一种液态金属电热布料的制作方法

本实用新型属于保暖纺织品领域，具体涉及一种液态金属电热布料。

背景技术：

对于在寒冷环境中工作和生活的人们来说，方便有效的保温措施是人们必不可少的生存条件。

现有技术中，一般的保暖纺织品多为电热毯或电热垫，这类产品的应用在一定程度上解决了人们在寒冷环境中的取暖需要。但是传统的电热毯或电热垫多采用在毯面和底面之间设置电热丝来加热。

利用电热丝加热的这种设计存在一定缺陷：一方面，电热丝是一整根从头至尾的串联式电路结构，当一处折断，电路即会断开，再也起不到电热的作用而报废。另外，在使用不当或使用时间过长的情况下容易产生漏电情况，使得电热毯损毁，发生人员触电现象，甚至引发火灾；另一方面，传统的电热丝多为固态金属丝，具有较高的硬度，而且不可拉伸，在将电热布料折叠或拉伸时，很容易使电热丝折断，因此不适合用于制作电热服装。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中电热毯或电热垫中电热丝易折断而导致报废和安全隐患的问题，本实用新型提供一种基于液态金属的电热布料。

(二)技术方案

一种液态金属电热布料，其特征在于，包括第一纺织层、第二纺织层、绝缘层、液态金属和控制模块，所述绝缘层中具有中空封闭空间，所述液态金属充满绝缘层的中空封闭空间，控制模块伸入绝缘层并与液态金属电连接，用于控制液态金属的加热状态，第一纺织层和第二纺织层分别置于绝缘层的上表面和下表面并把绝缘层完全包裹住。

其中，所述液态金属为熔点低于10摄氏度的金属或合金。

其中，所述的第一纺织层和第二纺织层由棉布、丝绸、人造纤维中的一种或多种缝制而成。

其中，所述绝缘层是由两个导热绝缘膜对合形成的囊状绝缘层或由多个导热绝缘细管连接形成的网状绝缘层。

其中，所述绝缘层的材料为聚二甲基硅氧烷、聚苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯。

其中，所述液态金属的走向为直线型、折线型或波浪线型中的一种，并且呈网状均匀铺设。

其中，还包括电连接头，所述电连接头通过导线与控制模块电连接。

(三)有益效果

本实用新型利用液态金属材料的导电性、导热性和液体特性，提供的液态金属电热布料具有良好的柔性和可拉伸性能，提高了电热布料的安全性和应用范围。

附图说明

图1为本实用新型采用液态金属喷涂技术制备的液态金属电热夹层结构的电热布料的半剖面图示意图；

图2为本实用新型微管道封装液态金属的电热布料结构示意图；

图3为本实用新型采用液态金属喷涂技术制备的液态金属电热夹层结构的电热布料的效果图；

图中：1：第一纺织层；2：第二纺织层；3：绝缘层；4：液态金属；5：控制模块；6：电连接头；7：纺织线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

图1为本实用新型采用液态金属喷涂技术制备的液态金属电热夹层结构的电热布料的半剖面示意图，图3为本实用新型采用液态金属喷涂技术制备的液态金属电热夹层结构的电热布料的效果图。如图1和图3所示，本实用新型提供一种液态金属电热布料。电热布料的形状可以根据应用场合设计，此例以长方形电热布料为例。第一纺织层1和第二纺织层2用于包裹绝缘层，位于电热布料的最外侧，第一纺织层1和第二纺织层2厚度为0.5mm-10mm，上层绝缘膜与下层绝缘膜的边缘粘结，形成内部具有中空封闭空间的囊状绝缘层。

本实施例的液态金属电热布料制备工艺如下：首先，将PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)与硅胶固化剂以10:1的质量比混合均匀，随后将混合液均匀涂抹在玻璃表面，置于75℃的加热箱中加热一小时，将塑料或金属掩膜板置于PDMS混合液上，当PDMS混合液凝固后将其取出，此时表面会出现凹槽，形成下层绝缘膜。随后，将掩膜板取下，使用液态金属喷枪将液态金属4均匀喷涂在下层绝缘膜上，液态金属4会沿着下层绝缘膜的凹槽均匀铺开，即可制得液态金属层。在液态金属4相应位置放置控制模块5，将PDMS混合液均匀涂抹在喷涂液态金属的下层绝缘膜上，然后将其放置在75℃的加热箱中加热一小时，PDMS凝固后形成上层绝缘膜，完成对液态金属4层及控制模块5封装在两层绝缘膜之间。

其中，所述液态金属4为熔点低于10摄氏度的金属或合金。本例优选的液态金属3采用镓铟合金，其最低熔点可以达到6-7摄氏度，根据使用场合，利用不同质量配比的镓和铟组成的合金，可以改变镓铟合金的熔点，以保证液态金属4在冬天环境下也呈液态。根据使用场合也可以选用其他低熔点的液态金属合金，例如镓铟锡合金或铋铟锡合金。

其中，所述的第一纺织层1和第二纺织层2由棉布、丝绸、人造纤维中的一种或多种缝制而成。第一纺织层1和第二纺织层2起到导热和保暖的作用。

其中，上层绝缘膜和下层绝缘膜的材料除了可以是聚二甲基硅氧烷，还可以是聚苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯。本例中的上层绝缘膜和下层绝缘膜还可以使用其他类型的高分子绝缘导热材料，用于封装液态金属4。

其中，所述液态金属4的走向为直线型、折线形或波浪线型中的一种。液态金属4走向的尽量均匀的铺设，以达到更均匀的取暖效果，提高利用效率。

其中，还包括电连接头6，所述电连接头通过导线与控制模块电连接。控制模块5用于限制电流的通断和大小，以控制电热布料的工作、停止和加热强度。电连接头6与电源电连接，可以是移动电源，电池等，其电源电压以3-5V为宜，电源低电压既能满足取暖效果，还能降低安全隐患。

本实施例提供的液态金属电热布料，利用绝缘层封装液态金属，在绝缘层外包覆纺织层，利用液态金属的导电性、导热性和液体特性，制成一种可以折叠或拉伸的电热布料，提高了电热布料的应用范围和安全性。

实施例2：

如图2所示，本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

本例的绝缘层3是由多个导热绝缘细管连接形成的网状绝缘层，其多个导热绝缘细管相互导通，并在端部封闭，形成中空封闭空间，液态金属4充满导热绝缘细管。

其中，导热绝缘细管的材质优选为硅胶管。硅胶管的内径为0.5mm-1mm，外径为1mm-2mm，将其穿插在纺织线7中，缝制成网格状的电热纺织层。此实施例的导热绝缘细管半径较小，通过的液态金属4质量也较小，可以通过增加更多细管，密集铺设，以达到更好的取暖效果。

本实施例采用导热绝缘材质的柔性细管封装液态金属的方式的电热布料，利用液态金属的导电性、导热性和液体特性，制成一种可以折叠和拉伸的电热布料，提高了应用范围和安全性。

本实用新型利用具有液体流动性的液态金属代替传统的电热丝，制成一种可以折叠或拉伸的电热布料，提高了其应用范围和安全性，可以广泛应用于制造电热毯、电热服、电热帽、电热鞋垫、电热袜等常见纺织品。

本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。