[发明专利]一种水性导电碳浆、柔性电热膜及其在可穿戴加热产品上的应用

说明书

本发明涉及一种水性导电碳浆、电热膜及其制备方法和在柔性可穿戴加热产品的应用，该导电碳浆包含树脂组分和导电组分，其中树脂组分包括玻璃化温度小于等于15℃的第一聚氨酯树脂和玻璃化温度大于等于25℃的第二聚氨酯树脂，该水性导电碳浆涂布于PET膜或PI膜上并固化成膜后，能够从所述PET膜、PI膜上剥离获得柔性膜。本发明提供的柔性电热膜具有优异的柔性、导电性能和力学性能，特别适用于柔性可穿戴加热产品上，真正实现了柔性可穿戴领域的应用。本发明柔性电热膜的生产方法，可以批量化生产具有优异柔性、导电性能和力学性能的电热膜，且电热膜的一致性好，生产成本较低，同时工艺采用水性体系，VOC排放低，较为环保。

技术领域

本发明涉及导电碳浆技术领域，具体涉及一种水性导电碳浆、柔性电热膜及其在柔性可穿戴加热产品中的应用。

背景技术

可穿戴加热产品，如加热服装、加热护膝、加热鞋垫以及各种可穿戴柔性加热理疗器械和设备等越来越引起消费者的青睐。消费者在寒冷的冬天，仍可感受轻薄服装带来的温暖体验，可自由感受远红外加热所带来的理疗效果。可穿戴加热产品一般是在可穿戴产品中加入加热单元来实现加热功能。

目前市场现有的加热单元主要有三种类型：金属发热材料、电热膜和电热织物。金属发热材料通常是指金属合金丝，金属合金丝强度高，不易弯曲，柔软性差，长期使用容易发生断裂。金属电热膜和无机材料电热膜具有寿命长、成本低、耐高温的优点，但是由于材料本身的特性，不易弯曲，只能用于制作刚性薄膜。电热织物的形成主要有两种方法，一种是在织物表面涂覆一层导电材料，另一种是利用导电纱线织造织物，柔性差。可见，上述三种类型的加热单元均存在柔性差，无法实现真正柔性可穿戴应用。

市场上还存在一种通过将干法合成的碳纳米管薄膜复合绝缘材料形成的加热片，其加热效果好，同时有好的柔性，从根本上解决了加热片的柔性问题，有望实现柔性可穿戴应用。但该种加热片通常须经采用浮动催化技术合成超长碳纳米管，直接沉积至衬底上形成碳纳米管连续薄膜，经剥离、图案化、封装制备，存在碳纳米管薄膜阻值的一致性差、产品良率不高，以及单位时间内产量极其低下因而难以实现工业批量化生产等问题。

专利CN 208783122 U公开了一种远红外柔性可穿戴加热片及智能加热服装的制备方法，此专利提出一种可穿戴加热片，其包括柔性发热体和密封包覆于柔性发热体相背对的两侧的柔性绝缘材料层以及与柔性发热体电性连接的电极，柔性发热体包括碳材料加热膜，但其中未进一步公开如何制备碳材料加热膜。

中国专利CN108495385B公开了一种石墨烯聚氨酯膜，采用聚氨酯树脂、石墨烯或石墨烯复合物、碳系导电填料、分散剂、助剂和溶剂构成，溶剂为有机溶剂。虽然该专利认为其制备的聚氨酯膜可用于可穿戴柔性发热设备，但是该柔性膜的制备须采用油性体系，VOC排放大，环保性较差，而且浆料只有涂于离型膜上才能实现较好的分离。此外，采用该专利技术的石墨烯聚氨酯膜的电阻较高，导电性能和发热效率有待进一步提高。

纵观现有技术，未见可批量化生产真正适用于可穿戴产品的环保型柔性加热膜的生产技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水性导电碳浆，由其可以批量化生产适用于柔性可穿戴产品且环保的柔性电热膜。

本发明还进一步提供可批量化生产的柔性电热膜，其特别适用于制备柔性可穿戴加热产品。

本发明还进一步提供柔性电热膜的生产方法，可以批量化获得柔性电热膜，良品率高，生产成本降低。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种水性导电碳浆，包含树脂组分和导电组分，其中树脂组分包括玻璃化温度小于等于15℃的第一聚氨酯树脂和玻璃化温度大于等于25℃的第二聚氨酯树脂，该水性导电碳浆涂布于PET膜或PI膜上并固化成膜后，能够从所述PET膜、PI膜上剥离获得柔性膜。