用于柔性加热器的基底、层合件和组合件，柔性加热器，以及制造方法技术

用于柔性加热器的基底，包括聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；以及压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合层。

Substrates, laminates and assemblies for flexible heaters, flexible heaters, and manufacturing methods

A substrate for a flexible heater includes a polyimide layer, a bottom coating layer arranged on the first side of the polyimide layer, and a high consistency silicone rubber bonding layer on the first side of the polyimide layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于柔性加热器的基底、层合件和组合件，柔性加热器，以及制造方法
技术介绍
本公开内容涉及在用于柔性加热器的组合件的制造中使用的基底和层合件，包括基底、层合件和组合件的柔性加热器，及其制备方法。柔性加热器被广泛用于多种应用中，例如管、汽车部件、电池、计算机设备、医疗设备、光学设备和食品供应设备。柔性加热器通常包括电绝缘基底层，其可为例如聚合物或纤维玻璃垫的材料；和导电加热元件，其可为绕线的加热元件或蚀刻的箔加热元件的形式。柔性加热器可以符合加热物品的形状，并且通常制造成能经受温度范围。多种聚合物已用作柔性加热器的基底，包括聚酰亚胺。聚酰亚胺层经常提供有粘合剂层以改善与加热元件的结合。例如，柔性加热器基底可以由聚酰亚胺/丙烯酸或聚酰亚胺/氟化乙烯-丙烯(FEP)基底制成。然而，这些基底在层合期间需要高温和长固化时间，并且尽管其可以与蚀刻的箔加热元件一起使用，但是其不适于具有绕线的加热元件的柔性加热器。此外，这些基底的有限热稳定性可以限制其用于低温应用，并且可以导致减少产品寿命。为了解决这些问题，期望用于柔性加热器的聚合物基底能够与蚀刻的加热元件或绕线的加热元件一起使用。如果基底可以在较低温度下或在较短时间层合，则这将是进一步的优点。相比于聚酰亚胺/丙烯酸或聚酰亚胺/FEP基底的改进的热稳定性也将是一个优点。还期望开发用于制备用于柔性加热器的基底的改进的方法，所述方法将提供良好结合至金属加热元件的具有高热稳定性的基底。
技术实现思路
一个实施方案提供了用于柔性加热器的基底，其包括：聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；以及压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间。另一个实施方案提供了用于柔性加热器的层合件，其包括：聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及布置在所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚酰亚胺层相反的侧上的导电加热元件。另一个实施方案提供了用于柔性加热器的层合件，其包括：聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及层合到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚酰亚胺层相反的侧上的连续导电柔性金属层。另一个实施方案提供了用于柔性加热器的层合件，其包括：包含第一聚酰亚胺层的第一电绝缘柔性聚合物层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及层合到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚酰亚胺层相反的侧上的图案化导电柔性金属层。还进一步公开了包括上述层合到金属层的聚酰亚胺/有机硅基底的用于柔性加热器的组合件和柔性电加热器。附图说明现在参照附图，其为示例性实施方案，并且其中除非另外说明，否则相同元件标记相同：图1为用于柔性加热器的基底的示意性截面图。图2为用于柔性加热器的层合件的示意性截面图。图3为用于柔性加热器的组合件的一个实施方案的示意性截面图。图4为用于柔性加热器的组合件的两个实施方案的示意性三维图。具体实施方式本专利技术人已经发现改进的用于柔性加热器的基底、层合件和组合件。特别地，本专利技术人已经发现使用压延的高稠度硅橡胶粘合剂提供改进的特性，包括与加热元件的优异粘合性，特别是在使用期间升高的温度下与加热元件的优异粘合性；和高效制造性，包括快速低温层合。将高稠度硅橡胶粘合剂压延到聚酰亚胺片或层上(在聚酰亚胺的涂覆有底涂料层的侧上)，以形成电绝缘层，以形成用于柔性加热器的基底。所述基底可以与绕线的或蚀刻的箔加热元件一起使用。所述基底进一步提供了可以以低成本符合多种形状，并且可以简单且快速地生产的柔性加热器。图1示出包括聚酰亚胺层200的柔性加热器基底100，其一侧上已布置粘合底涂料层300，如所示。如本文中所使用的，“布置”意指放置成直接接触主要元件，或者与接触主要元件的另一元件(例如，层)接触。将高稠度硅橡胶粘合剂400布置到聚酰亚胺层200的侧上，优选底涂料层300上，以提供图1的柔性加热器基底100。聚酰亚胺耐热并且在单独使用时具有高的最大操作温度，但是当与其他材料层合时，整个产品的操作温度可受非聚酰亚胺材料的耐热性限制。例如，聚酰亚胺/FEP层合件的最大操作温度通常低于200℃，聚酰亚胺/丙烯酸层合件的最大操作温度通常低于100℃。另一方面，聚酰亚胺/有机硅层合基底的最大操作温度可以最高至240℃，这允许基底用于需要加热至较高温度的应用。较高的热稳定性也将同样导致聚酰亚胺/有机硅基底的较长产品寿命。聚酰亚胺层可以是任何合适的聚酰亚胺或聚醚酰亚胺，例如Dupont出售的KAPTON(聚(4,4'-氧二亚苯基-均苯四酸酰亚胺))、KanekaCorporation出售的APICAL、UbeIndustries出售的UPILEX、来自Taimide的PolyimideTH/TL/BK、或ProfessionalPlastics出售的KAPTREX。尽管本文中描述了聚酰亚胺层200，但是其他聚合物可以代替聚酰亚胺在层200中使用，前提条件是聚合物具有期望特性，例如柔性、耐高温性、在期望制造条件下的可加工性等中的一者或更多者。可以使用的聚合物包括聚缩醛，聚丙烯酸酯例如聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚丙烯腈，聚酰胺，聚碳酸酯，聚二烯，聚酯，聚醚，聚醚醚酮，聚醚砜，聚氟烃，聚氟氯烃，聚酮，聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯，聚唑，聚磷腈，聚硅氧烷，聚苯乙烯，聚砜，聚氨酯，聚乙酸乙烯酯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚乙烯酯，聚乙烯醚，聚乙烯酮，聚乙烯基吡啶，聚乙烯基吡咯烷酮，及其共聚物例如聚醚酰亚胺硅氧烷、乙烯乙酸乙烯酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。预期的具体聚合物包括聚酰亚胺，聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚醚酰亚胺，和聚醚酰亚胺硅氧烷。在一个实施方案中，聚合物选择成提供透明聚合物层例如PET。各个聚酰亚胺层的厚度可以根据柔性加热器的预期用途变化，特别考虑例如成本和耐久性。例如聚酰亚胺层的厚度可以为2微米(μm)至5000μm(0.08密耳至200密耳)，在一些实施方案中，聚酰亚胺层的厚度可以为10μm至500μm(0.4密耳至20密耳)、或10μm至150μm(0.4密耳至5.9密耳)。在一些实施方案中，基底的任何聚酰亚胺层的厚度可以为从10μm(0.4密耳)至150μm(5.9密耳)。在一些实施方案中，聚酰亚胺层涂覆有粘合底涂料层，如图1中所示。粘合底涂料是已知的，并且包括例如能够与有机硅和与基底反应的多官能化合物，例如含乙烯基或经取代的乙烯基的硅烷。这样的化合物包括例如乙烯基三(烷氧基烷氧基)硅烷。在一个实施方案中，基于底涂料组合物的总重量，乙烯基三(烷氧基烷氧基)硅烷以2重量份至20重量份的量存在。在一个实施方案中，乙烯基三(烷氧基烷氧基)硅烷为乙烯基三[(C1-C6烷氧基)(C1-C6烷氧基)]硅烷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柔性加热器的基底，包括：聚合物层，优选聚酰亚胺层；布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；以及压延到所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 US 62/141,0241.一种用于柔性加热器的基底，包括：聚合物层，优选聚酰亚胺层；布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；以及压延到所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层。2.一种用于柔性加热器的层合件，包括：聚合物层，优选聚酰亚胺层；布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；压延到所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层；以及层合到所述硅橡胶粘合剂层的与所述底涂料层相反的侧上的连续电阻金属层。3.一种用于柔性加热器的层合件，包括：聚合物层，优选聚酰亚胺层；布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；布置在所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层；以及布置在所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上的电阻加热元件。4.根据权利要求3所述的层合件，其中所述电阻加热元件为蚀刻的加热元件或绕线的加热元件。5.一种用于柔性加热器的组合件，包括：根据权利要求3至4中任一项或更多项所述的层合件；以及布置在所述加热元件的与所述硅橡胶粘合剂层相反的侧上的电绝缘柔性聚合物层。6.一种用于柔性加热器的组合件，包括：根据权利要求3至4中任一项或更多项所述的层合件；以及层合到所述电阻加热元件的与所述硅橡胶粘合剂层相反的侧上的第二基底，其中所述第二基底包括：第二聚合物层，优选第二聚酰亚胺层；布置在所述第二聚合物层的第一侧上的第二底涂料层；以及压延到所述第二聚合物层(优选所述第二聚酰亚胺层)的第一侧上的第二高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述第二底涂料层布置在所述第二聚合物层(优选所述第二聚酰亚胺层)与所述第二高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及其中所述电阻加热元件层合到所述第二高稠度硅橡胶粘合剂层的与所述第二聚合物层相反的侧。7.根据权利要求1至6中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件，其中任何聚合物层，优选任何聚酰亚胺层的厚度为10μm至150μm。8.根据权利要求1至7中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件，其中任何硅橡胶粘合剂层的厚度为10μm至300μm。9.根据权利要求1至8中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件，其中所述基底的最大操作温度为180℃至240℃。10.根据权利要求2至9中任一项或更多项所述的层合件或组合件，其中所述金属层或所述加热元件包含不锈钢、铜、铝、镍、铬、或包括前述至少一者的合金。11.一种用于制造根据权利要求1至10中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成电绝缘柔性聚合物层；以及使经压延的硅橡胶粘合剂层部分固化。12.一种用于制造根据权利要求2和7至10中任一项或更多项所述的层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；将连续电阻金属层布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及使所述硅橡胶粘合剂层部分或完全固化。13.一种用于制造根据权利要求2和7至10中任一项或更多项所述的层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹剑华，
申请(专利权)人：罗杰斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US