一种柔性发热膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及导电发热材料技术领域，具体涉及一种柔性发热膜及其制备方法和应用，该柔性发热膜的制备方法，是将热塑性弹性体与导电物质混合后挤出成型得到的颗粒物，作为制备导电层的物质，便于后续工序中挤压形成膜状的导电层。并通过将颗粒物和柔性基材进行模内复合，形成绝缘层与导电层的双层复合结构，在导电层上形成两道平行的电极，使电极与导电件连接，再在导电层一侧形成第二绝缘层，使得第二绝缘层和绝缘层包覆导电层，制备工艺简单，生产效率高，所制得的柔性发热膜具有发热均匀性和绝缘性好，整体柔韧可卷曲的优点，且能够接入5V～220V电压均可，具有适配电压宽泛的优点，因此能应用于制备家用电器或生活用品。此能应用于制备家用电器或生活用品。此能应用于制备家用电器或生活用品。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性发热膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及导电发热材料
，具体涉及一种柔性发热膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，导电发热材料的应用非常广泛，在现代家用电器、建筑、采暖工程、装饰装修等领域均有广泛的应用。
[0003]现有技术中，传统的导电发热材料包括金属加热丝、蚀刻电路发热板、碳浆发热涂层、石墨烯发热膜层、半导体柔性发热膜。其中，金属加热丝属于线发热类型，虽然稳定性比较高，但是加热效率比较低，材料成本也比较高，并且应用时通常需用220V电压或高电压，且不适用于大面积使用。另外，蚀刻电路发热板属于面发热类型，其稳定性和加热效率一般，材料成本比较高，虽然能适配低电压，但是仅适用于小面积使用。另外，碳浆发热涂层属于面发热类型，虽然其加热效率比较高，但是稳定性比较差，并且虽然能适配低电压，但是仅适用于小面积使用。另外，石墨烯发热膜层属于面发热类型，虽然其加热效率比较高，加热均匀性比较好，但是其柔软性和安全性较差，材料成本比较高。另外，半导体柔性发热膜属于面发热类型，虽然其发热均匀性较好，但其制备工艺复杂，一般采用磁控溅射的真空镀膜工艺，制备成本较高，导致材料成本比较高。
[0004]另外，传统的导热材料在进行应用于一些家用电器和生活用品时，也是存在各种问题。其中，金属加热丝作为发热材料，存在加热效率比较低的缺陷，并且由于金属加热丝属于线发热类型，使得一些家用电器的加热均匀性不太好，而且体积也会比较大，生产成本比较高，而且也不太适合应用于一些生活用品，尤其贴身的生活用品。另外，蚀刻电路发热板的成本比较高，稳定性一般，因此不适合应用于一些家用电器和生活用品。碳浆发热涂层的稳定性比较差，也不适合应用于一些家用电器和生活用品。石墨烯发热膜层的生产成本较高和维护比较困难，且石墨烯发热膜层可能含有少量的有害化学物质，可能会对健康造成影响，因此也不适合应用于一些家用电器和生活用品。另外，半导体柔性发热膜的成本比较高，且容易受水汽分子的影响而导致膜材的方阻受影响。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种柔性发热膜的制备方法，该制备方法具有工艺简单、制备成本较低，且制得的柔性发热膜的发热均匀性和柔韧性好的优点。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种柔性发热膜，该柔性发热膜具有很好的柔韧性，方便卷曲或收纳，且发热均匀性和发热效率好的优点。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提供一种柔性发热膜的应用。
[0008]为实现上述专利技术的第一个目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供一种柔性发热膜的制备方法，包括以下步骤：将热塑性弹性体与导电
物质混合，然后进行挤出成型，得到颗粒物，然后将颗粒物和柔性基材进行模内复合，形成绝缘层与导电层的双层复合结构，再在导电层上形成两道平行的电极，然后使电极与导电件连接，再在导电层一侧形成第二绝缘层，即制得所述柔性发热膜。
[0010]本专利技术的一种柔性发热膜的制备方法，将热塑性弹性体与导电物质混合后挤出成型得到的颗粒物，作为制备导电层的物质，其中，采用热塑性弹性体作为导电物质的承载介质，是因为热塑性弹性体不但能让导电物质很好的分散于其中，并且使得所制得的颗粒物整体具有很好的导电性，而且具有很好的可塑性和挤出性，进而便于后续工序中挤压形成膜状的导电层。另外，通过将颗粒物和柔性基材进行模内复合，形成绝缘层与导电层的双层复合结构，能够很好地将具有导电性能的颗粒物通过压延形成膜状导电层，并且同时与柔性基材进行共挤复合，在形成导电层的同时也形成了绝缘层，具有生产效率高，且实现了导电层发热均匀，整个结构呈现柔韧可卷曲的优点。另外，在导电层上形成两道平行的电极后，使电极与导电件连接，再在导电层一侧形成第二绝缘层，使得第二绝缘层和绝缘层包覆导电层，进而使得所制得的柔性发热膜的绝缘性能比较好，且整体柔韧可卷曲。
[0011]进一步的，所述柔性发热膜的制备方法还包括以下步骤：所述颗粒物再与热塑性弹性体和增韧剂混合，然后进行挤出成型，得到第二颗粒物；所述第二颗粒物再用于形成绝缘层与导电层的双层复合结构。其中，在形成绝缘层与导电层的双层复合结构前，将颗粒物继续与热塑性弹性体和增韧剂混合挤压形成第二颗粒物，能够使得第二颗粒物在形成导电层后柔韧性和可卷曲性更好。
[0012]进一步的，所述制备第二颗粒物用的热塑性弹性体包括TPU、TPE或SBS中的一种或两种以上的组合；其中，TPU绝缘体为热塑性聚氨酯弹性体，其加工性能非常好，易于进行注射、挤出和压延的加工操作，进而方便用于包覆柔性发热体。其中，TPE绝缘体为热塑性弹性体，又称为人造橡胶或合成橡胶，其加工性能比较好，可采用注塑、挤出、吹塑、压延等加工方式，进而方便用于包覆柔性发热体。其中，SBS为苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物，能够进行挤压、注射、吹塑、压延等加工成型工艺，进而便于制备柔性发热膜。
[0013]进一步的，所述颗粒物、热塑性弹性体、增韧剂的重量比为1：(0.5～4)：(0.1～1)；其中，该重量比能够保证形成的第二颗粒物制得的导电层具有较好的导电性，并且能够使得导电层的柔韧性和可卷曲性更好。
[0014]进一步的，所述增韧剂为树脂类增韧剂，包括甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物或丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物中的一种或两种。其中，所采用的增韧剂能够使得导电层具有很好的柔韧性和可卷曲性。
[0015]进一步的，所述导电件包括第一导线和第二导线，所述第一导线和第二导线分别与所述两道平行的电极电性连接，且第一导线和第二导线均延伸于所述第二绝缘层外；其中，第一导线和第二导线可采用柔性FPC软线，并通过导电胶将第一导线和第二导线分别粘贴在第一电极和第二电极的端部，延伸于第二绝缘层外的第一导线和第二导线的端部可以用于焊接或者通过电线快速接头与其他导电件(如插头)连接。
[0016]或
[0017]进一步的，所述导电件包括无线充电模块，所述无线充电模块分别与所述两道平行的电极电性连接并包覆于所述第二绝缘层内。其中，无线充电模块能够使得第一电极和第二电极通电，进而使得导电层发热。由于导电件为无线充电模块，且无线充电模块完全封
装于第二绝缘层的内部，进而使得整个柔性发热膜完全绝缘和完全防水，因此绝缘性能和防水性能非常优异。
[0018]进一步的，所述制备颗粒物用的热塑性弹性体包括TPU、TPE或SBS中的一种或两种以上的组合；其中，TPU绝缘体为热塑性聚氨酯弹性体，其加工性能非常好，易于进行注射、挤出和压延的加工操作，进而方便用于包覆柔性发热体。其中，TPE绝缘体为热塑性弹性体，又称为人造橡胶或合成橡胶，其加工性能比较好，可采用注塑、挤出、吹塑、压延等加工方式，进而方便用于包覆柔性发热体。其中，SBS为苯乙烯
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丁二烯
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性发热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将热塑性弹性体与导电物质混合，然后进行挤出成型，得到颗粒物，然后将颗粒物和柔性基材进行模内复合，形成绝缘层与导电层的双层复合结构，再在导电层上形成两道平行的电极，然后使电极与导电件连接，再在导电层一侧形成第二绝缘层，即制得所述柔性发热膜。2.如权利要求1所述的一种柔性发热膜的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述颗粒物再与热塑性弹性体和增韧剂混合，然后进行挤出成型，得到第二颗粒物；所述第二颗粒物再用于形成绝缘层与导电层的双层复合结构。3.如权利要求2所述的一种柔性发热膜的制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体包括TPU、TPE或SBS中的一种或两种以上的组合；和/或所述颗粒物、热塑性弹性体、增韧剂的重量比为1：(0.5～4)：(0.1～1)；和/或所述增韧剂为树脂类增韧剂，包括甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物或丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物中的一种或两种。4.如权利要求1所述的一种柔性发热膜的制备方法，其特征在于，所述导电件包括第一导线和第二导线，所述第一导线和第二导线分别与所述两道平行的电极电性连接，且第一导线和第二导线均延伸于所述第二绝缘层外；或所述导电件包括无线充电模块，所述无线充电模块分别与所述两道平行的电极电性连接并包覆于所述第二绝缘层内。5.如权利要求1所述的一种柔性发热膜的制备方法，其特征在于，所述热塑性弹性体包括TPU、TPE或SBS...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯滨，
申请(专利权)人：碳境科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：