一种高热传导石墨烯发热体、电热手套及其制备方法技术

本申请涉及智能穿戴领域，公开了一种高热传导石墨烯发热体、电热手套及其制备方法，包括以下步骤：1）将PI覆铜膜蚀刻形成铜箔电极线路，在发热区域印刷石墨烯电热浆料，烘干形成石墨烯发热层，所述石墨烯发热层与所述铜箔电极线路相连；2）在所述PI覆铜膜印有所述石墨烯发热层的一面上涂覆导热浆料层，干燥成膜，所述导热浆料为具有热熔胶特性的导热浆料。本申请的高热传导石墨烯电热手套，用具有热熔胶特性的导热浆料来代替胶膜和粘接层，形成石墨烯发热层

【技术实现步骤摘要】
一种高热传导石墨烯发热体、电热手套及其制备方法


[0001]本申请涉及智能穿戴领域，主要涉及一种高热传导石墨烯发热体、电热手套及其制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯电热材料的出现为人们提供了更加健康环保、便捷的供暖方式。传统的电热丝或碳纤维线因不是面发热，体验感差逐渐被淘汰；而石墨烯既能面发热又具有高效电热转换和极好的柔性，在电热手套等智能穿戴方面表现出巨大的优势和发展空间。
[0003]目前，石墨烯电热手套制备大多采用在PI（聚酰亚胺薄膜）膜上印刷石墨烯发热层，再用胶膜进行复合制备发热体，置入手套衬布内来实现。但因胶膜的阻隔以及发热体与衬布间存在的间隙，导致石墨烯发热的热量难以更好地进行热传导，肤感温度与发热温度不一致，耗费了能量。少数厂家会用胶水将发热体和衬布粘合减少发热体与衬布间之间的间隙，但固化后的胶水会使发热体柔韧性变差，手感不好；同时胶水层也阻碍了热传导，其发热的贡献值难以达到预期效果。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种高热传导石墨烯发热体、电热手套及其制备方法，旨在解决现有石墨烯电热手套的热传导效率有待提高的问题。
[0006]本申请的技术方案如下：一种高热传导石墨烯发热体的制备方法，其中，包括以下步骤：1）将PI覆铜膜蚀刻形成铜箔电极线路，在发热区域印刷石墨烯电热浆料，烘干形成石墨烯发热层，所述石墨烯发热层与所述铜箔电极线路相连；2）在所述PI覆铜膜印有所述石墨烯发热层的一面上涂覆导热浆料层，干燥成膜；所述导热浆料为具有热熔胶特性的导热浆料。
[0007]所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其中，所述导热浆料的制备方法，包括以下步骤：将聚己二酸
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丁二醇酯、二羟甲基丙酸进行脱水预处理；在氮气的保护下，按
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NCO与
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OH的摩尔比为1.1~2：1的配比滴加二异氰酸酯，升温到60~120℃，保温2~4h；加入催化剂、聚醚多元醇，反应2~4h；加入过量的封端剂进行完全封端反应，制备得到聚氨酯树脂；将氮化硼粉末与剥离剂混合均匀，研磨剥离2~4h，制备得到氮化硼剥离液；按重量百分比计，将5~40%所述聚氨酯树脂、50~80%所述氮化硼剥离液、1~20%助剂高速分散30~180min。
[0008]所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其中，所述聚己二酸
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丁二醇酯为
分子量1000、1500、2000、2500、3000中的一种或两种以上；所述聚己二酸
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丁二醇酯与所述二羟甲基丙酸的摩尔比为20~1：1；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种；所述催化剂为辛酸亚锡、有机锡、有机铋中的一种或两种；所述催化剂的加入量为所述聚己二酸
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丁二醇酯、所述二羟甲基丙酸和所述二异氰酸酯总重量的0.1 wt %；所述聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、1,4
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丁二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯乙二醇中的一种或两种以上；所述聚醚多元醇与剩余的
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NCO的摩尔比为0.5~1：1；所述封端剂为单羟基硅、双羟基硅油、多羟基硅油、单羟基聚醚改性硅油一种或两种；所述氮化硼粉末为粒径为10~500nm的六方结构分子晶体；所述剥离剂为乙醇、丙二醇、异丙醇、PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG1500、PEG2000中的一种或两种以上；所述氮化硼与所述剥离剂质量比为0.1~5：1；所述助剂为流平剂、消泡剂、成膜剂、润湿剂、分散剂中的一种或两种以上。
[0009]所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其中，在步骤1）中，所述PI覆铜膜中，PI膜的厚度为0.1~2mm，铜箔的厚度为0.1~3mm；所述石墨烯电热浆料为水性体系石墨烯电热浆料、油性体系石墨烯电热浆料中的一种；所述烘干的过程为在60~150℃处理5~60min；在步骤2）中，所述干燥成膜的过程为在60~120℃处理10~30min。
[0010]所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其中，所述高热传导石墨烯发热体的制备方法，还包括以下步骤：3）将衬布布置在高热传导石墨烯发热体涂覆有导热浆料层的一面上，热压成一体；所述热压过程中，温度为80~160℃，压强为0~100Pa，处理时间为3~20s。
[0011]一种高热传导石墨烯发热体，其中，采用如上所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法制备得到。
[0012]一种高热传导石墨烯电热手套的制备方法，其中，包括以下步骤：a）按左右手型设计一对手性对称的手型铜极线路图，将PI覆铜膜按设计的手型铜极线路图蚀刻形成铜箔电极线路，在发热区域印刷石墨烯电热浆料，烘干形成石墨烯发热层，所述石墨烯发热层与所述铜箔电极线路相连；b）在所述PI覆铜膜印有所述石墨烯发热层的一面上涂覆导热浆料层，干燥成膜，制备得到高热传导石墨烯发热体；所述导热浆料为具有热熔胶特性的导热浆料；c）将手套衬布布置在所述高热传导石墨烯发热体涂覆有所述导热浆料层的一面上，热压成一体；d）将带有所述手套衬布的所述高热传导石墨烯发热体放在手套的手背区域，与温控、开关连接，经缝纫制备得到所述高热传导石墨烯电热手套。
[0013]所述的高热传导石墨烯电热手套的制备方法，其中，所述导热浆料的制备方法，包括以下步骤：将聚己二酸
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丁二醇酯、二羟甲基丙酸进行脱水预处理；
在氮气的保护下，按
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NCO与
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OH的摩尔比为1.1~2：1的配比滴加二异氰酸酯，升温到60~120℃，保温2~4h；加入催化剂、聚醚多元醇，反应2~4h；加入过量的封端剂进行完全封端反应，制备得到聚氨酯树脂；将氮化硼粉末与剥离剂混合均匀，研磨剥离2~4h，制备得到氮化硼剥离液；按重量百分比计，将5~40%所述聚氨酯树脂、50~80%所述氮化硼剥离液、1~20%助剂高速分散30~180min。
[0014]所述的高热传导石墨烯电热手套的制备方法，其中，所述聚己二酸
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丁二醇酯为分子量1000、1500、2000、2500、3000中的一种或两种以上；所述聚己二酸
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丁二醇酯与所述二羟甲基丙酸的摩尔比为20~1：1；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种；所述催化剂为辛酸亚锡、有机锡、有机铋中的一种或两种；所述催化剂的加入量为所述聚己二酸
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丁二醇酯、所述二羟甲基丙酸和所述二异氰酸酯总重量的0.1 wt %；所述聚醚多元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高热传导石墨烯发热体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将PI覆铜膜蚀刻形成铜箔电极线路，在发热区域印刷石墨烯电热浆料，烘干形成石墨烯发热层，所述石墨烯发热层与所述铜箔电极线路相连；2）在所述PI覆铜膜印有所述石墨烯发热层的一面上涂覆导热浆料层，干燥成膜；所述导热浆料为具有热熔胶特性的导热浆料。2.根据权利要求1所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其特征在于，所述导热浆料的制备方法，包括以下步骤：将聚己二酸
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丁二醇酯、二羟甲基丙酸进行脱水预处理；在氮气的保护下，按
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OH的摩尔比为1.1~2：1的配比滴加二异氰酸酯，升温到60~120℃，保温2~4h；加入催化剂、聚醚多元醇，反应2~4h；加入过量的封端剂进行完全封端反应，制备得到聚氨酯树脂；将氮化硼粉末与剥离剂混合均匀，研磨剥离2~4h，制备得到氮化硼剥离液；按重量百分比计，将5~40%所述聚氨酯树脂、50~80%所述氮化硼剥离液、1~20%助剂高速分散30~180min。3.根据权利要求2所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其特征在于，所述聚己二酸
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丁二醇酯为分子量1000、1500、2000、2500、3000中的一种或两种以上；所述聚己二酸
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丁二醇酯与所述二羟甲基丙酸的摩尔比为20~1：1；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种；所述催化剂为辛酸亚锡、有机锡、有机铋中的一种或两种；所述催化剂的加入量为所述聚己二酸
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丁二醇酯、所述二羟甲基丙酸和所述二异氰酸酯总重量的0.1 wt %；所述聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、1,4
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丁二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯乙二醇中的一种或两种以上；所述聚醚多元醇与剩余的
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NCO的摩尔比为0.5~1：1；所述封端剂为单羟基硅、双羟基硅油、多羟基硅油、单羟基聚醚改性硅油一种或两种；所述氮化硼粉末为粒径为10~500nm的六方结构分子晶体；所述剥离剂为乙醇、丙二醇、异丙醇、PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG1500、PEG2000中的一种或两种以上；所述氮化硼与所述剥离剂质量比为0.1~5：1；所述助剂为流平剂、消泡剂、成膜剂、润湿剂、分散剂中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其特征在于，在步骤1）中，所述PI覆铜膜中，PI膜的厚度为0.1~2mm，铜箔的厚度为0.1~3mm；所述石墨烯电热浆料为水性体系石墨烯电热浆料、油性体系石墨烯电热浆料中的一种；所述烘干的过程为在60~150℃处理5~60min；在步骤2）中，所述干燥成膜的过程为在60~120℃处理10~30min。5.根据权利要求1所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法，其特征在于，所述高热传导石墨烯发热体的制备方法，还包括以下步骤：3）将衬布布置在所述高热传导石墨烯发热体涂覆有所述导热浆料层的一面上，热压成一体；
所述热压过程中，温度为80~160℃，压强为0~100Pa，处理时间为3~20s。6.一种高热传导石墨烯发热体，其特征在于，采用如权利要求1~5任一项所述的高热传导石墨烯发热体的制备方法制备得到。7.一种高热传导石墨烯电热手套的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建清，兰小军，陈铙欣，潘碧莹，
申请(专利权)人：佛山市顺德区永利华运动用品有限公司，
类型：发明
国别省市：