利要求6所述的可拉伸导电织物，其特征在于，所述打底层的pH值为7-9,粘度为70000-95000mPa.S,不挥发物含量>40％。
8.根据权利要求6所述的可拉伸导电织物，其特征在于，所述打底层与所述导电涂层都通过丝网印刷的方式依次覆盖于所述弹性面料上。
9.根据权利要求8所述的可拉伸导电织物，其特征在于，所述丝网印刷的网版目数为80-200目。
10.权利要求3-9任一所述的可拉伸导电织物在制备智能可穿戴服装方面的用途。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108250844A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-07-06 | 常州二维碳素科技股份有限公司 | 一种水性石墨烯高导电油墨的制备方法 |
| CN109514934A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-26 | 宁波石墨烯创新中心有限公司 | 一种发热织物 |
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| CN113637359A (zh) * | 2020-05-11 | 2021-11-12 | 臻鼎科技股份有限公司 | 具有拉伸性能的导电油墨和导电元件 |
| CN113717577A (zh) * | 2020-05-26 | 2021-11-30 | 新材料与产业技术北京研究院 | 水性导电油墨及其制备方法与柔性发热布及其制备方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108250844A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-07-06 | 常州二维碳素科技股份有限公司 | 一种水性石墨烯高导电油墨的制备方法 |
| CN110054937A (zh) * | 2018-01-19 | 2019-07-26 | 上海宝银电子材料有限公司 | 一种耐拉伸水性导电油墨及其制备方法 |
| CN109762401A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-17 | 韩雪 | 一种织物用石墨烯水性导电油墨及石墨烯导电织物 |
| CN109514934A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-26 | 宁波石墨烯创新中心有限公司 | 一种发热织物 |
| CN113637359A (zh) * | 2020-05-11 | 2021-11-12 | 臻鼎科技股份有限公司 | 具有拉伸性能的导电油墨和导电元件 |
| CN113717577A (zh) * | 2020-05-26 | 2021-11-30 | 新材料与产业技术北京研究院 | 水性导电油墨及其制备方法与柔性发热布及其制备方法 |
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