一种薄膜加热器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种薄膜加热器的制备方法，包含如下步骤：在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层，得到涂层基底；对所述涂层基底进行水洗，得到洗涤后的涂层基底；使用硝酸溶液对所述洗涤后的涂层基底进行处理，得到导电薄膜基底；在所述导电薄膜基底上设置一对电极，得到薄膜加热器。本发明专利技术提供的薄膜加热器的制备方法简单，使用简便。本发明专利技术还提供了一种上述技术方案任意一项所述的制备方法得到的薄膜加热器，包含基底、设置于所述基底表面的碳纳米管导电薄膜，以及设置于所述碳纳米管导电薄膜表面的一对电极。本发明专利技术提供的薄膜加热器能够以平面的形式或者曲面的形式进行使用。

Film heater and preparation method thereof

The invention provides a preparation method of a thin film heater, which comprises the following steps: setting a layer of carbon nanotube coating solution on the substrate, coating substrate; washing of the coating substrate, coating the substrate after washing; processing of the coating substrate after washing using nitric acid solution, then the conductive film base; a pair of electrodes disposed on the conductive film on the substrate by a thin film heater. The preparation method of the film heater provided by the invention is simple and easy to use. The thin film heater the invention also provides a preparation method of the technical scheme of any one of the available, including a carbon nanotube conductive film, substrate disposed on the substrate surface, and is arranged on the surface of the carbon nanotube film on a conductive electrode. The film heater provided by the present invention can be used in the form of a flat surface or a curved surface.

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜加热器及其制备方法
本专利技术涉及加热器
，尤其涉及一种薄膜加热器及其制备方法。
技术介绍
柔性薄膜加热器是一类通过在回路上施加电压来控制柔性线路板产生的功率，功率的一部分转换为热效应，从而达到给物体加热目的的加热器。现有技术中，柔性薄膜加热器主要是以金属导线做成回路，通过在回路上施加电压，来控制柔性线路板产生的功率。柔性薄膜加热器不仅对金属导线的要求高，而且对生产和使用环境也有严格的要求，生产工艺过于繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、使用简便的薄膜加热器及其制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种薄膜加热器的制备方法，包含如下步骤：在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层，得到涂层基底；对所述涂层基底进行水洗，得到洗涤后的涂层基底；使用硝酸溶液对所述洗涤后的涂层基底进行处理，得到导电薄膜基底；在所述导电薄膜基底上设置一对电极，得到薄膜加热器。优选的，所述基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯基底或聚酰亚胺基底。优选的，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。优选的，所述单壁碳纳米管的外径≤2nm，长度为5～30μm。优选的，所述碳纳米管溶液包含碳纳米管、分散剂和水；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。优选的，所述碳纳米管和分散剂的质量比为(8～12):1；所述碳纳米管在碳纳米管溶液中的浓度为0.05～0.2mg/mL。优选的，所述在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层的过程在惰性气氛下进行，所述基底的温度为101～110℃。优选的，所述电极为铜导电胶或银导电胶。本专利技术还提供了一种上述技术方案任意一项所述的制备方法得到的薄膜加热器，包含基底、设置于所述基底表面的碳纳米管导电薄膜，以及设置于所述碳纳米管导电薄膜表面的一对电极。本专利技术提供了一种薄膜加热器的制备方法，包含如下步骤：在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层，得到涂层基底；对所述涂层基底进行水洗，得到洗涤后的涂层基底；使用硝酸溶液对所述洗涤后的涂层基底进行处理，得到导电薄膜基底；在所述导电薄膜基底上设置一对电极，得到薄膜加热器。本专利技术提供的薄膜加热器的制备方法简单，使用简便。本专利技术还提供了一种上述技术方案任意一项所述的制备方法得到的薄膜加热器，包含基底、设置于所述基底表面的碳纳米管导电薄膜，以及设置于所述碳纳米管导电薄膜表面的一对电极。本专利技术提供的薄膜加热器能够以平面的形式或者曲面的形式进行使用，且具有高透光性、升温速率快和面电阻低的特点，在透光度大于70％时，面电阻低至94.7Ω/sq；在35V电压下，加热器升温速率高达6.1℃/s。附图说明图1为实施例1制备薄膜加热器的流程示意图；图2为实施例1对薄膜加热器的加压示意图；图3为实施例1中平面加热的传热示意图；图4为实施例1薄膜加热器在不同电压下薄膜表面的升温曲线；图5为50℃蒸馏水的降温曲线；图6为60℃蒸馏水的降温曲线；图7为不同状态的薄膜加热器的SEM图像，其中a为省略硝酸处理得到的薄膜加热器的SEM图像，b为省略硝酸处理前的水洗过程得到的薄膜加热器的SEM图像，c为实施例1得到的薄膜加热器的SEM图像；图8为实施例3中曲面加热的传热示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种薄膜加热器的制备方法，包含如下步骤：在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层，得到涂层基底；对所述涂层基底进行水洗，得到洗涤后的涂层基底；使用硝酸溶液对所述洗涤后的涂层基底进行处理，得到导电薄膜基底；在所述导电薄膜基底上设置一对电极，得到薄膜加热器。本专利技术在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层，得到涂层基底。在本专利技术中，所述基底优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯基底或聚酰亚胺基底。本专利技术对所述聚对苯二甲酸乙二醇酯基底和聚酰亚胺基底的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所常用的聚对苯二甲酸乙二醇酯基底和聚酰亚胺基底即可。本专利技术对所述基底的厚度没有任何的特殊要求，根据具体的工艺要求进行设置即可。在本专利技术中，所述碳纳米管优选为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。本专利技术对所述单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的来源没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所常用的单壁碳纳米管和多壁碳纳米管即可。在本专利技术中，所述单壁碳纳米管的外径优选的≤2nm，更优选的≤1.5nm，最优选的≤1nm；所述单壁碳纳米管的长度优选为5～30μm，更优选为10～25μm，最优选为15～20μm。在本专利技术中，所述碳纳米管溶液优选包含碳纳米管、分散剂和水；所述分散剂优选为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基硫酸钠(SDS)。在本专利技术中，所述碳纳米管和分散剂的质量比优选为(8～12):1，更优选为(9～11):1，最优选为10:1；所述碳纳米管在碳纳米管溶液中的浓度优选为0.05～0.2mg/mL，更优选为0.08～0.15mg/mL，最优选为0.1mg/mL。本专利技术优选先配置浓度为0.5～2mg/mL的碳纳米管溶液，然后再将其稀释至0.05～0.2mg/mL，以减少碳纳米管在配置过程中的损耗。本专利技术优选将所述碳纳米管、分散剂和水混合后，将得到的混合液顺次进行水浴超声处理和超声波粉碎机超声处理。在本专利技术中，所述水浴超声处理的功率优选为80～120W，更优选为100～110W；所述水浴超声处理的时间优选为30～50min，更优选为35～45min，最优选为40min。在本专利技术中，所述超声波粉碎机超声处理的功率优选为100～120W，更优选为105～110W；所述超声波粉碎机超声处理的时间优选为60～80min，更优选为65～75min，最优选为70min。本专利技术优选对所述超声波粉碎机超声处理得到的混合液进行离心处理，得到上清液。在本专利技术中，所述离心处理的离心速率优选为7000～9000r/min，更优选为7500～8500r/min，最优选为8000r/min；所述离心处理的离心时间优选为10～30min，更优选为15～25min，最优选为20min。本专利技术优选将离心处理得到的上清液用于碳纳米管溶液涂层。在本专利技术中，所述在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层的过程优选在惰性气氛下进行，更优选为氮气气氛。在本专利技术中，所述基底的温度优选为101～110℃，更优选为105～108℃。本专利技术将所述碳纳米管溶液设置于高温基底上，在设置涂层的同时，能够使得碳纳米管溶液中的水蒸发，只留下碳纳米管和分散剂。在本专利技术具体实施例中，所述在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层优选采用喷涂方式进行。本专利技术对所述喷涂的具体实施方式没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的喷涂方法进行即可。本专利技术对所述碳纳米管溶液涂层的厚度没有任何的特殊要求，可以根据具体的工艺要求进行设置。得到所述涂层基底后，本专利技术对所述涂层基底进行水洗，得到洗涤后的涂层基底。在本专利技术中，所述水洗能够去除设置涂层过程中可能存在杂质，还能同时初步去除分散剂。本专利技术对所述水洗的方式没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所常用的水洗方式进行即可。本专利技术优选对所述洗涤后的涂层基底进行干燥处理，所述干燥处理的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，最优选为60℃；所述干燥处理的时间优选为1～3h，更优选为2h。得到所述洗涤后的涂层基底后，本专利技术使用硝酸溶液对所述洗涤后的涂层基底进行处理，得到导电薄膜基底。在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜加热器的制备方法，包含如下步骤：在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层，得到涂层基底；对所述涂层基底进行水洗，得到洗涤后的涂层基底；使用硝酸溶液对所述洗涤后的涂层基底进行处理，得到导电薄膜基底；在所述导电薄膜基底上设置一对电极，得到薄膜加热器。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜加热器的制备方法，包含如下步骤：在基底上设置一层碳纳米管溶液涂层，得到涂层基底；对所述涂层基底进行水洗，得到洗涤后的涂层基底；使用硝酸溶液对所述洗涤后的涂层基底进行处理，得到导电薄膜基底；在所述导电薄膜基底上设置一对电极，得到薄膜加热器。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯基底或聚酰亚胺基底。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述单壁碳纳米管的外径≤2nm，长度为5～30μm。5.根据权利要求1～4任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿宏章，贾松霖，田颖，许春霞，石培培，谷泽增，袁雪爽，郭志迎，景立超，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12