[发明专利]一种发热片的制备方法及应用该制备方法制得的发热片

说明书

本发明公开了一种发热片的制备方法，包括有以下步骤：将阳极电极片、阴极电极片和隔热绝缘材料放置入骨架模具的模腔中，然后将骨架模具合膜，使隔热绝缘材料在120～180℃、150～300kg/cm²的条件下固化成型为绝缘骨架，得到带有阳极电极片、阴极电极片的绝缘骨架；将带有阳极电极片、阴极电极片的绝缘骨架和电热材料放置入成型模具的模腔中，然后将成型模具合膜，使电热材料在120～180℃、150～300kg/cm²的条件下固化成型为导电发热体，得到所需的发热片。本发明还公开了一种应用上述制备方法制得的发热片。与现有技术相比，本发明的制备方法无需在制备过程中用外部装置对电极进行固定，且工艺简单。

技术领域

本发明涉及发热片技术领域，具体指一种发热片的制备方法及应用该制备方法制得的发热片。

背景技术

现有的低电压加热方式一般是通过较低电阻率的金属拉制成电热丝，利用较小的截面积来提升电阻阻值，以便满足较低发热功率的场合。这样带来的问题是，发热体表面功率密度高，导致电热丝表面温度较高，如果与塑胶外壳接触的话会导致塑胶融化，所以电热丝一般是悬空工作或者外加缓冲外被。这两种方式都会导致热传力过程中的损失，并且增加了设计难度。当然也可以通过增加电热丝的长度来增加电阻，但这是建立在增加成本和工艺繁琐度的前提下。

总之，电热丝在低压中低功率使用是有如下的不足：第一，电热丝需要做高温绝缘外被，以避免缠绕导电体导致漏电或短路；第二，当表面功率密度过高时，电热丝表面发红，温度急剧升高，导致外被和接触物融化燃烧；第三，由于电阻率很小，导致电热丝很纤细，包裹外被后，热量通过外被传导到，热阻很大；第四，电热丝柔软，不容易定型，增加了生产工艺复杂程度，而且电热丝越长，工艺越复杂。

同样地，采用薄膜线路板进行加热也会产生类似的问题，将合金压制成薄膜，刻蚀出线路后，通常需要利用绝缘的高分子聚合物薄膜在高温下包覆，得到三层结构的薄片，上下层为绝缘保护层，中间层为加热功能层。

为了克服上述问题，可以采用新型的电热材料来制备发热片代替传统的电热丝、薄膜线路板来进行加热。如专利申请号为CN201710431144.6(公告号为CN107135559A)的发明专利《一种新型石墨烯复合电发热片及其制备方法》公开了一种新型石墨烯复合电发热片及其制备方法，电发热片包括：电极层、石墨烯复合膜，石墨烯复合膜具有良好的柔软度，可任意弯曲、折叠；通过石墨烯复合膜的均匀涂抹，实现发热均匀；通过电极层和石墨烯复合膜的配合，使发热片能够发热，并发出不会对人体产生危害的，在5～15um之间的红外线波长。制备方法实现上述效果的同时，还实现以下有益效果：通过在大块的基板上涂覆混合胶状涂料，进行高温烘干，冷却后，剥离出柔性材料，再进行裁剪，有利于批量生产，并且得到的一种石墨烯新型复合电发热片一致性良好，不会出现过大的电阻偏差。

但是上述发热片及其制备方法有如下缺点：

第一，需要在石墨烯薄膜成型后，然后将银浆材料涂抹于石墨烯复合膜上的凝固形成电极，或将铜合金覆盖在石墨烯复合膜上形成电极，若将铜合金直接和石墨烯复合膜的原料一起成型，则在成型过程中，需要通过夹具等外部装置对铜合金进行支撑，实现对铜合金的定位；

第二，通过将石墨烯和粘结剂等组分在溶剂中分散得到复合浆料，但是储存过程中，由于密度的不同，石墨烯和粘结剂等组分容易发生分层，石墨烯容易发生团聚，使用时还需要通过搅拌等方式对其重新进行分散；

第三，需要以基板作为支撑，通过将石墨烯复合浆料涂覆在基板上形成石墨烯复合膜，一方面，发热片的最高温度限受限于基板材料，过热的温度会导致基板变形分解或燃烧，若采用PET材料作为基板，只能在80℃以下工作，若采用PI(聚酰亚胺)材料则可以在250℃以下工作，但是PI材料工艺复杂成本昂贵，是电热丝的几倍价格；另一方面，石墨烯薄膜发热后，热量需要通过基板才能传递到受热物体表面，基板为普通塑料，其导热率通常只有0.2～0.4W/m·K，而且在高温是基板膨胀更容易导致热传导不良，因此热的传导效率较低；