[发明专利]泡沫组合物、柔性热电装置、柔性导电层叠体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种泡沫组合物和一种包括由该泡沫组合物制得的泡沫的柔性热电装置，所述泡沫组合物包括泡沫前体和邻苯二甲酸酯系化合物，其中泡沫前体与邻苯二甲酸酯系化合物的体积比为100：10～50。

技术领域

本发明涉及泡沫组合物、柔性热电装置、柔性导电层叠体及其制备方法。

背景技术

泡沫是指海绵形式的多孔材料，其通过发泡工艺制备，并且分为柔性聚氨酯系泡沫和硬质泡沫两大类。

柔性聚氨酯系泡沫具有柔软的主体并且即使它们由于外力而变形也会恢复到它们的原始形状，因此用作缓冲或吸音材料。硬质泡沫具有硬的主体并且当它们受到外力变形时难以恢复到它们的原始形状，因此主要用作隔热体(insulator)或填料。

换句话说，通常用于隔热的层叠体由于为了优异的隔热效果而使用硬质泡沫故而降低了柔韧性，并且当施加高水平的物理变形时被损坏，因此应用到柔性导电装置中受到限制。

同时，热电效应是热能和电能通过相互作用直接相互转换的效应并且是ThomasJohann Seebeck发现的塞贝克效应和Jean Charles Peltier发现的珀耳帖效应的通称。表现出这种热电效应的装置被称为热电装置。

热电装置包括：利用塞贝克效应的热电发电装置(其将热能转换成电能)以及利用珀耳帖效应的冷却装置(其将电能转换成热能)等。热电装置是最能满足节能要求的材料和技术。它广泛应用于汽车工业、航空航天工业、半导体工业、生物技术工业、光学工业、计算机工业、发电工业、家用电器工业等领域，研究机构和大学正在努力提高热效率。

通常，热电装置通过下述制备：在诸如氧化铝(Al₂O₃)等陶瓷下基底上形成第二电极，在第二电极的表面上形成由N型和P型半导体制成的热电材料，并通过第一电极串联连接N型热电材料和P型热电材料。然而，这种热电装置是级联型热电装置或分段型热电装置，因此难以改变热电装置的形状，并且使用没有柔性特性的由氧化铝(Al₂O₃)或氮化铝(AIN)制成的陶瓷基底或者施加有非导电薄膜的金属基底，使得难以将热电装置应用于要求柔性的领域。

此外，由于基底的重量重，因此热电装置不适用于需要减轻重量的体育健身领域、汽车领域、航空航天领域等领域，并且P型和N型热电材料形成为团块状以具有在1mm至几十毫米的范围内的长度，但是由于上下基底使热损失很大。

此外，韩国专利登记No.10-1646366公开了一种热电模块结构，其中浇注入有机硅并将P型颗粒和N型颗粒插入浇注部分中以提高抵抗振动的耐久性。然而，在这种情况下，由于有机硅位于电极和热电材料之间，因此导致导热率增加，因此难以确保热电装置两端之间的温差，并且还存在下述致命问题：从热电材料朝向有机硅移动发生热损失，因此热电装置的性能降低，并且虽然试图通过在有机硅处设置凹槽来确保弯曲部分的柔性，但是由于作为无机材料的有机硅的特性，因而具有热电装置的整体柔性降低的缺点。

同时，本发明的申请人在韩国专利登记No.10-1493797的公开中已经提出了，基底不位于热电装置的上部和/或下部上，并且非导电柔性网通过穿过热电材料柱阵列的方式被支撑，从而可以同时确保机械稳定性和柔性。

所公开的热电装置具有高发电和高柔性的特性，但是由于聚合物材料填充在热电装置的N型热电材料和P型热电材料之间的空间中以确保机械稳定性，电极和热电材料之间的导热率增加，从而发生热损失，从而存在热电转换效率稍微降低的问题。

因此，有必要开发一种柔性热电装置，其通过确保高柔性和机械稳定性并显着降低导热率而具有优异的热电转换效率和优异的隔热效果，以及开发一种柔性导电层叠体，由于优异的隔热效果、高柔性和高恢复力、以及金属膜和泡沫之间的高粘合强度，可以保持长期的机械稳定性。

发明内容

【技术问题】