CN111050433A - 柔性发热片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于导热材料技术领域，尤其涉及一种柔性发热片的制备方法，包括步骤：获取碳纳米管纤维束和基板，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上，得到布设有纤维线路图的基板；在所述基板布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶混合材料，使布设在所述基板上的纤维线路图中除所述碳纳米管纤维束的端部外的区域固封于所述橡胶混合材料中，在所述基板上形成发热片；其中，所述橡胶混合材料包括橡胶和固化剂。本发明提供的柔性发热片的制备方法，工艺流程简单，操作灵活方便，适用于工业化大规模生产和应用。

Description

柔性发热片及其制备方法

技术领域

本发明属于导热材料技术领域，尤其涉及一种柔性发热片及其制备方法。

背景技术

传统的导热垫片基本都是以硅胶或者其他高分子材料作为基体材料，通过填充导热材料，使复合材料具有导热通道，从而起到材料的热传导作用。现有的导热材料种类很多，例如可以是金属丝、导热粉体、碳材料等。其中，以导热粉体作为导热材料的发热片，填充的粉体越多，粉体粒径搭配越合理，导热通道越多，相应的材料导热系数越高，但是随着填充材料越来越多，产品的力学性能，尤其是拉伸强度、可压缩性等大幅下降，从而在很多场合应用受到局限，同时，填充的粉体越多，材料的密度也随之增加，显然与当今追求的轻质化和用户体验的大潮流不符。另外，以金属丝作为导热材料的发热片，采用金属丝作为电热丝，质量重，不利于一些发热设备轻量化的需求，且金属丝易于折断，安全性能不佳，热源的形状和大小受到限制，不利于制成微型热源。采用碳纳米管、石墨烯等碳材料作为导热材料的发热片，碳材料在基体中分散不佳，容易团聚，导致碳材料含量低，电热转化效率也低，限制其应用范围。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种柔性发热片的制备方法，旨在解决现有发热片力学性能差，容易折断，柔性和可塑性差，安全性能不佳，且电热转化效率低等技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种柔性发热片。

解决问题的手段

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种柔性发热片的制备方法，包括以下步骤：

获取碳纳米管纤维束和基板，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上，得到布设有纤维线路图的基板；

在所述基板布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶混合材料，使布设在所述基板上的纤维线路图中除所述碳纳米管纤维束的端部外的区域固封于所述橡胶混合材料中，在所述基板上形成发热片；

其中，所述橡胶混合材料包括橡胶和固化剂。

优选地，所述基板设置有若干可拆卸凸起，且所述可拆卸凸起用于为所述碳纳米管纤维束布设线路图提供路径指引。

优选地，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上的步骤包括：按照预设线路图，将所述碳纳米管纤维束对所述可拆卸凸起进行有序缠绕，布设形成碳纳米管纤维线路图；和/或，

所述碳纳米管纤维束的端部均与电极片连接，通过所述电极片与外电路连通。

优选地，在所述基板布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶混合材料的步骤包括：将所述橡胶混合材料浇铸在所述基板上布设有所述纤维线路图的一侧表面，使所述纤维线路图包覆在橡胶混合材料中，所述橡胶混合材料的沉积厚度低于所述可拆卸凸起的高度；和/或，

所述固化处理的温度为80℃～100℃。

优选地，所述橡胶混合材料中所述橡胶和所述固化剂的质量比为(10～1)：1；和/或，

所述橡胶选自：丁腈橡胶、硅橡胶、聚异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种；和/或，

所述固化剂选自：含硫化合物、金属氧化物、过氧化物、树酯、醌类、胺类中的至少一种。

优选地，所述获取碳纳米管纤维束的步骤包括：

获取碳纳米管阵列，从所述碳纳米管阵列中拉出碳纳米管薄膜，然后将所述碳纳米管薄膜进行加捻处理，得到碳纳米管纤维丝；

将多根所述碳纳米管纤维丝进行并丝处理，得到碳纳米管纤维束。

优选地，在温度为500℃～900℃的碳源气氛中，通过化学气相沉积方法反应5分钟～10分钟制备所述碳纳米管阵列；和/或，

从所述碳纳米管阵列中拉出碳纳米管薄膜，然后将所述碳纳米管薄膜进行加捻处理的步骤包括：从所述碳纳米管阵列中拉出宽度为0.1厘米～20厘米的碳纳米管薄膜，按照捻度为100tpm-15000tpm对所述碳纳米管薄膜进行加捻处理；和/或，

所述碳纳米管纤维束通过5根～20根的所述碳纳米管纤维丝并丝处理制得。

优选地，在所述基板上形成发热片后还包括步骤：拆除所述基板上的凸起，移除所述基板后对所述发热片进行热压处理，得到柔性发热片。

优选地，所述热压处理的条件包括：在温度为100℃～300℃，压力为5MPa～20MPa的条件下进行热压处理。

相应地，本发明还提供了一种柔性发热片，所述柔性发热片由如上述的方法制得，所述柔性发热片的厚度为1毫米～3毫米，对所述柔性发热片通0.1A～0.6A电流，在5秒内所述柔性发热片温度达到40℃～80℃。

发明效果

本发明提供的柔性发热片的制备方法，首先，将碳纳米管纤维束布设在基板上形成纤维线路图，然后，在基板上布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶和固化剂的混合材料，使布设在所述基板上的纤维线路图中除所述碳纳米管纤维束的端部外的区域固封于所述橡胶混合材料中，即可在基板上形成发热片。一方面，本发明直接采用碳纳米管纤维束作为发热片的导热材料，碳纳米管纤维束因其独特的结构，具有优异的导电性能、机械力学性能，耐高温，耐腐蚀等特性，因而使发热片具有优异的电热转化性能，且发热均匀，稳定性好，寿命长；另一方面，本发明通过碳纳米管纤维束在基板上布设发热线路图后沉积橡胶制得，可根据使用应用需求布设任意形状、大小、层次结构等的发热线路图，应用灵活方面，可满足不同应用需求，且由于碳纳米管纤维束体积小，质量轻，有利于制备轻量化、超薄的柔性发热片，并使制备的发热片柔性好，可随意弯折，应用范围广。本发明提供的柔性发热片的制备方法，工艺流程简单，操作灵活方便，适用于工业化大规模生产和应用。

本发明提供的柔性发热片由上述任一方法制得，包含有碳纳米管纤维束布设的发热线路和包裹该发热线路的橡胶材料，其中碳纳米管纤维束的两端分别与电极片连接，通过电热片与外电路连通，实现电热转换。对所述柔性发热片通0.1A～0.6A电流，在5秒内所述柔性发热片温度达到40℃～80℃，发热温度稳定，安全性高，发热迅速。本发明提供的柔性发热片电热转换效率高，发热均匀稳定，柔韧性高，可任意弯折，厚度薄，仅为1毫米～3毫米，质量轻，实用性强，应用方便灵活。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的柔性发热片的示意图。

图2是本发明实施例2提供的柔性发热片的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

本发明实施例提供了一种柔性发热片的制备方法，包括以下步骤：

S10.获取碳纳米管纤维束和基板，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上，得到布设有纤维线路图的基板；

S20.在所述基板布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶混合材料，使布设在所述基板上的纤维线路图中除所述碳纳米管纤维束的端部外的区域固封于所述橡胶混合材料中，在所述基板上形成发热片；

其中，所述橡胶混合材料包括橡胶和固化剂。

本发明实施例提供的柔性发热片的制备方法，首先，将碳纳米管纤维束布设在基板上形成纤维线路图，然后，在基板上布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶和固化剂的混合材料，使布设在所述基板上的纤维线路图中除所述碳纳米管纤维束的端部外的区域固封于所述橡胶混合材料中，即可在基板上形成发热片。一方面，本发明实施例直接采用碳纳米管纤维束作为发热片的导热材料，碳纳米管纤维束因其独特的结构，具有优异的导电性能、机械力学性能，耐高温，耐腐蚀等特性，因而使发热片具有优异的电热转化性能，且发热均匀，稳定性好，寿命长；另一方面，本发明实施例通过碳纳米管纤维束在基板上布设发热线路图后沉积橡胶制得，可根据使用应用需求布设任意形状、大小、层次结构等的发热线路图，应用灵活方面，可满足不同应用需求，且由于碳纳米管纤维束体积小，质量轻，有利于制备轻量化、超薄的柔性发热片，并使制备的发热片柔性好，可随意弯折，应用范围广。本发明实施例提供的柔性发热片的制备方法，工艺流程简单，操作灵活方便，适用于工业化大规模生产和应用。

具体地，上述步骤S10中，获取碳纳米管纤维束和基板，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上，得到布设有纤维线路图的基板。本发明实施例柔性发热片的发热材料通过在基板上布设线路图，形成不同形状、大小、层次结构等的发热线路图，可根据实际对发热片发热部位等的要求布设不同线路图，满足不同的应用需求，应用灵活，操作方面。在一些实施例中，碳纳米管纤维束在基板上的布设的线路图可以是迷宫状、网格状等不同形状，也可以是布设多层线路图，形成多层次多结构的发热线路图，使制得的发热片有更好的发热效果。

在一些实施例中，获取碳纳米管纤维束的步骤包括：

S11.获取碳纳米管阵列，从所述碳纳米管阵列中拉出碳纳米管薄膜，然后将所述碳纳米管薄膜进行加捻处理，得到碳纳米管纤维丝；

S12.将多根所述碳纳米管纤维丝进行并丝处理，得到碳纳米管纤维束。

本发明实施例碳纳米管纤维束通过直接从结晶度高、纯度高、垂直度好、均一性好的碳纳米管阵列中制得碳纳米管纤维丝，再将碳纳米管纤维丝并丝制得碳纳米管纤维束，从而使制得的碳纳米管纤维束导电性能优异，强度高，耐腐蚀、耐高温、使用寿命长、高温下不易变形、质量轻、占用空间小，并且柔软，可随意弯折，适于纺织成碳纳米管纤维网，赋予发热片优异的导热性，同时使其具有轻量化，高可塑性等优点。

在一些具体实施例中，在温度为500℃～900℃的碳源气氛中，通过化学气相沉积方法反应5～10分钟制备所述碳纳米管阵列；然后从所述碳纳米管阵列中拉出宽度为0.1～20厘米的碳纳米管薄膜，按照捻度为100tpm-15000tpm对所述碳纳米管薄膜进行加捻处理，制得碳纳米管纤维丝。本发明实施例通过合理控制碳纳米管阵列中拉膜宽度合理控制碳纳米管纤维丝，目前常规的碳纳米管阵列基底直径通常为8英寸左右，可拉膜的最大宽度为20cm，但是碳纳米管阵列利用率会较低，一盘只能拉出数米的薄膜；拉膜宽度越小，碳纳米管阵列使用率越高，因此较常使用并丝方式制备碳纳米管纤维束。另外，采用捻度为100tpm～15000tpm加捻纺制成碳纳米管纤维丝，在最佳捻度下，碳纳米管之间抱合较紧密，碳纳米管在纤维轴向上变形不严重，碳纳米管纤维力学性能较优，适宜进行下一步加工织造。当捻度过大时，碳纳米管纤维丝会形成一种螺旋状形貌，由于过度加捻导致碳纳米管在纤维轴向上严重变形，当纤维轴向受力时，碳纳米管由于变形导致沿纤维轴向承受能力降低，因此碳纳米管纤维整体力学性能下降。当捻度过小时，会导致碳纳米管薄膜加捻不完全，有些地方仍是薄膜状态或碳纳米管之间抱合不紧密，松动，成为弱节，在纤维受力时会从此最先断裂。在一些实施例中，从碳纳米管阵列中拉出宽度可以是0.1厘米、2厘米、5厘米、8厘米、10厘米、15厘米、18厘米或20厘米的碳纳米管薄膜，采用捻度可以是100tpm、1000tpm、5000tpm、10000tpm或15000tpm加捻纺制成碳纳米管纤维丝。

在一些具体实施例中，在将5～20根的所述碳纳米管纤维丝并丝处理制得碳纳米管纤维束，使制得的碳纳米管纤维束既有效确保了碳纳米管纤维束的可纺织性，又使碳纳米管纤维束通过小电流即可迅速达到预设的温度，且温度稳定性好。碳纳米管纤维丝合并根数越多，纤维束的横截面积越大，单位长度电阻越小，需要达到一定温度的电流就越大。

在一些具体实施例中，在基片上沉积催化剂层，放置于化学气相沉积反应炉中并通入保护气体，升温至500℃-900℃，再通入碳源气体，反应约5～10min，从而在基片上生成均匀生长的碳纳米管阵列；然后从所述碳纳米管阵列中拉出宽度为0.1～20厘米的碳纳米管薄膜，按照捻度为100tpm-15000tpm对所述碳纳米管薄膜进行加捻处理，制得碳纳米管纤维丝；再将5～20根的所述碳纳米管纤维丝并丝处理制得碳纳米管纤维束。

在一些实施例中，所述基板设置有若干可拆卸凸起，且所述可拆卸凸起用于为所述碳纳米管纤维束布设线路图提供路径指引。本发明实施例基板上设置的可拆卸凸起用于碳纳米管纤维束布设线路图，碳纳米管纤维束通过对凸起的缠绕实现将碳纳米管纤维束的布设成线路图。在一些具体实施例中，基板上可拆卸的凸起可以是铆钉等。

在一些实施例中，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上的步骤包括：按照预设线路图，将所述碳纳米管纤维束对所述可拆卸凸起进行有序缠绕，布设形成碳纳米管纤维线路图。本发明实施例碳纳米管纤维束通过大于基板上可拆卸凸起进行有序缠绕，即可在基板上形成各种图案、形状、层次的碳纳米管纤维线路图，即发热线路图。

在一些实施例中，所述碳纳米管纤维束的端部均与电极片连接，通过所述电极片与外电路连通。本发明实施例将所述碳纳米管纤维束的两端分别通过导电银浆等与电极片连接后设置在所述基板的水平外侧，电极片与外电路连通，通过所述电极片实现对碳纳米管纤维线路图进行导电，实现电热转化。

在一些实施例中，在所述基板布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶混合材料的步骤包括：将所述橡胶混合材料浇铸在所述基板上布设有所述纤维线路图的一侧表面，使所述纤维线路图固封于所述橡胶混合材料中，所述橡胶混合材料的沉积厚度低于所述可拆卸凸起的高度。在一些具体实施例中，将布设有所述纤维线路图的基板置于模具中，然后在所述基板上布设有所述纤维线路图的一侧表面浇铸橡胶混合材料，使所述纤维线路图包覆在橡胶混合材料中，所述橡胶混合材料的沉积厚度低于所述可拆卸凸起的高度，便于后续凸起的拆除，更方便发热片的应用。

在一些实施例中，将布设有所述纤维线路图的基板置于模具中，然后在所述基板上布设有所述纤维线路图的一侧表面浇铸橡胶混合材料，使所述纤维线路图包覆在橡胶混合材料中，所述橡胶混合材料的沉积厚度低于所述可拆卸凸起的高度，然后在温度为80℃～100℃的条件下固化所述橡胶材料，在所述基板上形成发热片粗产物，此时温度下固化形成的发热片既有利于脱模，又没有完全固化定型，便于后续进一步加工。

在一些实施例中，所述橡胶混合材料中所述橡胶和所述固化剂的质量比为(10～1)：1，橡胶混合材料中，橡胶和固化剂的该质量配比，既使橡胶混合材料有较好的固化特性，通过80℃～100℃的固化温度即可使橡胶交联固化，将碳纳米管纤维线路图包裹在橡胶中形成发热片；又有效确保了橡胶固化后仍具有高度柔韧性，使发热片具有优异的可塑性，能够随意弯折，应用灵活方便。

在一些实施例中，所述橡胶选自：丁腈橡胶、硅橡胶、聚异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种。在一些实施例中，所述固化剂选自：含硫化合物、金属氧化物、过氧化物、树酯、醌类、胺类中的至少一种。本发明实施例采用的这些橡胶和固化剂，相互结合后均能够形成韧性好，耐候性强的橡胶体，使制得的发热片具有优异的弯折柔韧性，长的使用寿命。在一具体实施例中，胺类固化剂可以是1，2-乙二胺、丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、它们的胺加成物、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜等；树酯类固化剂可以是聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯等。在一具体实施例中，含硫化合物固化剂可以是秋兰姆二硫化物或多硫化物、二硫代二吗啉、四硫代二吗啉、多硫聚合物、烷基苯酚一硫化物、烷基苯酚二硫化物等。在一具体实施例中，金属氧化物固化剂可以是氧化锌、氧化镁、一氧化铅、四氧化三铅等。在一具体实施例中，过氧化物固化剂可以是过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯等。在一具体实施例中，醌类固化剂可以是对醌二肟、二苯甲酰对醌二肟、聚对亚硝基苯等。

在一些实施例中，在所述基板上形成发热片后还包括步骤：拆除所述基板上的凸起，移除所述基板后对所述发热片进行热压处理，得到柔性发热片。本发明实施例通过将基板上可拆卸的凸起拆除，将固化成型后的发热片从基板上取下来，然后通过进一步热压处理，得到表面平整的柔性发热片，同时在热压处理的过程中，发热片上凸起留下的空隙能够随着橡胶材料受热软化填补，使柔性发热片更完整，更有利于应用。另外，发热片在应用时，也可以通过发热片上凸起留下的空隙将发热片固定在待应用的物体上。

在一些实施例中，拆除所述基板上的凸起，移除所述基板后在温度为100℃～300℃，压力为5MPa～20MPa的条件下对所述发热片进行热压处理。该热压条件能够使发热片软化后形成更平整密实稳定的柔性发热片。

在一些实施例中，柔性发热片的制备方法，包括步骤：

S10.在基片上沉积催化剂层，放置于化学气相沉积反应炉中并通入保护气体，升温至500℃-900℃，再通入碳源气体，反应约5～10min，从而在基片上生成均匀生长的碳纳米管阵列；然后从所述碳纳米管阵列中拉出宽度为0.1～20厘米的碳纳米管薄膜，按照捻度为100tpm-15000tpm对所述碳纳米管薄膜进行加捻处理，制得碳纳米管纤维丝；再将5～20根的所述碳纳米管纤维丝并丝处理制得碳纳米管纤维束；

S20.将所述碳纳米管纤维束通过对所述基板上的可拆卸凸起进行缠绕布设成碳纳米管纤维线路图，并将所述碳纳米管纤维束的两端分别与电极片连接，通过所述电极片与外电路连通，得到布设有纤维线路图的基板；

S30.将橡胶和固化剂的质量比为(10～1)：1的橡胶混合材料浇铸在所述基板上布设有所述纤维线路图的一侧表面，使所述纤维线路图固封于所述橡胶混合材料中，所述橡胶混合材料的沉积厚度低于所述可拆卸凸起的高度，在温度为80～100℃的条件下进行固化处理，在所述基板上形成发热片；

S40.拆除所述基板上的凸起，移除所述基板后在温度为100℃～300℃，压力为5MPa～20MPa的条件下对所述发热片进行热压处理，得到柔性发热片。

相应地，本发明实施例还提供了一种柔性发热片，所述柔性发热片由如上述的方法制得，所述柔性发热片的厚度为1～3毫米，对所述柔性发热片通0.1A～0.6A电流，在5秒内所述柔性发热片温度达到40℃～80℃。

本发明实施例提供的柔性发热片由上述任一方法制得，包含有碳纳米管纤维束布设的发热线路和包裹该发热线路的橡胶材料，其中碳纳米管纤维束的两端分别与电极片连接，通过电热片与外电路连通，实现电热转换。对所述柔性发热片通0.1A～0.6A电流，在5秒内所述柔性发热片温度达到40℃～80℃，发热温度稳定，安全性高，发热迅速。本发明实施例提供的柔性发热片电热转换效率高，发热均匀稳定，柔韧性高，可任意弯折，厚度薄，仅为1～3毫米，质量轻，实用性强，应用方便灵活。

为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例柔性发热片及其制备方法的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

实施例1

一种柔性发热片，包括步骤：

①在基片上沉积催化剂层，放置于化学气相沉积反应炉中并通入保护气体，升温至700℃，再通入碳源气体，反应约5min，从而在基片上生成均匀生长的碳纳米管阵列；从碳纳米管阵列中拉出宽度为7.5cm的碳纳米管薄膜，使用捻度仪对上述薄膜进行加捻处理，捻度为1300tpm，获得碳纳米管纤维丝；将10根碳纳米管纤维丝合并成一束碳纳米管纤维束，得到碳纳米管纤维束。

②获取一块模板，模板上的孔都安有柳钉，电极片位于垫片上，将单根碳纳米管纤维束根据线路图进行线路缠绕，如附图1所示，并将首尾与电极片进行粘接。

③将缠有碳纳米管纤维束的模板置于模具中，在模板上浇注硅橡胶和固化剂，在80℃下进行热固化，在所述基板上形成发热片。

④移取模板和柳钉，在120℃、5MPa下对发热片进行热压，制得柔性发热片。

实施例2

一种柔性发热片，包括步骤：

①在基片上沉积催化剂层，放置于化学气相沉积反应炉中并通入保护气体，升温至700℃，再通入碳源气体，反应约5min，从而在基片上生成均匀生长的碳纳米管阵列；从碳纳米管阵列中拉出宽度为7.5cm的碳纳米管薄膜，使用捻度仪对上述薄膜进行加捻处理，捻度为1300tpm，获得碳纳米管纤维丝；将5根碳纳米管纤维丝合并成一束碳纳米管纤维束，得到碳纳米管纤维束。

②获取一块模板，模板上的孔都安有柳钉，电极片位于垫片上，将两根碳纳米管纤维束根据线路图进行线路缠绕，如附图2所示，并将首尾与电极片进行粘接。

③将缠有碳纳米管纤维束的模板置于模具中，在模板上浇注硅橡胶和固化剂，在80℃下进行热固化，在所述基板上形成发热片。

④移取模板和柳钉，在100℃、5MPa下对发热片进行热压，制得柔性发热片。

进一步的，为了验证本发明实施例制备的发热柔性片的进步性，本发明实施例进行了性能测试。

测试例1

本测试例对实施例1和2制得的发热片通电流后，利用热成像仪测试实施例1和2发热片的温度，测试结果如下表1所示：

表1

由上述测试结构可知，本发明实施例1和2制备的柔性发热片的升温速率快，热导率高，在5秒内即可升温至50℃左右。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性发热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取碳纳米管纤维束和基板，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上，得到布设有纤维线路图的基板；

在所述基板布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶混合材料，使布设在所述基板上的纤维线路图中除所述碳纳米管纤维束的端部外的区域固封于所述橡胶混合材料中，在所述基板上形成发热片；

其中，所述橡胶混合材料包括橡胶和固化剂。

2.如权利要求1所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，所述基板设置有若干可拆卸凸起，且所述可拆卸凸起用于为所述碳纳米管纤维束布设线路图提供路径指引。

3.如权利要求2所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，将所述碳纳米管纤维束按预设线路图布设在所述基板上的步骤包括：按照预设线路图，将所述碳纳米管纤维束对所述可拆卸凸起进行有序缠绕，布设形成碳纳米管纤维线路图；和/或，

所述碳纳米管纤维束的端部均与电极片连接，通过所述电极片与外电路连通。

4.如权利要求2～3任一所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，在所述基板布设有纤维线路图的一侧表面沉积橡胶混合材料的步骤包括：将所述橡胶混合材料浇铸在所述基板上布设有所述纤维线路图的一侧表面，使所述纤维线路图固封于所述橡胶混合材料中，所述橡胶混合材料的沉积厚度低于所述可拆卸凸起的高度；和/或，

所述固化处理的温度为80℃～100℃。

5.如权利要求4所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，所述橡胶混合材料中所述橡胶和所述固化剂的质量比为(10～1)：1；和/或，

所述橡胶选自：丁腈橡胶、硅橡胶、聚异戊二烯橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种；和/或，

所述固化剂选自：含硫化合物、金属氧化物、过氧化物、树酯、醌类、胺类中的至少一种。

6.如权利要求1～3或5任一所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，所述获取碳纳米管纤维束的步骤包括：

获取碳纳米管阵列，从所述碳纳米管阵列中拉出碳纳米管薄膜，然后将所述碳纳米管薄膜进行加捻处理，得到碳纳米管纤维丝；

将多根所述碳纳米管纤维丝进行并丝处理，得到碳纳米管纤维束。

7.如权利要求6所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，在温度为500℃～900℃的碳源气氛中，通过化学气相沉积方法反应5～10分钟制备所述碳纳米管阵列；和/或，

从所述碳纳米管阵列中拉出碳纳米管薄膜，然后将所述碳纳米管薄膜进行加捻处理的步骤包括：从所述碳纳米管阵列中拉出宽度为0.1厘米～20厘米的碳纳米管薄膜，按照捻度为100tpm-15000tpm对所述碳纳米管薄膜进行加捻处理；和/或，

所述碳纳米管纤维束通过5根～20根的所述碳纳米管纤维丝并丝处理制得。

8.如权利要求7所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，在所述基板上形成发热片后还包括步骤：拆除所述基板上的凸起，移除所述基板后对所述发热片进行热压处理，得到柔性发热片。

9.如权利要求8所述的柔性发热片的制备方法，其特征在于，所述热压处理的条件包括：在温度为100℃～300℃，压力为5MPa～20MPa的条件下进行热压处理。

10.一种柔性发热片，其特征在于，所述柔性发热片由如权利要求1～9任一所述的方法制得，所述柔性发热片的厚度为1毫米～3毫米，对所述柔性发热片通0.1A～0.6A电流，在5秒内所述柔性发热片温度达到40℃～80℃。

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