[發(fā)明專利]一種柔性電熱紙及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010578624.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN113832779B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊仁黨;陳泓丞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): D21H27/30
• 分類號(hào): D21H27/30;D21H13/48;D21H11/00;B32B5/08;B32B15/02;B32B15/18;B32B5/26;B32B21/02;B32B21/10;B32B15/14;B32B37/02;H05B3/34
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 劉瑜

本發(fā)明公開了一種柔性電熱紙及其制備方法與應(yīng)用。該柔性電熱紙的制備方法包括如下步驟：(1)將不銹鋼纖維浸漬于氫氧化鈉溶液中進(jìn)行預(yù)處理，處理完成后加水清洗并烘干，得到預(yù)處理后的不銹鋼纖維；然后將預(yù)處理后的不銹鋼纖維與未打漿的漂白闊葉木漿混合分散均勻后抄成濕紙頁(yè)，得到電熱材料的中間層；(2)對(duì)漂白闊葉木漿進(jìn)行疏解和打漿，至打漿度為30～60°SR，然后抄成濕紙頁(yè)，作為電熱材料的底層和面層；(3)將底層、中間層和面層按順序依次復(fù)合，經(jīng)壓榨和干燥后，得到柔性電熱紙。本發(fā)明以木漿纖維作為電熱材料的基底，不銹鋼纖維作為電熱材料的主體，具有較高的強(qiáng)度、柔韌性和電熱性能，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電熱材料領(lǐng)域，特別涉及一種柔性電熱紙及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

電熱材料是制備各種電阻加熱設(shè)備的發(fā)熱元件，在電場(chǎng)力的作用下，電子發(fā)生定向移動(dòng)，材料的特殊結(jié)構(gòu)使電子運(yùn)動(dòng)受阻，導(dǎo)致內(nèi)能增加，最終電能轉(zhuǎn)化為熱能。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電熱材料在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來(lái)越廣泛，如發(fā)熱服、室內(nèi)保暖、車窗門窗除霧等。

現(xiàn)有的制備電熱材料的方法大致分為兩類：一類是對(duì)金屬材料進(jìn)行機(jī)械加工，制成金屬電熱絲、電熱板等，使用這種方法制備的電熱材料具有發(fā)熱溫度高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)；另一種方法則是以導(dǎo)電顆粒或纖維絲為填料，以大分子聚合物為分散介質(zhì)制成輕薄的電熱膜，通過(guò)集成電路設(shè)計(jì)，可進(jìn)一步加工成便攜式發(fā)熱元件。

隨著智能可穿戴設(shè)備快速發(fā)展，研究者們正致力于開發(fā)尺寸更小、功耗更低、電熱性能更好的柔性發(fā)熱元件，以期在智能可穿戴領(lǐng)域獲得廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。但傳統(tǒng)的金屬電熱材料柔性差、密度高，以聚合物為基材的電熱膜存在強(qiáng)度低、發(fā)熱溫度低、生物相容性不佳等問(wèn)題，這都限制了它們?cè)诳纱┐黝I(lǐng)域中的應(yīng)用。

紙張具有柔性好、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)以及生物相容性好的優(yōu)點(diǎn)，是研究可穿戴設(shè)備的常用基材。現(xiàn)有的紙基電熱材料大多由高成本的碳纖維、碳納米管或?qū)щ娋酆衔镏苽洌渲苽溥^(guò)程復(fù)雜且無(wú)機(jī)纖維或填料間缺乏良好的結(jié)合力，需要進(jìn)行額外的涂布加工處理。因此，提供一種簡(jiǎn)單有效的方法制備出低成本的柔性電熱紙具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種柔性電熱紙的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述方法制備得到的柔性電熱紙。

本發(fā)明的再一目的在于提供所述柔性電熱紙的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種柔性電熱紙的制備方法，包括如下步驟：

(1)將不銹鋼纖維浸漬于氫氧化鈉溶液中進(jìn)行預(yù)處理，處理完成后加水清洗并烘干，得到預(yù)處理后的不銹鋼纖維；然后將預(yù)處理后的不銹鋼纖維與未打漿的漂白闊葉木漿混合分散均勻后抄成濕紙頁(yè)，得到電熱材料的中間層；

(2)對(duì)漂白闊葉木漿進(jìn)行疏解和打漿，至打漿度為30～60°SR，然后抄成濕紙頁(yè)，作為電熱材料的底層和面層；

(3)將底層、中間層和面層按順序依次復(fù)合，經(jīng)壓榨和干燥后，得到柔性電熱紙。

步驟(1)中所述的不銹鋼纖維的直徑為10～15μm，長(zhǎng)度為2～5mm；不銹鋼纖維的直徑優(yōu)選為10μm，長(zhǎng)度優(yōu)選為5mm。

步驟(1)中所述的浸漬的時(shí)間為5～15min；優(yōu)選為10min。

步驟(1)中所述的氫氧化鈉溶液的濃度為質(zhì)量百分比3～5％；優(yōu)選為質(zhì)量百分比5％。

步驟(1)中所述的漂白闊葉木漿的濃度為質(zhì)量百分比1～2％；優(yōu)選為質(zhì)量百分比2％。

步驟(1)中所述的水優(yōu)選為去離子水。

步驟(1)中所述的清洗的次數(shù)為3～5次。