[發明專利]一種發熱片的制備方法及應用該制備方法制得的發熱片

有效

• 申請號: 202010301610.0
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111469329B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 陳鵬;忻鋒光
• 申請（專利權）人: 寧波堇山新材料有限公司
• 主分類號: B29C43/18
• 分類號: B29C43/18;C08L61/06;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/08;B29L31/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 陳洪娜;莫夢婷

本發明公開了一種發熱片的制備方法，包括有以下步驟：將陽極電極片、陰極電極片和隔熱絕緣材料放置入骨架模具的模腔中，然后將骨架模具合膜，使隔熱絕緣材料在120～180℃、150～300kg/cm²的條件下固化成型為絕緣骨架，得到帶有陽極電極片、陰極電極片的絕緣骨架；將帶有陽極電極片、陰極電極片的絕緣骨架和電熱材料放置入成型模具的模腔中，然后將成型模具合膜，使電熱材料在120～180℃、150～300kg/cm²的條件下固化成型為導電發熱體，得到所需的發熱片。本發明還公開了一種應用上述制備方法制得的發熱片。與現有技術相比，本發明的制備方法無需在制備過程中用外部裝置對電極進行固定，且工藝簡單。

技術領域

本發明涉及發熱片技術領域，具體指一種發熱片的制備方法及應用該制備方法制得的發熱片。

背景技術

現有的低電壓加熱方式一般是通過較低電阻率的金屬拉制成電熱絲，利用較小的截面積來提升電阻阻值，以便滿足較低發熱功率的場合。這樣帶來的問題是，發熱體表面功率密度高，導致電熱絲表面溫度較高，如果與塑膠外殼接觸的話會導致塑膠融化，所以電熱絲一般是懸空工作或者外加緩沖外被。這兩種方式都會導致熱傳力過程中的損失，并且增加了設計難度。當然也可以通過增加電熱絲的長度來增加電阻，但這是建立在增加成本和工藝繁瑣度的前提下。

總之，電熱絲在低壓中低功率使用是有如下的不足：第一，電熱絲需要做高溫絕緣外被，以避免纏繞導電體導致漏電或短路；第二，當表面功率密度過高時，電熱絲表面發紅，溫度急劇升高，導致外被和接觸物融化燃燒；第三，由于電阻率很小，導致電熱絲很纖細，包裹外被后，熱量通過外被傳導到，熱阻很大；第四，電熱絲柔軟，不容易定型，增加了生產工藝復雜程度，而且電熱絲越長，工藝越復雜。

同樣地，采用薄膜線路板進行加熱也會產生類似的問題，將合金壓制成薄膜，刻蝕出線路后，通常需要利用絕緣的高分子聚合物薄膜在高溫下包覆，得到三層結構的薄片，上下層為絕緣保護層，中間層為加熱功能層。

為了克服上述問題，可以采用新型的電熱材料來制備發熱片代替傳統的電熱絲、薄膜線路板來進行加熱。如專利申請號為CN201710431144.6(公告號為CN107135559A)的發明專利《一種新型石墨烯復合電發熱片及其制備方法》公開了一種新型石墨烯復合電發熱片及其制備方法，電發熱片包括：電極層、石墨烯復合膜，石墨烯復合膜具有良好的柔軟度，可任意彎曲、折疊；通過石墨烯復合膜的均勻涂抹，實現發熱均勻；通過電極層和石墨烯復合膜的配合，使發熱片能夠發熱，并發出不會對人體產生危害的，在5～15um之間的紅外線波長。制備方法實現上述效果的同時，還實現以下有益效果：通過在大塊的基板上涂覆混合膠狀涂料，進行高溫烘干，冷卻后，剝離出柔性材料，再進行裁剪，有利于批量生產，并且得到的一種石墨烯新型復合電發熱片一致性良好，不會出現過大的電阻偏差。

但是上述發熱片及其制備方法有如下缺點：

第一，需要在石墨烯薄膜成型后，然后將銀漿材料涂抹于石墨烯復合膜上的凝固形成電極，或將銅合金覆蓋在石墨烯復合膜上形成電極，若將銅合金直接和石墨烯復合膜的原料一起成型，則在成型過程中，需要通過夾具等外部裝置對銅合金進行支撐，實現對銅合金的定位；

第二，通過將石墨烯和粘結劑等組分在溶劑中分散得到復合漿料，但是儲存過程中，由于密度的不同，石墨烯和粘結劑等組分容易發生分層，石墨烯容易發生團聚，使用時還需要通過攪拌等方式對其重新進行分散；

第三，需要以基板作為支撐，通過將石墨烯復合漿料涂覆在基板上形成石墨烯復合膜，一方面，發熱片的最高溫度限受限于基板材料，過熱的溫度會導致基板變形分解或燃燒，若采用PET材料作為基板，只能在80℃以下工作，若采用PI(聚酰亞胺)材料則可以在250℃以下工作，但是PI材料工藝復雜成本昂貴，是電熱絲的幾倍價格；另一方面，石墨烯薄膜發熱后，熱量需要通過基板才能傳遞到受熱物體表面，基板為普通塑料，其導熱率通常只有0.2～0.4W/m·K，而且在高溫是基板膨脹更容易導致熱傳導不良，因此熱的傳導效率較低；