【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于个人热管理领域，特别涉及一种具有电热、光热功能的柔性相变复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、个人热量管理简称个人热管理ptm（personal thermal management），近年来成为健康领域的新趋势，个人热管理强调提高人体热舒适，降低采暖和制冷的能耗，强调人体及其所在环境的能量管理。特别是随着世界人口老龄化的进程加快，老年人面对环境温差的波动容易生病，因此，维持老年人的热舒适是一个值得关注的问题，个人热管理的重要性凸显。
2、在个人热管理领域中，温度可调节穿戴设备或者服装是其中重要的策略，包括可以通过有源式的穿戴设备，其上设置有主动改变温度的元件，通过能量输出主动改变穿戴设备的温度，实现温度调节；也可以是针对人体辐射和传导传热的被动方案，如金属纳米纤维纺织品、石墨烯及碳基材料及汗液管理纺织品等，可以更好地控制人体散热实现个人热管理。
3、个人热管理穿戴设备中的导电填料、光热填料、相变材料等新型材料是研究人员关注的重点。导电填料具有焦耳加热的特性，光热填料具有可吸收太阳热能的特点，固-液相变材料通过吸收/释放热量产生相变，将热能进行存储和释放。
4、但是目前用于个人热管理穿戴设备所使用的材料还有如下缺点：难以满足多场景的应用，将个人热管理、电热、光热、相变储能和传感结合实现功能集成仍然是领域空白；例如现有文献中cn115045043a，公开了一种柔性相变储能传感器的制备方法，以热塑性弹性体纳米纤维膜作为基底层，混合纤维膜作为相变层，热塑性弹性体纤维膜和导电材料的复合物
技术实现思路
1、本专利技术所述具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，具有可通过电热或光热产生热量，并且内部的相变材料可将热量储存或释放，以达到个人热管理的功效；并且材料在人体穿戴式运动检测装备方面具有广泛的应用前景。
2、本专利技术的可以通过以下技术方案实现：
3、一种具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，为多层复合结构，包括最上层的导电光热层和最底层的导电光热层，还包括两个导电光热层之间的相变层。
4、所述导电光热层的原料组分按重量份计包括：聚合物膜基体100份，导电填料1-40份。
5、所述导电光热层内部分为填料聚集层和聚合物层两部分；其中聚合物层与相变层相贴合。填料聚集层的厚度为0.1-500μm；聚合物膜具有高导电性，电导率为0.1 s/m-100s/m。
6、所述相变层的原料组分按重量份计包括：聚合物膜基体100份，相变材料30-80份。
7、所述的导电光热层的聚合物膜基体包括聚氨酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯和橡胶的一种或几种。
8、所述导电填料包括纳米炭黑、碳纤维、碳纳米管、金属纳米线、金属纳米片、金属纳米颗粒、石墨烯、石墨和mxene的一种或几种。
9、所述相变层的薄膜基体包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氨酯、环氧树脂、橡胶的一种或几种。
10、所述相变层薄膜中含有的相变材料包括高级脂肪烃、脂肪酸及其酯类、结晶水合盐类、熔融盐类、高分子类和金属及合金类的一种或几种。
11、所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其制备方法包括如下步骤：
12、步骤（1）：室温下，将导电填料加入液态聚合物基体中，搅拌5分钟-2小时后超声5分钟-1小时；为了使后续液态聚合物基体中的填料达到沉淀效果，需调配液态聚合物基体合适的粘稠度，使填料能在后续过程中顺利沉淀。
13、步骤（2）：将步骤（1）得到的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，40-60°c下干燥得到导电光热层薄膜；然后重复步骤（1）和（2）的操作，得到另一片一样的导电光热层薄膜；
14、步骤（3）：另外取液态聚合物基体，加入相变材料，搅拌5分钟-2小时，然后40-60°c下干燥得到相变层薄膜；
15、步骤（4）：室温下，将电光热层膜材料的聚合物层面，上下贴合在相变层薄膜的上下端面，模压10-24小时，即得复合材料。
16、复合材料模压时应根据材料的特性选择合适的压力，因为上下导电光热层膜均为非均质聚合物膜，膜两侧的力学性能不一致，模压压力应不超过膜最大破坏应力为限。
17、材料制备的过程原理为：
18、导电光热层的胶乳成膜期间，导电填料自发地在聚合物基体溶液底部聚集，形成了高导电性的导电层，提高了聚合物膜的机械性能。导电层的导电通路如果在外力作用下发生形变，电阻也随之发生变化。同时，填料未聚集的区域为聚合物膜提供了柔性，能够很好地与相变层薄膜贴合。对于相变层材料来说，由于相变层薄膜基体通过物理共混可以很好地相变材料封装在基体，相变过程中并没有相变材料泄露出来。
19、材料工作的过程原理为：
20、导电层在低电压的加载下可进行焦耳加热，热量传递到相变层，相变材料通过固-液相变的形式将热量储存起来。当停止加热时，相变材料又经过相变将热量释放出来。由此实现“电热”个人热管理效果；
21、由于导电填料存在的光热效应使得材料具有光加热效果。通过表面吸收外界太阳光线的热量加热相变材料，利用“光热”效果也会触发相变层薄膜的相变，停止光照后热量随之释放。
22、与现有技术相比，本专利技术有如下优点及效果：
23、1）本专利技术具有双重加热功能，导电填料自发形成的填料聚集层由于高导电性可在低电压进行焦耳加热；填料还具有光热功能，在近红外激光、阳光照射下利用光热效应进行加热，用于人体热管理。
24、2）基于本专利技术的三明治结构相变复合材料，与传统的个人热管理材料相比，具有优异的柔韧性和一定的力学强度，可以耐受拉伸、弯曲、折叠等受力环境，同时还具备了监测人体运动的功能。
25、3）本专利技术的制备方法绿色环保，制备过程不需要有机溶剂参与，操作简单，耗能低，利用工业化大批量生产。
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1.一种具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，为多层复合结构，包括最上层的导电光热层和最底层的导电光热层，还包括两个导电光热层之间的相变层（2）。
2.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述导电光热层的原料组分按重量份计包括：聚合物膜基体100份，导电填料1-40份。
3.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述导电光热层内部分为填料聚集层（11）和聚合物层（12）两部分；其中聚合物层（12）与相变层（2）相贴合。
4.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述相变层（2）的原料组分按重量份计包括：聚合物膜基体100份，相变材料30-80份。
5.根据权利要求2所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述的导电光热层（1）的聚合物膜基体包括聚氨酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯和橡胶的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述导电填料包括纳米炭
7.根据权利要求4所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述相变层（2）的薄膜基体包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氨酯、环氧树脂和橡胶的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述相变层薄膜中含有的相变材料包括高级脂肪烃、脂肪酸及其酯类、结晶水合盐类、熔融盐类、高分子类和金属及合金类的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，为多层复合结构，包括最上层的导电光热层和最底层的导电光热层，还包括两个导电光热层之间的相变层（2）。
2.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述导电光热层的原料组分按重量份计包括：聚合物膜基体100份，导电填料1-40份。
3.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述导电光热层内部分为填料聚集层（11）和聚合物层（12）两部分；其中聚合物层（12）与相变层（2）相贴合。
4.根据权利要求1所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述相变层（2）的原料组分按重量份计包括：聚合物膜基体100份，相变材料30-80份。
5.根据权利要求2所述的具有电热、光热功能的柔性相变复合材料，其特征在于，所述的导电...
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