本發(fā)明屬于發(fā)熱體，具體涉及一種柔性面狀發(fā)熱體的制備方法。
背景技術(shù)：
1、柔性面狀碳材料發(fā)熱體具有加熱效率高、能耗低等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被應(yīng)用在各行各業(yè)中。隨著科技的進(jìn)步和生活水平的提高，人們對(duì)加熱產(chǎn)品的安全性、舒適度要求也越來(lái)越高，柔性面狀發(fā)熱體的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，例如加熱座椅、座墊、電熱毯、瑜伽墊等。這些柔性面狀發(fā)熱體使用時(shí)需要貼合人體直接供暖，對(duì)柔軟性以及發(fā)熱均勻性要求較高。
2、現(xiàn)有柔性面狀碳材料發(fā)熱體多是在現(xiàn)有導(dǎo)熱碳膜上設(shè)置電極，然后將導(dǎo)熱碳膜和電極一起封裝?，F(xiàn)有導(dǎo)熱碳膜包括基材和形成在基材上的碳膜，在后期封裝過(guò)程中，基材不能被去除，基材的存在對(duì)后續(xù)發(fā)熱體的發(fā)熱沒(méi)有益處，反而會(huì)在一定程度上影響面狀發(fā)熱體的柔性以及發(fā)熱效果。對(duì)于表面不平整的皮革、織物基材(柔性面狀發(fā)熱體常用的基材)，直接在其上形成碳膜時(shí)很難保證成膜的均勻性，因此還需要先在其上設(shè)置一層表面足夠平整的薄膜層，然后在該薄膜上形成碳膜，在后續(xù)的步驟中，該薄膜也不會(huì)被去除，而隨碳膜和電極一起被封裝，該薄膜層的存在也在一定程度上會(huì)影響面狀發(fā)熱體的柔性，同時(shí)還可能會(huì)影響使用壽命，層次越多，越易出現(xiàn)分層現(xiàn)象。此外，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)同時(shí)也是成本較高的原因之一。因此，對(duì)于柔性面狀發(fā)熱體，希望在更簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)下獲得更均勻的發(fā)熱效果、更好的柔性以及更長(zhǎng)的使用壽命，而更簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)還可以降低生產(chǎn)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種柔性面狀發(fā)熱體的制備方法，通過(guò)該制備方法制備的柔性面狀發(fā)熱體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，發(fā)熱均勻性好，柔性好，成本更低。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
3、一種柔性面狀發(fā)熱體的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
4、(1)在金屬箔的一側(cè)表面上覆設(shè)導(dǎo)電碳膜；
5、(2)在所述導(dǎo)電碳膜的表面上覆設(shè)第一封裝層；
6、(3)通過(guò)蝕刻工藝將所述金屬箔制成圖案化電極；
7、(4)在所述圖案化電極表面覆設(shè)第二封裝層，使第一封裝層和第二封裝層結(jié)合形成封裝體，所述封裝體將所述導(dǎo)電碳膜和所述圖案化電極除了極耳的部分封裝；
8、(5)通過(guò)所述極耳連接外接線束。
9、本發(fā)明中，所述導(dǎo)電碳膜是指主要以sp2雜化的碳為導(dǎo)電材料的導(dǎo)電薄膜。
10、優(yōu)選地，形成所述導(dǎo)電碳膜的導(dǎo)電材料為石墨、導(dǎo)電炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種的混合物。
11、根據(jù)一些具有實(shí)施方式，所述步驟(1)具體為：將導(dǎo)電材料通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成覆蓋在所述金屬箔的一側(cè)表面上的導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜即為所述導(dǎo)電碳膜。
12、根據(jù)另一些具有實(shí)施方式，將導(dǎo)電材料與助劑通過(guò)熔融共混或分散共混后涂布在所述金屬箔的一側(cè)表面上，經(jīng)干燥形成導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜即為所述導(dǎo)電碳膜。
13、根據(jù)再一些具有實(shí)施方式，將導(dǎo)電材料與纖維打散后通過(guò)造紙工藝形成覆蓋在所述金屬箔的一側(cè)表面上的導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜即為所述導(dǎo)電碳膜。纖維本身具備粘附能力，其與導(dǎo)電材料混合后成膜并粘附在金屬箔上。
14、優(yōu)選地，所述步驟(2)和步驟(4)中，所述第一封裝層和第二封裝層的材質(zhì)分別獨(dú)立地為具備絕緣能力的柔性皮革材料或織物材料，所述第一封裝層和所述第二封裝層通過(guò)膠黏劑與所述導(dǎo)電碳膜及所述圖案化電極粘結(jié)和/或通過(guò)膠黏劑相互粘結(jié)形成所述封裝體。
15、導(dǎo)電碳膜和圖案化電極組成發(fā)熱芯體，第一封裝層和第二封裝層通過(guò)膠黏劑與發(fā)熱芯體粘結(jié)，同時(shí)第一封裝體和第二封裝體之間用過(guò)膠黏劑粘結(jié)形成將發(fā)熱芯體除了極耳的部分封裝在內(nèi)的封裝體。
16、對(duì)所述膠黏劑的種類沒(méi)有特別的限定，可以是本領(lǐng)域現(xiàn)有的熱塑性粘結(jié)材料、熱固性粘結(jié)材料或壓敏性粘結(jié)材料。
17、具體地，所述膠黏劑為熔點(diǎn)在60～300℃的改性或未改性的聚烯烴、聚酰胺、纖維素、聚醚、聚酯或芳雜環(huán)聚合物；或?yàn)榧尤虢宦?lián)劑的改性或未改性的聚烯烴樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、不飽和聚酯、丙烯酸樹(shù)脂、天然橡膠類樹(shù)脂或合成橡膠類樹(shù)脂；或?yàn)橛袡C(jī)硅壓敏膠或氟改性的疏水型壓敏膠。
18、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一封裝層和所述第二封裝層分別獨(dú)立地為預(yù)設(shè)或未設(shè)保護(hù)層的混紡或未混紡的柔性棉布、化纖布、麻布、毛紡布、絲布，或柔性真皮革、pvc皮革、pu皮革，所述第一封裝層和所述第二封裝層相同或不同。
19、所述保護(hù)層優(yōu)選為塑料保護(hù)膜，例如低粘pet保護(hù)膜。保護(hù)層在可柔性面狀發(fā)熱體制備、儲(chǔ)存或運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中保護(hù)產(chǎn)品，第一封裝層上的保護(hù)層還可防止蝕刻過(guò)程中對(duì)第一封裝層造成污染和破壞。保護(hù)膜可在柔性面狀發(fā)熱體使用前由使用者自行決定是否去除。
20、優(yōu)選地，所述步驟(3)具體為：在所述金屬箔的另一側(cè)表面上，按照設(shè)計(jì)好的電極圖案，采用凹印或絲印或噴印掩膜材料，經(jīng)熱固化或紫外固化形成掩膜，然后蝕刻去除掉所述金屬箔無(wú)掩膜覆蓋的部分，接著溶解去除所述掩膜，水洗，烘干，得到所述圖案化金屬電極。
21、進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述蝕刻前，可選擇性地在第一封裝層的外側(cè)覆設(shè)一保護(hù)層，保護(hù)層還可防止蝕刻過(guò)程中對(duì)第一封裝層造成污染和破壞。保護(hù)膜可在柔性面狀發(fā)熱體使用前由使用者自行決定是否去除。如第一封裝層預(yù)設(shè)保護(hù)層，則無(wú)需設(shè)置該保護(hù)層。
22、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述掩膜材料為耐酸堿油墨或光刻膠。
23、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述蝕刻為酸堿五金蝕刻或等離子光刻。
24、優(yōu)選地，所述金屬箔的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、錫、銅或它們的合金。
25、和/或，步驟(1)中，所述金屬箔為預(yù)處理后的金屬箔，所述預(yù)處理包括水洗和干燥步驟。
26、本發(fā)明還提供由上述制備方法制備得到的柔性面狀發(fā)熱體。
27、具體地，所述柔性發(fā)熱體包括封裝體、發(fā)熱芯體和線束，所述發(fā)熱芯體由碳膜和圖案化電極組成，所述圖案化電極包括極耳，所述發(fā)熱芯體除了極耳的部分封裝在所述封裝體內(nèi)，所述線束與所述極耳連接，所述線束用于連接電源。
28、由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
29、在本發(fā)明的制備工藝中，先直接在金屬箔上形成碳膜，保證了碳膜成膜的均勻性，然后金屬層刻蝕形成圖案化電極，最后封裝，其中第一封裝層和第二封裝層為柔性的皮革或織物材料，既保證了面狀發(fā)熱體的絕緣性能也能保證極佳的柔性，同時(shí)還保證了柔性面狀發(fā)熱體的發(fā)熱均勻性，本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，能夠降低柔性面狀發(fā)熱體的制備成本。
1.一種柔性面狀發(fā)熱體的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：形成所述導(dǎo)電碳膜的導(dǎo)電材料為石墨、導(dǎo)電炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)具體為：將導(dǎo)電材料通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成覆蓋在所述金屬箔的一側(cè)表面上的導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜即為所述導(dǎo)電碳膜；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)和步驟(4)中，所述第一封裝層和第二封裝層的材質(zhì)分別獨(dú)立地為柔性皮革材料或織物材料，所述第一封裝層和所述第二封裝層通過(guò)膠黏劑與所述導(dǎo)電碳膜及所述圖案化電極粘結(jié)和/或通過(guò)膠黏劑相互粘結(jié)形成所述封裝體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述膠黏劑為熔點(diǎn)在60～300℃的改性或未改性的聚烯烴、聚酰胺、纖維素、聚醚、聚酯或芳雜環(huán)聚合物；或?yàn)榧尤虢宦?lián)劑的改性或未改性的聚烯烴樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、不飽和聚酯、丙烯酸樹(shù)脂、天然橡膠類樹(shù)脂或合成橡膠類樹(shù)脂；或?yàn)橛袡C(jī)硅壓敏膠或氟改性的疏水型壓敏膠；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)具體為：在所述金屬箔的另一側(cè)表面上，按照設(shè)計(jì)好的電極圖案，采用凹印或絲印或噴印掩膜材料，經(jīng)熱固化或紫外固化形成掩膜，然后蝕刻去除掉所述金屬箔無(wú)掩膜覆蓋的部分，接著溶解去除所述掩膜，水洗，烘干，得到所述圖案化金屬電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：在所述蝕刻前，可選擇性地在第一封裝層的外側(cè)覆設(shè)一保護(hù)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述掩膜材料為耐酸堿油墨或光刻膠，所述蝕刻為酸堿五金蝕刻或等離子光刻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述金屬箔的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、錫、銅或它們的合金；
10.由權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的柔性面狀發(fā)熱體。