本实用新型专利技术公开了碳纳米管透明发热结构及其制备装置，所述第一基材和第二基材连接面分别设有第一粘结层和第二粘结层，所述单壁碳纳米管导电涂层置于第一粘结层上，所述单壁碳纳米管导电涂层通过第一粘结层和第二粘结层固定在第一基材和第二基材之间，所述第一粘结层和第二粘结层通过透明导电涂层网络相互粘结，所述单壁碳纳米管导电涂层两侧设有平行电极，所述平行电极上设有铜箔。克服了传统技术发热层与基材附着差或发热层本身内聚力差导致的层间易剥离问题。解决了现有技术中铜箔毛刺易将发热层刺穿的问题。改善了现有产品中铜箔与银浆电极虚接的问题。箔与银浆电极虚接的问题。箔与银浆电极虚接的问题。
【技术实现步骤摘要】
碳纳米管透明发热结构及其制备装置
[0001]本技术涉及发热
，具体涉及碳纳米管透明发热结构及其制备装置。
技术介绍
[0002]电致发热技术是通过对具有一定阻值的物体施加一定的电压，使电能转换成热能的一种技术。其中以电热膜为代表的电地暖产品受到市场的青睐，与传统水暖相比，电热膜地暖具有热转换效率高、铺装简便、无需后续维护等诸多优点。
[0003]但同时，由于电热膜产品的技术门槛相对较低，市场上的产品质量参差不齐，很多产品在投入市场后发生各种各样的质量安全问题，如起火、功率衰减等，不仅给老百姓的人身财产安全带来损失，还严重影响了行业的发展。
[0004]电热膜产品的发热材料主要有碳晶(即短絮碳纤维)、石墨烯、石墨、多壁碳纳米管等。现有技术存在的问题主要有：1、发热浆料与基材之间的附着不足，长期使用会导致水汽渗入，涂层开裂；2、封装胶层的质量存在很大差异；3、现有技术的发热结构存在缺陷，封装胶层对整体结构的封装不足。以上问题对产品的安全性和使用寿命起着关键的影响作用。
[0005]另外，现有电热膜的外观均为黑色或者不透明，通常作为内部加热来使用，如应用在地板、地砖、墙板的下层，无法作为表层装饰层来使用，进一步影响了整体产品的热转换效率。
技术实现思路
[0006]本技术的目的在于提供碳纳米管透明发热结构及其制备装置，该发热结构安全、稳定且透明。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0008]碳纳米管透明发热结构，包括第一基材、单壁碳纳米管导电涂层和第二基材，所述第一基材和第二基材连接面分别设有第一粘结层和第二粘结层，所述单壁碳纳米管导电涂层置于第一粘结层上，所述单壁碳纳米管导电涂层通过第一粘结层和第二粘结层固定在第一基材和第二基材之间，所述第一粘结层和第二粘结层通过透明导电涂层网络相互粘结，所述单壁碳纳米管导电涂层两侧设有平行电极，所述平行电极上设有铜箔，所述铜箔和平行电极沿单壁碳纳米管导电涂层长度方向布设，且铜箔和平行电极边缘不超过第一粘结层和第二粘结层边缘。
[0009]进一步的，所述单壁碳纳米管导电涂层中碳纳米管为单壁碳纳米管，管径为0.6～2nm，长度为0.1～100um，所述单壁碳纳米管导电涂层的透光率为 70％～90％，孔隙率为15％～45％，表面电阻为300～1500Ω。
[0010]进一步的，所述单壁碳纳米管导电涂层中不使用附着力粘结树脂，通过单壁碳纳米管的高比表面积与第一基材之间形成附着，所述单壁碳纳米管涂层的宽度为300～1000mm，且单壁碳纳米管涂层边缘距离第一基材边缘 20～35mm，以确保封装后产品的绝缘性。
[0011]进一步的，所述单壁碳纳米涂层的施工工艺为微凹涂布，所用微凹辊为 75目斜纹微凹辊，湿涂层上墨量为40～60g/m2。
[0012]进一步的，所述平行电极为银浆电极，银浆可透过碳纳米管网络与第一基材很好粘结，所述银浆电极的施工工艺为微凹涂布、丝网印刷等中的一种，优选微凹涂布，所述银浆电极的宽度为8～15mm，可以满涂也可以图案化涂布，成本考虑优选图案化印花方式。
[0013]进一步的，所述铜箔置于平行电极上，所述铜箔包括铜箔、镀镍铜箔、镀银铜箔、铝箔，优选镀银铜箔所述铜箔宽度为8～15mm，厚度为18～50um，所述铜箔靠近第一基材和第二基材边缘，所述铜箔与平行电极错落设置，所述平行电极和铜箔的搭接面积为自身的2/3～1/2。
[0014]需要特别指出的是，为保证产品的安全可靠性能，铜箔边缘不能直接搭接在单壁碳纳米管涂层上，以防止铜箔边缘切割毛刺割伤碳纳米管涂层，导致局部电阻过高造成的打火风险。
[0015]进一步的，所述铜箔表面开设有多组沿其长度布设的镂空孔，孔可以为圆形、方形、零星等任意形状，间距可根据实际情况调整，每个镂空孔间隔为15～50mm，第二粘结层可透过圆孔与银浆电极层粘结牢靠，进而将铜箔电极充分固定于银浆表面。
[0016]进一步的，所述第二粘结层通过精密涂布方式涂布于第二基材表面，再经覆合设备，与涂覆有碳纳米管透明导电涂层、银浆的第一基材覆合，覆合的同时将铜箔置于粘结层与银浆中间。
[0017]需要特别说明的是，在覆合的过程中，涂布于第二基材表面的粘结层可透过单壁碳纳米管网络的空隙与第一基材直接粘结，固化后在导电膜两侧形成第一粘结层和第二粘结层。
[0018]进一步的，所述第一粘结层和第二粘结层材质包括PUR热熔胶、UV光固化型结构胶、无溶剂胶，优选UV光固化胶，尤为优选无溶剂胶，所述粘结层的厚度为20～50um，厚度均一性为
±
5um。
[0019]进一步的，所述粘结层通过精密涂布方式涂布于第二基材表面，涂布方式为微凹、逗号刮刀、狭缝等其中的一种，但不限于此。
[0020]进一步的，所述第一基材和第二基材通过覆合压辊覆合，覆合压辊的压力为150～250kg/cm2，覆合温度为50～90℃。温度可使胶层软化，具有一定的流动性，同时施加一定的压力，可使第二基材上的UV光固化结构胶能穿透碳纳米管透明导电膜与第一基材粘结。
[0021]进一步的，所述第一基材和第二基材材质为PET、PVC、PC、PMMA、TPU 薄膜中的任意一种，因PC具有更好的抗冲击性、阻燃性和耐温性、因此优选 PC材质，所述第一基材和第二基材的厚度均为50～200um，优选125um。
[0022]更进一步的，所述第一基材和第二基材在涂覆碳纳米管和粘结层前需经电晕处理，以提高基材表面的表面能。
[0023]所述碳纳米管透明发热结构经1.35倍电压加速老化360h和85℃&85％RH 老化条件测试168h后，功率衰减仅为0.5～1％，远低于行业标准
±
10％的要求。
[0024]在其中一实施例中，所述覆合结构经300～1500mJ/cm2的能量进行光固化交联反应。
[0025]更进一步的，经光固化处理后，第一基材和第二基材之间的剥离力＞ 2kgf/inch。
[0026]更进一步的，所述光固化粘结层具有耐湿热性能，在85℃的温度和 85％RH湿度下老化测试168h后，层间剥离力仍＞2kgf/inch。
[0027]碳纳米管透明发热结构制备方法，包括：步骤1，第一基材经电晕处理后，在其表面涂布单壁碳纳米管导电液，湿涂层经高温60～120℃烘烤3～5min后，得到透明导电的碳纳米管涂层；
[0028]步骤2，在碳纳米管导电涂层边缘向内涂布银浆电极，烘烤温度为150℃， 2min；
[0029]步骤3，在第二基材表面整面涂覆UV光固化粘结剂；
[0030]步骤4，第一基材与第二基材经加热辊覆合，覆合过程中，将两条带镂空孔的铜箔覆合于第一基材和第二基材之间，同时使用纠偏装置控制铜箔的位置；
[0031]步骤5，覆合后的产品经过UVHg灯固化交联，形成具有透明发热结构的产品。
[0032]碳纳米管透明本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.碳纳米管透明发热结构，其特征在于，包括第一基材(1)、单壁碳纳米管导电涂层(3)和第二基材(11)，所述第一基材(1)和第二基材(11)连接面分别设有第一粘结层(2)和第二粘结层(21)，所述单壁碳纳米管导电涂层(3)置于第一粘结层(2)上，所述单壁碳纳米管导电涂层(3)通过第一粘结层(2)和第二粘结层(21)固定在第一基材(1)和第二基材(11)之间，所述第一粘结层(2)和第二粘结层(21)通过透明导电涂层网络相互粘结，所述单壁碳纳米管导电涂层(3)两侧设有平行电极(4)，所述平行电极(4)上设有铜箔(5)，所述铜箔(5)和平行电极(4)沿单壁碳纳米管导电涂层(3)长度方向布设，且铜箔(5)和平行电极(4)边缘不超过第一粘结层(2)和第二粘结层(21)边缘。2.根据权利要求1所述碳纳米管透明发热结构，其特征在于，所述单壁碳纳米管导电涂层(3)中碳纳米管为单壁碳纳米管，管径为0.6～2nm，长度为0.1～100um，所述单壁碳纳米管导电涂层(3)的透光率为70％～90％，孔隙率为15％～45％，表面电阻为300～1500Ω。3.根据权利要求1所述碳纳米管透明发热结构，其特征在于，所述单壁碳纳米管导电涂层(3)通过单壁碳纳米管的高比表面积与第一基材(1)之间形成附着。4.根据权利要求1所述碳纳米管透明发热结构，其特征在于，所述平行电极(4)为银浆电极。5.根据权利要求1所述碳纳米管透明发热结构，其特征在于，所述铜箔(5)置于平行电极(4)上，所述铜箔(5)包括铜箔、镀镍铜箔、镀银铜箔、铝箔，所述铜箔...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零五B三零二，
申请(专利权)人：苏州研烯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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