一种远红外反射涂料及基于其的具备单面远红外辐射功能的柔性电热膜制造技术

本发明专利技术公开了一种远红外反射涂料及基于其的具备单面远红外辐射功能的柔性电热膜，是通过筛选获得了适用于石墨烯发热膜的远红外反射涂料，并将其涂布在发热膜的非电极面形成远红外反射涂层，从而使发热膜具有单面远红外辐射功能。本发明专利技术的电热膜，向外辐射远红外线遇到外表面层的远红外反射涂层后绝大部分被反射回来，使得热量向外散失大大减小，具有节能、理疗效果增加等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种远红外反射涂料及基于其的具备单面远红外辐射功能的柔性电热膜
本专利技术涉及一种柔性发热膜，更具体的说，是涉及一种具备单面远红外辐射功能的柔性电热膜。
技术介绍
电加热技术具有清洁、使用便捷等优点，在现代理疗穿戴产品、家居类产品等领域得到广泛应用。通过电加热技术设计的一系列产品已经广泛深入到人们的生活当中，尤其是理疗穿戴类产品。有数据统计，现代高压生活环境下，人民身体绝大部分处于亚健康状态，经常会因劳累而感到身体各处不适，若通过药品、保健品来缓解，费用太高，而且或多或少会存在副作用，因此越来越多的人选择理疗护具来满足需要。其中，基于石墨烯的柔性电热膜，因发热均匀、发热稳定性好、耐水洗、耐折叠而备受关注，如中国专利申请CN2017108241781所公开的发热膜组件已经取得了非常好的市场价值。但目前市场上，无论是基于石墨烯的柔性发热膜，还是其它电热膜产品，普遍都是双面发热的，产品通电发热时内外两侧远红外辐射无差异性，导致热量散失严重，移动电源工作时长较短，因而无法达到理想的发热理疗效果。本专利技术基于上述问题，探索发现了合适的解决路线：设置远红外反射涂层，实现柔性电热膜的单面远红外辐射功能。基于这一路线，本专利技术对目前市场上大部分的主流远红外反射涂料进行了测试，发现市场上主流远红外反射涂料所能反射远红外线的波长在13μm以上，与石墨烯发热膜产生的6-14μm远红外线波长不同，当石墨烯发热膜通电后向外辐射的远红外线经过此涂层，绝大部分远红外线直接从此涂层穿过，未能起到反射作用。同时，市场主流的远红外反射涂层未能与石墨烯发热膜有很好的贴合作用，经过一个月使用，涂层慢慢从石墨烯膜层上脱落。因此，一种适用于柔性电热膜，尤其是石墨烯电热膜或石墨烯与银纳米线的复合电热膜的远红外反射涂料亟待研制。
技术实现思路
为避免上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种远红外反射涂料及基于其的具备单面远红外辐射功能的柔性电热膜，旨在通过设置合适的配方体系，获得适用于柔性电热膜，尤其适用于石墨烯柔性电热膜的远红外反射涂料，从而使柔性电热膜具有单面远红外辐射功能，达到节能、提高其发热理疗效果的作用。本专利技术为实现专利技术目的，采用如下技术方案：本专利技术首先公开了一种远红外反射涂料，其各原料按重量份的构成为：ITO(In(Sn)2O3)5～20份，二氧化硅1～10份，氧化铝20～28份，二氧化钛5～20份，丙烯酸树脂30～55份，聚氨酯-聚丙烯酸复合乳液5～10份，溶剂80～300份。进一步地，所述ITO(In(Sn)2O3)为粒径在20～70nm的粉末，其所含In2O3和SnO2成分的质量比为8～10:1；所述二氧化硅为粒径在15～50nm、比表面积在180-230m2/g的粉末；所述氧化铝为粒径在30～40nm、比表面积在30-60m2/g的α-Al2O3粉末；所述二氧化钛为粒径在10～50nm的粉末；所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，粘度≤3000，pH值7～9之间；所述聚氨酯-聚丙烯酸复合乳液是由水性聚氨酯乳液与水性聚丙烯酸乳液按质量比8～10:2混合而成，固含量在30～35％；所述溶剂为水、丙酮、乙酸乙酯、异丙醇、二甘醇乙醚醋酸酯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种以任意比例混合的混合物。本专利技术筛选获得的远红外反射涂料中各原料协同作用，使涂料具有优异的红外反射效果。尤其是当述ITO(In(Sn)2O3)中In2O3和SnO2成分的质量比为9:1、氧化铝为α-Al2O3时，所得远红外反射涂料对石墨烯发热膜的红外反射效果最优。本专利技术所述远红外反射涂料的制备方法，是将各原料在球磨机中球磨至分散均匀，再通过150目的网布过滤，所得滤液即为远红外反射涂料。本专利技术还公开了一种具备单面远红外辐射功能的柔性电热膜，是在发热膜的一面设置有电极层，另一面设置有远红外反射涂层。所述远红外反射涂层是将上述的远红外反射涂料在所述发热膜背离电极层的一面成膜获得。进一步地，本专利技术的远红外反射涂料尤其适用于石墨烯发热膜，此处的石墨烯发热膜包括单独采用石墨烯作为功能材料的发热膜，也包括采用石墨烯与其它功能材料混合的发热膜，如中国专利申请CN2017108241781所公开的石墨烯与银纳米线的复合柔性电热膜。进一步地，本专利技术所述具有单面远红外辐射功能的柔性电热膜的制备方法为：首先在所述远红外反射浆料中加入溶剂，调节固含量至15～25％，搅拌均匀获得备用涂料；然后将所述备用涂料经涂布机均匀涂布至所述发热膜背离电极层的一面，控制涂布车速在10～50m/min，再经过80～120℃的烘干通道，最后冷却收卷，即在所述发热膜上形成远红外反射涂层。所述远红外反射涂层的厚度优选为10～50μm。进一步地，本专利技术具有单面远红外辐射功能的柔性电热膜，其电极层所用材质、电极形状可以根据需要进行设置。此外，根据需要，本专利技术具有单面远红外辐射功能的柔性电热膜还可以包括设置在电极层和/或远红外反射涂层外侧的防水层、保护层和/或隔热层等功能层，其材质可以所需的任意材质，其制备方法可为目前已有报道的任意方式。在使用时，本专利技术具有单面远红外辐射功能的柔性电热膜还可以包括电源和温控开关等部件，其布设方式可为任意形式。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术的远红外反射涂料具有优异的红外反射效果，尤其适用于石墨烯发热膜，且其所用原料无需进行复杂处理、制备过程简单，适用于大规模推广。2、本专利技术的远红外反射涂料在石墨烯发热膜表面的成膜工艺简单，与发热膜层之间能够很好的贴合，抗弯折、耐水洗。3、本专利技术具有远红外反射涂层的石墨烯柔性电热膜应用于电加热领域，与现有常用的电加热膜相比，除发热均匀稳定外，向外辐射远红外线遇到外表面层的远红外反射涂层后绝大部分被反射回来，使得热量向外散失大大减小，而向内辐射的热量则被人体充分吸收，达到了单面远红辐射的功能。本专利技术的此种电热膜能够在更小的功率下，达到同样的发热理疗效果，有节能、理疗效果增加等优点。4、本专利技术的电热膜可在36V以下的人体安全工作电压下使用，温度可在30℃至80℃之间精确可调。附图说明图1为本专利技术实施例中具备单面远红外辐射功能的柔性电热膜的结构示意图，图中标号：1为内保护层，2为电极层，3为发热膜层，4为远红外反射涂层，5为外保护层。具体实施方式下述实施例的远红外反射涂料中各原料如下：ITO(In(Sn)2O3)为黄偏灰色的块状物，通过研磨处理后得到粒径为20nm左右的粉末，为对比其所含In2O3和SnO2成分的质量比对涂料性能的影响，共采用如下几种ITO(In(Sn)2O3)：ITO(In(Sn)2O3)(In2O3：SnO2＝9:1)，购买自上海乃欧纳米科技有限公司；ITO(In(Sn)2O3)(In2O3：SnO2＝19:1)，购买自广州纳诺化学技术有限公司。二氧化硅为粒径在40nm、比表面积在190m2/g的粉末，购买自杭州智钛净化科技有限公司。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远红外反射涂料，其特征在于，各原料按重量份的构成为：ITO(In(Sn)

【技术特征摘要】
1.一种远红外反射涂料，其特征在于，各原料按重量份的构成为：ITO(In(Sn)2O3)5～20份，二氧化硅1～10份，氧化铝20～28份，二氧化钛5～20份，丙烯酸树脂30～55份，聚氨酯-聚丙烯酸复合乳液5～10份，溶剂80～300份。


2.根据权利要求1所述的远红外反射涂料，其特征在于：
所述ITO(In(Sn)2O3)为粒径在20～70nm的粉末，其所含In2O3和SnO2成分的质量比为8～10:1；
所述二氧化硅为粒径在15～50nm、比表面积在180-230m2/g的粉末；
所述氧化铝为粒径在30～40nm、比表面积在30-60m2/g的α-Al2O3粉末；
所述二氧化钛为粒径在10～50nm的粉末；
所述丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，粘度≤3000，pH值7～9之间；
所述聚氨酯-聚丙烯酸复合乳液是由水性聚氨酯乳液与水性聚丙烯酸乳液按质量比8～10:2混合而成，固含量在30～35％；
所述溶剂为水、丙酮、乙酸乙酯、异丙醇、二甘醇乙醚醋酸酯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种以任意比例混合的混合物。


3.一种权利要求1或2所述远红外反射涂料的制备方法，其特征在于：是将各原料在球磨机中球磨并分散均匀，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梓晗，吕鹏，王龙翔，韦文学，聂彪，
申请(专利权)人：合肥微晶材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34