一種柔性發(fā)熱膜組件及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種柔性發(fā)熱膜組件及其制備方法，本發(fā)明專利技術(shù)的柔性發(fā)熱膜組件，包括柔性發(fā)熱層，所述柔性發(fā)熱層由5～1000層的發(fā)熱膜層疊連接組成，層與層之間構(gòu)成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，柔性發(fā)熱層上連接有電路系統(tǒng)，柔性發(fā)熱層的上下兩側(cè)中至少有一側(cè)設(shè)置有保護層；柔性發(fā)熱層的多層發(fā)熱膜層疊連接，層與層之間構(gòu)成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，這種獨特的納米孔隙、較大的長徑比和較高的比表面積使該柔性發(fā)熱層有極好的彈性模量和彎曲強度，從而保證了柔性發(fā)熱膜組件宏觀的柔軟性及手感的舒適性。另外，本發(fā)明專利技術(shù)的柔性發(fā)熱膜組件具有超薄厚度，及其高的柔軟度，易于加工成型，耐洗滌，是良好的絕緣保溫材料。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于發(fā)熱材料
，具體涉及。
技術(shù)介紹
隨著生活水平的提高，人們在越來越多的地方需要特殊的熱源，如：醫(yī)療上的熱 敷，外出時飯菜的加熱，天冷時暖手、暖腳、汽車坐墊等等。目前市場上的發(fā)熱材料一般分為 化學(xué)發(fā)熱和電發(fā)熱。化學(xué)發(fā)熱常見物質(zhì)是生石灰、熱冰（醋酸鈉溶液）、鐵粉等，通過這些物 質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)發(fā)熱。但這些物質(zhì)均為化學(xué)用品，且反應(yīng)劇烈，不好控制，溫度也不穩(wěn)定， 易對人體造成傷害，安全情況堪憂。 目前市售的電熱產(chǎn)品主要材料為：金屬電熱材料、非金屬電熱材料和碳纖維電熱 材料。 金屬類電熱材料主要包括貴金屬（Pt)、高溫恪點金屬（W、Mo、Ta、Nb)及其合金、鎳 基合金和鐵鋁系合金。應(yīng)用最廣泛的金屬電熱材料主要是鎳鉻合金和鐵鋁系合金。但金屬 材料室溫韌性差，易斷，安全性能也不佳。 非金屬電熱材料主要有碳化硅、鉻酸鑭、氧化鋯、二硅化鉬等。非金屬電熱材料與 金屬電熱材料相比具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、電熱轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，正逐步取代金屬 電熱材料。但是非金屬電熱材料自身也存在許多缺點，例如，碳化硅材料高溫氧化氣氛中使 用，易造成碳化硅元件因強烈氧化而燒損，制約了其在更高溫度領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用；二硅化鉬 雖具有金屬和陶瓷的雙重性能，但室溫韌性差和高溫強度低的缺點也限制了其發(fā)展應(yīng)用。 上述發(fā)熱材料均較硬且厚重，并不能滿足大多數(shù)的需求，例如應(yīng)用于服裝、家紡、 家居等領(lǐng)域時并不能給人舒適的體驗；同時目前大多數(shù)的發(fā)熱材料并不能耐洗滌，通常是 不能洗滌或是只能局部洗滌，這也給發(fā)熱材料的應(yīng)用帶來了局限性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種柔性發(fā)熱膜組件，這種柔 性發(fā)熱膜組件柔軟性好，手感舒適。 為達此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案： -種柔性發(fā)熱膜組件，包括柔性發(fā)熱層，所述柔性發(fā)熱層由5~1000層的發(fā)熱膜 層疊連接組成，層與層之間構(gòu)成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，所述柔性發(fā)熱層上連接有電路系統(tǒng)，所述 柔性發(fā)熱層的上下兩側(cè)中至少有一側(cè)設(shè)置有保護層。 柔性發(fā)熱層的多層發(fā)熱膜層疊連接，層與層之間構(gòu)成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，這種獨特 的納米孔隙、較大的長徑比和較高的比表面積使該柔性發(fā)熱層有極好的彈性模量和彎曲強 度，從而保證了柔性發(fā)熱膜組件宏觀的柔軟性及手感的舒適性。其中，所述柔性發(fā)熱層的上 側(cè)或下側(cè)或上下兩側(cè)同時設(shè)置有保護層。另外，柔性發(fā)熱膜組件還包括其他功能層，例如防 水層、保溫層、支撐層等，所述其他功能層可以設(shè)于所述保護層的外側(cè)，也可以設(shè)于所述柔 性發(fā)熱層和所述保護層之間，在此不再贅述。 其中，所述柔性發(fā)熱層的多層的發(fā)熱膜之間的連接方式為化學(xué)鍵、范德華力、氫 鍵、粘結(jié)、熱壓中的一種或至少兩種；優(yōu)選地，所述發(fā)熱膜層數(shù)為5~10層時，每層發(fā)熱膜之 間的連接方式為粘結(jié)和/或熱壓；優(yōu)選地，所述發(fā)熱膜層數(shù)為11~1000層時，每層發(fā)熱膜 之間的連接方式為化學(xué)鍵、范德華力、氫鍵中的一種或至少兩種；優(yōu)選地，所述發(fā)熱膜的制 備材料為碳纖維、單臂碳納米管、多臂碳納米管、石墨、石墨烯、氧化石墨烯、磺化石墨烯、富 勒烯中的一種或至少兩種；柔性發(fā)熱層的厚度可通過調(diào)控發(fā)熱膜的層數(shù)來實現(xiàn)，所述柔性 發(fā)熱層的厚度為IOOnm~100 μ m〇 其中，所述柔性發(fā)熱層還包括導(dǎo)電物質(zhì)，所述導(dǎo)電物質(zhì)摻雜于每層的所述發(fā)熱膜 中；優(yōu)選地，所述導(dǎo)電物質(zhì)為金屬顆粒、金屬纖維、納米線、導(dǎo)電高分子、非金屬材料中的一 種或至少兩種；優(yōu)選地，所述金屬顆粒為鐵顆粒、銅顆粒、鎳顆粒、銀顆粒中的一種或至少兩 種，所述金屬纖維為鐵纖維、銅纖維、鎳?yán)w維、銀纖維中的一種或至少兩種，所述納米線為鎳 納米線、鉑納米線、金納米線、銀納米線中的一種或至少兩種，所述導(dǎo)電高分子為聚噻吩、聚 吡咯、聚對苯撐、聚苯硫醚、聚苯胺、碘摻雜處理的聚乙炔中的一種或至少兩種，所述非金屬 材料為碳化硅、鉻酸鑭、氧化鋯、二硅化鉬中的一種或至少兩種，柔性發(fā)熱層通過摻雜導(dǎo)電 物質(zhì)可使柔性發(fā)熱層具有良好的導(dǎo)電性、快速轉(zhuǎn)移電子等能力，并保證了體積發(fā)熱的整體 性，發(fā)熱效果優(yōu)于普通涂層的表面發(fā)熱。 其中，所述保護層具有網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)包括纖維束之間的孔隙、 纖維束連接處的結(jié)點，所述網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)在三維結(jié)構(gòu)上形成網(wǎng)狀連通、鑲套孔、彎曲孔道中 的一種或至少兩種，從而形成一種柔韌而富有彈性的微孔材料，孔率高，孔徑分布均勻，具 有透氣不透水的特性。進一步的，保護層具有特殊的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)，使其與水滴之間的接觸 角大于150°，從而具有超疏水的作用，可以有效阻止水分子對柔性發(fā)熱層的破壞，既可以 實現(xiàn)柔性發(fā)熱膜組件的防水透濕又可以保證柔性發(fā)熱膜組件的耐水洗性。 保護層具有絕緣保溫、防水透濕和保護功能、以及優(yōu)良的耐水洗性；優(yōu)選地，所述 保護層為聚四氟乙烯多孔膜、聚酰亞胺膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚偏二氟乙烯膜、聚酯薄 膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯膜、聚配薄膜、有機硅烷絕緣膜、有機硅氧烷絕緣膜、聚酰胺、環(huán)氧 樹脂、石棉、天然橡膠、合成橡膠、ABS膜、PU膜、TPU膜、TPE膜中的一種或至少兩種。 優(yōu)選地，所述保護層的厚度為5~20 μ m，例如5 μ m、6 μ m、7 μ m、8 μ m、9 μ m、 ΙΟμπκΙΙ μπι、12μπι、13μπι、14μπι、1?5μπι、16μπι、17 μπι、18μπι、19μπι、20μπι。 其中，所述電路系統(tǒng)包括在所述柔性發(fā)熱層上設(shè)置的電極；優(yōu)選地，所述電極的材 料為金屬箱、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電布、導(dǎo)電膠帶中的一種；所述電極可以為通過導(dǎo)電膠帶固定于 所述柔性發(fā)熱層上的帶狀電極，也可以為電鍍于所述柔性發(fā)熱層上的條形的金屬顆粒，還 可以為印刷于所述柔性發(fā)熱層上的條狀的金屬漿液。 其中，所述電路系統(tǒng)還包括功能集成模塊和片狀導(dǎo)線，所述功能集成模塊通過所 述片狀導(dǎo)線與所述電極相連； 優(yōu)選地，所述片狀導(dǎo)線為柔軟片狀導(dǎo)線，所述柔軟片狀導(dǎo)線的內(nèi)層材料為導(dǎo)電的 柔性線狀材料，所述柔軟片狀導(dǎo)線的外層材料為絕緣的柔性材料；在柔性發(fā)熱層的兩邊固 定外接柔軟的片狀導(dǎo)線，所述柔軟的片狀導(dǎo)線為為專門定制的導(dǎo)線，其內(nèi)層材料為導(dǎo)線性 良好的金屬絲、漆包線、碳纖維等一切可以用作導(dǎo)電的柔性線裝物質(zhì)；其外層材料為柔軟的 絕緣布料、硅膠、TPFE、TPU、PVC、ΤΡΕ、腈綸等一切絕緣良好柔軟的物質(zhì)。 電路系統(tǒng)通過電源供電，可通過將導(dǎo)線與USB接口與電源相連接，電源為直流或 交流電源；電源為外接電源、可充電鋰電池、USB輸入中的一種或至少兩種。 其中，所述功能集成模塊與所述電源之間還設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與 所述功能集成模塊之間、所述溫度傳感器與所述電源之間均通過片狀導(dǎo)線連接，電路系統(tǒng) 溫度調(diào)節(jié)方式為手動調(diào)節(jié)、無線遙控調(diào)節(jié)和手機APP調(diào)節(jié)中的一種或至少兩種，可實現(xiàn)隨 時隨地的溫度控制。 優(yōu)選地，所述功能集成模塊包括溫度傳感器和電流傳感器；所述溫度傳感器監(jiān)測 所述柔性發(fā)熱層的溫度，當(dāng)溫度超過限定溫度時所述溫度傳感器斷開切斷電源，當(dāng)溫度低 于所述限定溫度時所述溫度傳感器連接并接通電源，保證了安全性。所述電流傳感器檢測 所述柔性發(fā)熱層的電流，當(dāng)電流超過限定電流時所述溫度傳感器斷開切斷電源；優(yōu)選地，所 述限定溫度為40°C~60°C，例如限定溫度為40°C時，當(dāng)與溫度傳感器接觸面的溫度高于 40本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種柔性發(fā)熱膜組件，其特征在于，所述柔性發(fā)熱膜組件包括柔性發(fā)熱層(1)，所述柔性發(fā)熱層(1)由5～1000層的發(fā)熱膜層疊連接組成，層與層之間構(gòu)成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，所述柔性發(fā)熱層(1)上連接有電路系統(tǒng)(3)，所述柔性發(fā)熱層(1)的上下兩側(cè)中至少有一側(cè)設(shè)置有保護層(2)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王英杰，葛英，黃哲軍，
申請(專利權(quán))人：蘇州聚宜工坊信息科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32