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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发热体,具体涉及一种柔性面状发热体的制备方法。
技术介绍
1、柔性面状碳材料发热体具有加热效率高、能耗低等优势,已经被应用在各行各业中。随着科技的进步和生活水平的提高,人们对加热产品的安全性、舒适度要求也越来越高,柔性面状发热体的应用越来越广泛,例如加热座椅、座垫、电热毯、瑜伽垫等。这些柔性面状发热体使用时需要贴合人体直接供暖,对柔软性以及发热均匀性要求较高。
2、现有柔性面状碳材料发热体多是在现有导热碳膜上设置电极,然后将导热碳膜和电极一起封装。现有导热碳膜包括基材和形成在基材上的碳膜,在后期封装过程中,基材不能被去除,基材的存在对后续发热体的发热没有益处,反而会在一定程度上影响面状发热体的柔性以及发热效果。对于表面不平整的皮革、织物基材(柔性面状发热体常用的基材),直接在其上形成碳膜时很难保证成膜的均匀性,因此还需要先在其上设置一层表面足够平整的薄膜层,然后在该薄膜上形成碳膜,在后续的步骤中,该薄膜也不会被去除,而随碳膜和电极一起被封装,该薄膜层的存在也在一定程度上会影响面状发热体的柔性,同时还可能会影响使用寿命,层次越多,越易出现分层现象。此外,复杂的结构同时也是成本较高的原因之一。因此,对于柔性面状发热体,希望在更简洁的结构下获得更均匀的发热效果、更好的柔性以及更长的使用寿命,而更简洁的结构还可以降低生产成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种柔性面状发热体的制备方法,通过该制备方法制备的柔性面状发热体结构简洁,发热均匀性好,柔性好,成
2、为达到上述目的,本专利技术采用的技术方案是:
3、一种柔性面状发热体的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
4、(1)在金属箔的一侧表面上覆设导电碳膜;
5、(2)在所述导电碳膜的表面上覆设第一封装层;
6、(3)通过蚀刻工艺将所述金属箔制成图案化电极;
7、(4)在所述图案化电极表面覆设第二封装层,使第一封装层和第二封装层结合形成封装体,所述封装体将所述导电碳膜和所述图案化电极除了极耳的部分封装;
8、(5)通过所述极耳连接外接线束。
9、本专利技术中,所述导电碳膜是指主要以sp2杂化的碳为导电材料的导电薄膜。
10、优选地,形成所述导电碳膜的导电材料为石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种的混合物。
11、根据一些具有实施方式,所述步骤(1)具体为:将导电材料通过化学气相沉积工艺形成覆盖在所述金属箔的一侧表面上的导电薄膜,所述导电薄膜即为所述导电碳膜。
12、根据另一些具有实施方式,将导电材料与助剂通过熔融共混或分散共混后涂布在所述金属箔的一侧表面上,经干燥形成导电薄膜,所述导电薄膜即为所述导电碳膜。
13、根据再一些具有实施方式,将导电材料与纤维打散后通过造纸工艺形成覆盖在所述金属箔的一侧表面上的导电薄膜,所述导电薄膜即为所述导电碳膜。纤维本身具备粘附能力,其与导电材料混合后成膜并粘附在金属箔上。
14、优选地,所述步骤(2)和步骤(4)中,所述第一封装层和第二封装层的材质分别独立地为具备绝缘能力的柔性皮革材料或织物材料,所述第一封装层和所述第二封装层通过胶黏剂与所述导电碳膜及所述图案化电极粘结和/或通过胶黏剂相互粘结形成所述封装体。
15、导电碳膜和图案化电极组成发热芯体,第一封装层和第二封装层通过胶黏剂与发热芯体粘结,同时第一封装体和第二封装体之间用过胶黏剂粘结形成将发热芯体除了极耳的部分封装在内的封装体。
16、对所述胶黏剂的种类没有特别的限定,可以是本领域现有的热塑性粘结材料、热固性粘结材料或压敏性粘结材料。
17、具体地,所述胶黏剂为熔点在60~300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物;或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、天然橡胶类树脂或合成橡胶类树脂;或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶。
18、进一步优选地,所述第一封装层和所述第二封装层分别独立地为预设或未设保护层的混纺或未混纺的柔性棉布、化纤布、麻布、毛纺布、丝布,或柔性真皮革、pvc皮革、pu皮革,所述第一封装层和所述第二封装层相同或不同。
19、所述保护层优选为塑料保护膜,例如低粘pet保护膜。保护层在可柔性面状发热体制备、储存或运输的过程中保护产品,第一封装层上的保护层还可防止蚀刻过程中对第一封装层造成污染和破坏。保护膜可在柔性面状发热体使用前由使用者自行决定是否去除。
20、优选地,所述步骤(3)具体为:在所述金属箔的另一侧表面上,按照设计好的电极图案,采用凹印或丝印或喷印掩膜材料,经热固化或紫外固化形成掩膜,然后蚀刻去除掉所述金属箔无掩膜覆盖的部分,接着溶解去除所述掩膜,水洗,烘干,得到所述图案化金属电极。
21、进一步优选地,在所述蚀刻前,可选择性地在第一封装层的外侧覆设一保护层,保护层还可防止蚀刻过程中对第一封装层造成污染和破坏。保护膜可在柔性面状发热体使用前由使用者自行决定是否去除。如第一封装层预设保护层,则无需设置该保护层。
22、进一步优选地,所述掩膜材料为耐酸碱油墨或光刻胶。
23、进一步优选地,所述蚀刻为酸碱五金蚀刻或等离子光刻。
24、优选地,所述金属箔的材质为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金。
25、和/或,步骤(1)中,所述金属箔为预处理后的金属箔,所述预处理包括水洗和干燥步骤。
26、本专利技术还提供由上述制备方法制备得到的柔性面状发热体。
27、具体地,所述柔性发热体包括封装体、发热芯体和线束,所述发热芯体由碳膜和图案化电极组成,所述图案化电极包括极耳,所述发热芯体除了极耳的部分封装在所述封装体内,所述线束与所述极耳连接,所述线束用于连接电源。
28、由于上述技术方案运用,本专利技术与现有技术相比具有下列优点:
29、在本专利技术的制备工艺中,先直接在金属箔上形成碳膜,保证了碳膜成膜的均匀性,然后金属层刻蚀形成图案化电极,最后封装,其中第一封装层和第二封装层为柔性的皮革或织物材料,既保证了面状发热体的绝缘性能也能保证极佳的柔性,同时还保证了柔性面状发热体的发热均匀性,本专利技术制备工艺简单,产品结构简洁,能够降低柔性面状发热体的制备成本。
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1.一种柔性面状发热体的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:形成所述导电碳膜的导电材料为石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)具体为:将导电材料通过化学气相沉积工艺形成覆盖在所述金属箔的一侧表面上的导电薄膜,所述导电薄膜即为所述导电碳膜;
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)和步骤(4)中,所述第一封装层和第二封装层的材质分别独立地为柔性皮革材料或织物材料,所述第一封装层和所述第二封装层通过胶黏剂与所述导电碳膜及所述图案化电极粘结和/或通过胶黏剂相互粘结形成所述封装体。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述胶黏剂为熔点在60~300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物;或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、天然橡胶类树脂或合成橡胶类树脂;或为有机硅压敏胶或
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)具体为:在所述金属箔的另一侧表面上,按照设计好的电极图案,采用凹印或丝印或喷印掩膜材料,经热固化或紫外固化形成掩膜,然后蚀刻去除掉所述金属箔无掩膜覆盖的部分,接着溶解去除所述掩膜,水洗,烘干,得到所述图案化金属电极。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:在所述蚀刻前,可选择性地在第一封装层的外侧覆设一保护层。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述掩膜材料为耐酸碱油墨或光刻胶,所述蚀刻为酸碱五金蚀刻或等离子光刻。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述金属箔的材质为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金;
10.由权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备得到的柔性面状发热体。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性面状发热体的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:形成所述导电碳膜的导电材料为石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)具体为:将导电材料通过化学气相沉积工艺形成覆盖在所述金属箔的一侧表面上的导电薄膜,所述导电薄膜即为所述导电碳膜;
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)和步骤(4)中,所述第一封装层和第二封装层的材质分别独立地为柔性皮革材料或织物材料,所述第一封装层和所述第二封装层通过胶黏剂与所述导电碳膜及所述图案化电极粘结和/或通过胶黏剂相互粘结形成所述封装体。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述胶黏剂为熔点在60~300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物;或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树...
【专利技术属性】
技术研发人员:卞永俊,陈新江,沈珍辉,李峰,
申请(专利权)人:浙江汉纳新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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