一种阻燃柔性导电发热布的制作方法

文档序号:30602546发布日期:2022-07-01 21:54阅读:205来源:国知局

1.本实用新型属于导电发热材料技术领域,尤其涉及一种阻燃柔性导电发热布。


背景技术:

2.近年来进入人们生活的发热产品越来越多,用途十分广泛。例如可穿戴发热服饰、发热手套、发热腰带等产品。
3.这些产品的主要材料是柔性导电发热布,目前,现有的柔性导电发热布结构主要由下基底、发热膜层、电极层和上基底组成。而带有阻燃性能的柔性导电发热布的制备方法大多是有以下几种方式:第一,双层阻燃方案,在柔性导电发热布的发热膜层上下各有一层阻燃布或者阻燃膜覆盖作为阻燃层;第二,单层阻燃方案,在电极层的上面做一层绝缘阻燃层;第三,在方法二的基础上,在制备发热膜层的导电浆料里加入阻燃成分物质使发热膜层也具有一定的阻燃性能。以上第一和第二种的阻燃方案,不但使发热布的柔软性变得很差,手感硬,而且工艺复杂,成本也高;第三种方式,虽然阻燃性能变好,但是阻燃成分加入到导电浆料中使发热膜本身的电性能变差,柔软度降低,更不耐水洗,不耐揉搓。
4.因此寻找一种更有效、更简单、性能更稳的阻燃柔性导电发热布的制备方法具有重要意义,也是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.本实用新型提供了一种阻燃柔性导电发热布,本实用新型中的阻燃柔性导电发热布在保证阻燃的前提下,也保证了发热布的柔软性,同时耐揉搓和耐水洗性能好。
6.本实用新型提供一种阻燃柔性导电发热布,包括依次接触的上基底、阻燃层、电极、发热膜层和下基底;
7.所述阻燃层覆盖电极所在位置,所述阻燃层的宽度比所述电极的宽度大10~20mm;所述阻燃层的长度与电极的长度相等;所述阻燃层的厚度为50~320μm;
8.所述上基底包括贴有tpu膜的布料和热熔胶层,所述热熔胶层与所述阻燃层相接触;
9.所述下基底包括贴有tpu膜的布料。
10.优选的,所述发热膜层为导电碳材料发热膜层;
11.所述发热膜层的厚度为50~500μm。
12.优选的,所述电极为铜箔电极、银浆电极、pi铜电极或银浆复合铜箔电极。
13.优选的,所述电极为银浆复合铜箔电极;
14.所述铜箔的厚度为20~30μm,所述电极的宽度为5~10mm。
15.优选的,所述阻燃层的两边超出电极两边的宽度相等。
16.优选的,所述热熔胶层为pes热熔胶层、pa热熔胶层、tpu热熔胶层或eva热熔胶层。
17.本实用新型提供了一种阻燃柔性导电发热布,包括依次接触的上基底、阻燃层、电极、发热膜层和下基底;所述阻燃层覆盖电极所在位置,所述阻燃层的宽度比所述电极的宽
度大10~20mm;所述阻燃层的长度与电极的长度相等;所述阻燃层的厚度为50~320μm;所述上基底包括贴有tpu膜的布料和热熔胶层,所述热熔胶层与所述阻燃层相接触;所述下基底包括贴有tpu膜的布料。本实用新型通过将阻燃层只覆盖电极层电极所在的位置,在电极的表面形成一层阻燃保护层,而没有电极的地方不设置阻燃层。阻燃层的存在,能够保护最易引起电火花的电极位置,能有效快速地阻断燃烧。同时,阻燃浆料中的树脂具有优异的弹性和绝缘性能,这样的阻燃层能对电极起到保护作用,能更好的将电极绑定在发热膜层,从而使发热布不仅耐揉搓和耐水洗,还发热均匀。除此之外,本实用新型在保证阻燃的前提下,也保证了发热布的柔软性。本实用新型中做的发热布,阻燃级别可以达到ul94-v0级;无阻燃层的发热布水洗40次后,电阻增长了4.3%;而有阻燃层的发热布水洗40次后,电阻只增长了1.3%,可见阻燃层的保护作用,使得发热布更耐水洗,性能更稳定。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型中阻燃柔性导电发热布的结构示意图;
20.1为贴有tpu膜的布料,2为热熔胶层,3为阻燃层,4为电极,5为发热膜层,6为贴有tpu膜的布料。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型提供了一种阻燃柔性导电发热布,包括依次接触的上基底、阻燃层、电极、发热膜层和下基底;
23.所述阻燃层覆盖电极所在位置,所述阻燃层的宽度比所述电极的宽度大10~20mm;所述阻燃层的长度与电极的长度相等;所述阻燃层的厚度为50~320μm;
24.所述上基底包括贴有tpu膜的布料和热熔胶层,所述热熔胶层与所述阻燃层相接触;
25.所述下基底包括贴有tpu膜的布料。
26.在本实用新型中,所述阻燃柔性导电发热布包括依次接触的布料、热熔胶层、阻燃层、电极、发热膜层和布料;其中,所述依次接触的布料和热熔胶层合成为上基底,与所述发热膜层接触的布料称为下基底。
27.在本实用新型中,所述下基层中的布料为贴有tpu膜层的布料;所述布料的厚度没有特殊的限制,根据实际需求选择即可。
28.在本实用新型中,所述发热膜层优选为导电碳材料发热膜层,如碳纳米管发热膜层,石墨烯发热膜层或者碳纳米管和石墨烯复合发热膜层;所述发热膜层的厚度优选为50
~500μm,更优选为100~400μm,最优选为200~300μm。
29.在本实用新型中,所述电极优选为铜箔电极、银浆电极、pi铜电极或银浆复合铜箔电极,更优选为银浆复合铜箔电极;所述铜箔的厚度优选为20~30μm,更优选为25μm;所述电极的长度可根据阻燃柔性导电发热布的规格进行调整,所述电极的宽度优选为5~10mm,更优选为6~9mm,最优选为7~8mm。
30.在本实用新型中,所述阻燃层是由阻燃浆料在电极所在位置涂布得到,所述阻燃浆料包括阻燃材料、树脂和乳化剂,所述阻燃材料可以是阻燃剂、阻燃粉或者两者的复配,树脂是水性聚氨酯树脂。优选在,在本实用新型中,所述阻燃层的制备原料(重量份)如下:溴磷氮阻燃粉15~30份、水性聚氨酯树脂35~50份,乳化剂30~35份,优选为,溴磷氮阻燃粉20~30份、水性聚氨酯树脂40~45份,乳化剂30~35份。
31.在本实用新型中,所述阻燃层只涂覆并覆盖电极所在位置,所述阻燃层的长度与电极长度相等,宽度大于电极宽度,所述阻燃层的宽度优选比电极的宽度大10~20mm,更优选为12~18mm,如10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值;优选的,所述电极位于所述阻燃层轴向正中的位置,即所述阻燃层的两边超出电极两边的宽度相等。优选的,所述阻燃层的两边各超出电极两边5~10mm。所述阻燃层的厚度优选为50~320μm,更优选为100~300μm,如50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm、300μm、310μm、320μm,优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
32.在本实用新型中,所述热熔胶层优选为pes(聚醚砜)热熔胶层、pa(聚酰胺)热熔胶层、tpu(聚氨酯)热熔胶层或eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)热熔胶层。
33.在本实用新型中,所述上基层中的布料为贴有tpu膜层的布料;所述布料的厚度没有特殊的限制,根据实际需求选择即可。
34.实施例
35.将贴有tpu膜的布料贴在低粘胶膜上,保证布料表面贴合平整,并用乙醇对tpu膜表面进行擦拭,待表面干后用涂布杆将导电浆料均匀地涂布在tpu上,并用烘箱烘干。导电浆料可以是碳纳米管导电浆料、石墨烯导电浆料或者碳纳米管和石墨烯复合的导电浆料,该实施例中是石墨烯导电浆料作为发热膜层。厚度可以是50~500μm,该实施例中是200um,烘箱烘干条件:80℃,10min。
36.根据电极设计,在发热膜层对应位置制作电极。所述电极可以是银浆、铜箔、pi铜等作为导电电极。该实施例中是银浆复合铜箔作为导电电极,铜箔厚度25μm,电极的长度是100mm,宽度是7mm。
37.将阻燃材料、树脂和乳化剂按一定比例配方形成阻燃浆料。所述阻燃材料可以是阻燃剂、阻燃粉或者两者的复配,树脂是水性聚氨酯树脂。该实施例中是优选为溴磷氮阻燃粉。将树脂先用搅拌分散研磨一体机以500rpm的速度进行搅拌,然后分批不断加入阻燃粉,加完后提速到1200rpm,搅拌15min分钟,分多次加入所需的乳化剂,继续搅拌半小时。该实施例中,所述阻燃层的制备原料按如下重量占比配制:溴磷氮阻燃粉30份、水性聚氨酯树脂40份、乳化剂30份进行配制。
38.在电极所在位置涂布阻燃浆料,长度同电极长度,宽度大于电极宽度,通常大10~
20mm,阻燃层的厚度范围是50~320μm。在该实施例中,阻燃层的厚度为50μm,宽度是27mm,覆盖在电极表面,两边各超出电极宽度10mm。涂布完后,也是烘箱烘干:80℃,10min。
39.将热熔胶贴合到布料上,保证热熔胶不脱落即可,就可以得到上基底,可以用覆膜机过辊贴合,也可以用热压板热压贴合。热熔胶可以是pes热熔胶、pa热熔胶、tpu热熔胶或是eva热熔胶;热熔胶可以是热熔胶膜,也可以是热熔胶网膜,该实施例中是用tpu热熔胶膜通过覆膜机过辊的方式贴合到布料上,过辊温度是150℃。
40.将上基底盖在已经烘干的阻燃层上,通过覆膜机或者热压板热压贴合。该实施例中是用热压板热压方式贴合,热压条件是:温度155℃,时间15s,压力数值:0.6。
41.裁剪发热布并激光打孔接线,通电即可发热;
42.经检测,该实施例中做的发热布,阻燃级别可以达到ul94-v0级。无阻燃层的发热布水洗40次后,电阻增长了4.3%;而有阻燃层的发热布水洗40次后,电阻只增长了1.3%,可见阻燃层的保护作用,使得发热布更耐水洗,性能更稳定。
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