[發(fā)明專利]一種纖維狀可拉伸加熱器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610146804.1
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105792394A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李耀剛;王鹿;郭洋;王宏志;張青紅;侯成義
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;D03D1/00;D06M10/02;D06M11/74;D06M11/83;D06M101/34;D06M101/32;D06M101/06
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于加熱器件及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種纖維狀可拉伸加熱器及其制備方法。

背景技術(shù)

加熱器件由于其在除冰、防霧、熱療、保暖等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景而得到了研究者 的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的柔性加熱器是以銀納米線為導(dǎo)電層，以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為基 底的薄膜狀器件，這種加熱器雖然也較輕、并且具有很好的柔韌性和可拉伸性，但作為隨身 加熱元件應(yīng)用于可穿戴領(lǐng)域，這種薄膜狀的加熱器件不僅不透氣，影響了人體舒適性，而且 這種薄膜很難實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)服裝織物的集成。因而，開發(fā)具有透氣性好，舒適性高，易于與傳 統(tǒng)服裝織物集成的加熱器尤為重要。

然而，到目前為止既具有良好的透氣性和舒適性，又具有高的集成性的加熱器件未見報 道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種纖維狀可拉伸加熱器及其制備方法，該方法制備 的纖維狀加熱器透氣性好，舒適性高，可編織，易于集成，在柔性電子領(lǐng)域，尤其是可穿戴 設(shè)備方面具有很大的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的一種纖維狀可拉伸加熱器，其結(jié)構(gòu)為：導(dǎo)電織物以螺旋狀纏繞在彈性聚合物纖 維上；其中，導(dǎo)電織物為依次浸漬碳納米管分散液和銀納米線分散液的織物。

所述織物為尼龍織物、丙綸織物、滌綸織物、腈綸織物或棉織物。

所述彈性聚合物纖維為聚氨酯纖維、聚二甲基硅氧烷纖維、橡膠纖維或乳膠纖維中的一 種。

所述纏繞方式為：導(dǎo)電布織物與彈性聚合物纖維夾角為30-90°。

所述碳納米管分散液濃度為0.05-3mg/mL，銀納米線分散液濃度為0.01-2mg/mL。

所述碳納米管為單壁碳納米管。

本發(fā)明一種纖維狀可拉伸加熱器的制備方法，包括：

(1)將織物剪裁至條狀，等離子體處理；

(2)將步驟(1)中經(jīng)過等離子體處理的織物依次浸漬碳納米管分散液和銀納米線分散 液，干燥，得到導(dǎo)電織物；

(3)將步驟(2)中的導(dǎo)電織物以螺旋狀纏繞在彈性聚合物纖維上，即得纖維狀可拉伸 加熱器。

所述步驟(1)中等離子處理為：氧氣氣氛，壓強(qiáng)為0.05-0.3MPa，處理時間為1min-30min。

所述步驟(2)中浸漬方式為：先將織物條在碳納米管分散液中浸漬1-5min，在通風(fēng)櫥 中晾干，然后在銀納米線分散液中浸漬1-5min，在通風(fēng)櫥中晾干，為一個循環(huán)；其中，浸漬 1-20個循環(huán)。根據(jù)不同的導(dǎo)電性需求，浸漬不同的循環(huán)個數(shù)。

所述步驟(2)中干燥為在通風(fēng)櫥中晾干。

所述步驟(2)中的碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管，優(yōu)先選用單壁碳納米管。

本發(fā)明通過改變導(dǎo)電織物條與芯層的夾角調(diào)節(jié)纖維加熱器的拉伸程度。

有益效果

(1)本發(fā)明的纖維狀可拉伸加熱器件具有優(yōu)異的柔韌性、輕量性、可拉伸、可編織性、高 集成性以及整合后的透氣性及穿著舒適性；解決了基于目前已報道的加熱器件未能在提供加 熱效果的同時，又滿足透氣性、舒適性以及高集成性的的要求的缺陷；

(2)本發(fā)明制備工藝簡單、成本低廉；

(3)本發(fā)明制備工藝無污染，制備速度快，有利于工業(yè)上生產(chǎn)推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中纖維狀可拉伸結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不 用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實(shí)施例1

(1)將尼龍織物裁剪成條狀，并將其用0.05MPa氧氣氣氛等離子體處理5min，以提高 表面活性；

(2)將(1)中處理好的織物條在0.10mg/mL碳納米管分散液中浸漬1min，在通風(fēng)櫥 中晾干，再在0.01mg/mL銀納米線分散液中浸漬1min，在通風(fēng)櫥中晾干。重復(fù)3個循環(huán)。 制得導(dǎo)電織物；

(3)將(2)中所得導(dǎo)電織物條按30°夾角螺旋狀纏繞在聚氨酯纖維上，制得可拉伸纖維 狀加熱器。所得纖維狀加熱器在正常工作條件下伸長率可達(dá)35％，3.0V工作電壓下最高溫度 可達(dá)43℃。