除霜玻璃、除霜灯及应用该除霜玻璃、除霜灯的汽车的制作方法_2

文档序号:9381658阅读:来源:国知局
的过程中,所述碳 纳米管线中沿径向方向相邻的碳纳米管之间的间距会变小,接触面积增大,从而使所述碳 纳米管单纱122中沿径向方向相邻的碳纳米管之间的范德华力显著增加,并紧密相连。所 述碳纳米管单纱122中沿径向方向相邻的碳纳米管之间的间距小于等于10纳米。优选地, 所述碳纳米管单纱122中沿径向方向相邻的碳纳米管之间的间距小于等于5纳米。更优选 地,所述碳纳米管单纱122中沿径向方向相邻的碳纳米管之间的间距小于等于1纳米。由 于所述碳纳米管单纱122中沿径向方向相邻的碳纳米管之间的间距较小且通过范德华力 紧密相连,故,所述碳纳米管单纱122具有光滑且致密的表面结构。
[0029] 所述碳纳米管单纱122的直径为1微米到30微米。所述碳纳米管单纱122的捻 度为10转/厘米到300转/厘米。所述捻度是指单位长度碳纳米管线回转的圈数。当所 述碳纳米管单纱122的直径确定时,适当的捻度可以使所述碳纳米管单纱122具有较好的 机械性能。例如,当所述碳纳米管单纱122的直径小于10微米时,所述碳纳米管单纱122 的捻度优选为250转/厘米到300转/厘米;而当所述碳纳米管单纱122的直径为10微米 到20微米时,所述碳纳米管单纱122的捻度优选为200转/厘米到250转/厘米;而当所 述碳纳米管单纱122的直径为25微米到30微米时,所述碳纳米管单纱122的捻度优选为 100转/厘米到150转/厘米。所述碳纳米管单纱122的机械强度可以达到相同直径的金 线的机械强度的5-10倍。本实施例中,所述碳纳米管单纱122的直径约为25微米,且其捻 度约为100转/厘米。
[0030] 由于所述碳纳米管单纱122具有光滑且致密的表面结构,故,所述金属层124可以 和所述碳纳米管单纱122形成良好的结合,不易脱落。所述金属层124均匀的包覆于所述 碳纳米管单纱122的外表面,其厚度为1微米到5微米。当所述金属层124的厚度为1微 米到5微米时,所述碳纳米管复合导线12的电导率可以到达所述金属层124中金属的电导 率的50%以上。当所述金属层124的厚度太小时,例如小于1微米,一方面不能显著提高所 述碳纳米管复合导线12的电导率,另一方面,还会使得该金属层124在使用时容易被氧化, 进一步降低所述碳纳米管复合导线12的电导率及使用寿命。另外,实验证明当所述金属层 124的厚度大于一定值时,例如大于5微米,所述碳纳米管复合导线12的电导率不但不会 显著增加,还会额外增加所述碳纳米管复合导线12的直径。所述金属层124的材料可以为 钨、镍、铬、铁等金属或合金。本实施例中,所述金属层124为厚度约为5微米的钨,从而使 该碳纳米管复合导线12的电导率可以达到金属钨的电导率的75%左右。
[0031] 请参照图4,本实施例中,所述碳纳米管复合导线12的直径约为35微米,其拉伸应 力可以达到900MPa以上,为相同直径下金线的9倍左右。
[0032] 所述第一电极13和第二电极14由导电材料组成,该第一电极13和第二电极14为 长条形,材料可为导电薄膜、金属片或者金属引线。优选地,第一电极13和第二电极14均 为条形的导电薄膜。该导电薄膜的厚度为0.5纳米~100微米。该导电薄膜的材料可以为 金属、合金、铟锡氧化物(ΙΤ0)、锑锡氧化物(ΑΤ0)、导电银胶、导电聚合物或导电性碳纳米 管等。该金属或合金材料可以为铝、铜、钨、钥、金、钛、钕、钯、铯或其任意组合的合金。当所 述第一电极13及第二电极14采用铟锡氧化物(ΙΤ0)、锑锡氧化物(ATO)材料时,第一电极 13及第二电极14为透明电极。
[0033] 所述第一电极13和第二电极14间隔设置,以使碳纳米管复合导线12应用于除霜 玻璃100时接入的阻值避免短路现象产生。当所述第一电极13及第二电极14为条形金属 片时,所述的第一电极13和第二电极14也可通过一导电粘结剂(图未示)设置于该碳纳 米管复合导线12的表面上,导电粘结剂在实现第一电极13和第二电极14与碳纳米管复合 导线12电接触的同时,还可以将所述第一电极13和第二电极14更好地固定于碳纳米管复 合导线12的表面上。本实施例优选的导电粘结剂为银胶。
[0034] 可以理解,所述第一电极13和第二电极14的结构和材料均不限,其设置目的是为 了使所述碳纳米管复合导线12中流过电流。因此,所述第一电极13和第二电极14只需要 导电,并与所述碳纳米管复合导线12之间形成电接触都在本发明的保护范围内。
[0035] 所述高分子保护层15的材料为一透明高分子材料,可以是热塑性聚合物或热固 性聚合物的一种或多种,如纤维素、聚对苯二甲酸乙酯、压克力树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、环氧树脂、硅胶及聚酯等中的一种或多种。所述高分子保护层15 厚度不限,可以根据实际情况选择。所述高分子保护层15覆盖于所述第一电极13、第二电 极14和碳纳米管复合导线12之上,可以使该除霜玻璃100在绝缘状态下使用,同时还可以 避免所述碳纳米管复合导线12遭受外力的破坏。本实施例中,该高分子保护层15的材料 为环氧树脂,其厚度为200微米。
[0036] 请参见图5,本发明实施例的除霜玻璃100在使用时,可先将第一电极13和第二 电极14连接导线后接入电源16。在接入电源16后,所述除霜玻璃100中的碳纳米管复合 导线12即被加热,从而使得热量可以快速传递至玻璃基体10,进而升温将形成于除霜玻璃 100表面的霜/雾除去。
[0037] 本发明实施例提供的除霜玻璃具有以下优点,首先,所述碳纳米管复合导线具有 较小的直径,为头发丝直径的五分之一到七分之一,故,所述除霜玻璃在使用时不会影响该 除霜玻璃的视觉效果。其次,通过优化所述碳纳米管单纱的直径和捻度,从而可以显著提高 所述碳纳米管复合导线的机械性能,进而提高所述除霜玻璃的使用寿命。最后,由于所述 金属层具有较大的厚度,因此,所述碳纳米管复合导线在使用时,所述金属层起主要的导电 作用,即,电流主要通过碳纳米管复合导线的表层传导,即通过金属层传导,形成类似驱肤 效应,故,可以显著提高所述碳纳米管复合导线的电导率,进而提高所述除霜玻璃的加热效 率。此外,由于所述金属层具有较大的厚度,故,还可以使所述金属层具有较好的抗氧化性 能及耐用性能。另外,所述碳纳米管复合导线在使用时,即使所述金属层被高温熔断,由于 碳纳米管具有良好的耐热性能,所述碳纳米管单纱也不会轻易断路,从而还可以使所述碳 纳米管复合导线保持通路状态,进一步提高所述除霜玻璃的耐用性。
[0038] 请参见图6,所述除霜玻璃100亦可以包括多个第一电极13及多个第二电极14, 该多个第一电极13及多个第二电极14平行且间隔设置,并与所述碳纳米管复合导线12电 连接。使用时,所述多个第一电极13以及多个第二电极14通过导线分别与电源16的两个 电极电连接,从而在每两个相邻的第一电极13以及第二电极14之间形成相同的电势差,从 而可以降低所述碳纳米管复合导线12的加热电压,进而提高所述除霜玻璃100的电热转 换。
[0039] 请参阅图7,本发明实施例提供一种应用所述除霜玻璃100的汽车200,该除霜玻 璃100安装于汽车200的车窗,做为汽车的挡风玻璃。该除霜玻璃100的玻璃基体10形成 有所述碳纳米管复合导线12的表面朝向车厢内,玻璃基体10的另一表面暴露在车厢外部 的空气中。所述除霜玻璃100的第一电极13及第二电极14与汽车的供电系统电连接,所 述碳纳米管复合导线12可通过汽车的供电系统通入电流,从而发热。另外,当所述第一电 极13及第二电极14为透明电极时,如采用ITO膜时,由于所述碳纳米管复合导线12具有 较小的直径,几乎为一透明结构,该除霜玻璃100整体上具有透明的特点,因此该除霜玻璃 100可应用于汽车的各个车窗,并不局限于汽车的后挡风玻璃。
[0040] 请参阅图8,本发明的除霜玻璃100应用于汽车200,汽车进
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