CN103731941A - 加热元件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热元件的制备方法，包括：提供一基底，该基底具有一表面；在所述基底的表面涂覆一层粘结剂，形成粘结层；提供一碳纳米管膜结构，将该碳纳米管膜结构覆盖于所述粘结层；在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

Description

加热元件的制备方法

技术领域

本发明涉及一种加热元件的制备方法，尤其涉及一种碳纳米管加热元件的制备方法。

背景技术

在日常生活中，有很多地方要用到加热元件，例如，汽车座椅加热垫，电热毯，加热保健腰带等。传统的加热元件一般采用电阻丝作为加热材料，该电阻丝一般有纯金属电阻丝和合金电阻丝，但在使用过程中，该电阻丝由于抗拉伸强度弱，耐弯折性差，所以存在由于造成断裂引起触电等事故的隐患，且使用寿命较短。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管加热元件的制备方法。

一种加热元件的制备方法，包括：提供一基底，该基底具有一表面；在所述基底的表面涂覆一层粘结剂，形成粘结层；提供一碳纳米管膜结构，将该碳纳米管膜结构覆盖于所述粘结层；在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

一种加热元件的制备方法，包括：提供一支撑体以及一柔性基底，将所述柔性基底沿一第一方向拉伸并固定于所述支撑体；在所述柔性基底的表面涂覆一层粘结剂，形成一粘结层；在所述粘结层的表面覆盖一碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构由多个碳纳米管组成，该多个碳纳米管沿第一方向延伸；将所述柔性基底沿第一方向收缩，形成加热组件；在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

与现有技术相比较，本发明的制备方法是在基底上设置所述碳纳米管膜结构，由于所述碳纳米管膜结构中的碳纳米管具有柔韧性、抗拉伸、耐弯折等特性，又所述碳纳米管膜结构在垂直于所述碳纳米管延伸方向上本来即具有较优的抗拉伸性。因此，所述加热元件具有较好的机械强度、抗拉伸性、耐弯折性以及使用寿命较长。

附图说明

图1为本发明第一实施例制备加热元件的流程图。

图2为本发明第一实施例制备加热元件的工艺流程图。

图3为本发明实施例中从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图4为本发明第二实施例制备加热元件的流程图。

图5为本发明第二实施例制备加热元件的工艺流程图。

图6为本发明第二实施例在所述加热元件的长度方向的两端部形成多个电极的局部结构示意图。

图7为本发明第二实施例加热元件中加热元件的碳纳米管膜结构侧的照片。

图8为本发明第二实施例加热元件中加热元件的碳纳米管膜结构侧的光学显微镜照片。

主要元件符号说明

加热元件	10、20、40
		基底	11
碳纳米管膜	14
		柔性基底	21
碳纳米管阵列	22
		硅基板	23
碳纳米管膜结构	15、25
		电极	16、26、32
粘结层	12、27
		加热组件	28
条形结构	29
		支撑体	30
导线	31

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种加热元件的制备方法。该加热元件的制备方法包括以下步骤：（S10）提供一基底，该基底具有一表面；（S11）在所述基底的表面涂覆一层粘结剂，形成粘结层；（S12）提供一碳纳米管膜结构，将该碳纳米管膜结构覆盖于所述粘结层；（S13）在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；（S14）通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

请一并参阅图2，在步骤S10中，提供一基底11，该基底11由硬性材料或柔性材料形成。所述硬性材料为玻璃、石英、金刚石等，所述柔性材料为塑料、树脂等。具体地，所述柔性材料可以为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，以及聚醚砜(PES)、聚亚酰胺(PI)、纤维素酯、苯并环丁烯(BCB)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸树脂、硅橡胶、聚四氟乙烯、斜纹布、PU、以及真皮等材料。可以理解，形成所述柔性材料并不限于上述列举的材料，只要确保该基底11具有一定柔性即可。本实施例中，所述基底11的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。

在步骤S11中，在所述基底11的表面涂覆一层粘结剂，形成粘结层12；该粘结剂为树脂粘合剂，如环氧树脂、聚氨醋、丙烯酸醋、乙烯类聚合物等，橡胶粘合剂，如氯丁橡胶等，还有混合的橡胶一树脂粘合剂等。本实施例中，该粘结层12为硅胶层。

在步骤S12中，提供一碳纳米管膜结构15，将该碳纳米管膜结构15覆盖于所述粘结层12。该碳纳米管膜结构15由至少一层碳纳米管膜14组成。请一并参见图3，所述碳纳米管膜14是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列，所述择优取向排列是指在碳纳米管膜14中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜14的表面。进一步地，所述碳纳米管膜14中大多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜14中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜14中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜14中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜14不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜14置于（或固定于）间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜14能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜14中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。

具体地，所述碳纳米管膜14中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除所述碳纳米管膜14中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。

具体地，所述，所述碳纳米管膜14中基本朝包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段。该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段包括多个相互平行的碳纳米管，该多个相互平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合并形成多个间隙。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。所述碳纳米管膜14中的碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列。

在本实施例中，所述碳纳米管膜结构15由一层碳纳米管膜14组成。将该碳纳米管膜结构15覆盖于所述粘结层12，该碳纳米管膜结构15中的碳纳米管与所述粘结层12接触。

在步骤S13中，在所述碳纳米管膜结构15的表面间隔设置至少两个电极16，并使所述至少两个电极16分别与所述碳纳米管膜结构15电连接。该至少两个电极16的材料包括金属。该至少两个电极16可以采用溅射、电镀、化学镀等沉积方法直接沉积在所述碳纳米管膜结构15的表面。也可用银胶等导电粘结剂将该多个电极粘结在所述碳纳米管膜结构15的表面。本实施例中，所述至少两个电极16采用溅射方法直接沉积在所述碳纳米管膜结构15的表面。

在步骤S14中，通过所述至少两个电极16施加电压于所述碳纳米管膜结构15，加热该碳纳米管膜结构15，该碳纳米管膜结构15放出的热量传导至所述粘结层12，加热该粘结层12并使其固化，形成加热元件10。现有技术中一般采用固化装置来固化所述粘结层12，该种方法属于从外部对所述粘结层12进行加热，该粘结层12的外层首先遇热固化形成固化层，然后热量通过所述粘结层12的固化层再加热所述粘结层12的内部，因此，该粘结层12固化的时间较慢，且固化不太均匀而且该粘结层容易发生翘曲和变形。而本实施例通过给碳纳米管膜结构15通电加热所述粘结层12并使其固化的方法，由于碳纳米管膜结构15中的碳纳米管与所述粘结层12接触，所以本实施例的方法属于从内部对所述粘结层12进行加热，即，该粘结层12各个部分几乎均匀且同时受热，故，该粘结层12固化比较均匀，固化比较快且形成的粘结层12比较平坦。

可以理解，在步骤S13之后，可以包括在碳纳米管膜结构15远离所述粘结层12的表面进一步形成另一粘结层（图未示），该另一粘结层的材料可以选自所述粘结层12的材料。优选的，所述另一粘结层的材料与所述粘结层12的材料相同。通过给碳纳米管膜结构15通电加热所述上下粘结层并使其固化，由于所述碳纳米管膜结构15设置在所述上下粘结层之间，所以本方法属于从内部对所述上下粘结层进行加热，即，该上下粘结层各个部分几乎均匀且同时受热，故，该上下粘结层固化比较均匀，固化比较快且形成的粘结层比较平坦。

本发明第一实施例的加热元件的制备方法是在基底上设置所述碳纳米管膜结构，由于所述碳纳米管膜结构中的碳纳米管具有柔韧性、抗拉伸、耐弯折等特性。又所述碳纳米管膜结构在垂直于所述碳纳米管延伸方向上本来即具有较优的抗拉伸性。因此，所述加热元件具有较好的机械强度、抗拉伸性、耐弯折性以及使用寿命较长。

请参阅图4，本发明第二实施例提供一种加热元件20的制备方法。该加热元件20的制备方法包括以下步骤：（S20）提供一支撑体以及一柔性基底，将所述柔性基底沿一第一方向拉伸并固定于所述支撑体；（S21）在所述柔性基底的表面涂覆一层粘结剂，形成一粘结层；（S22）提供一碳纳米管阵列，从所述碳纳米管阵列中拉取一碳纳米管膜，并将所述碳纳米管膜的一端固定于所述粘结层的表面，旋转所述支撑体，将所述碳纳米管膜缠绕于所述柔性基底的表面，从而在所述粘结层的表面形成一碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构由多个碳纳米管组成，该多个碳纳米管沿第一方向延伸，将所述柔性基底沿第一方向收缩，形成加热组件；（S23）在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；(S24)通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

请一并参阅图5，在步骤S20中，提供一支撑体30，该支撑体30可以为一圆柱体、三菱柱体以及多菱柱体等。本实施例为一圆柱体。该支撑体30可以由电机（图未标示）带动，在所述电机的带动下，所述支撑体30可绕其轴心以一定转速旋转。

提供一柔性基底21，该柔性基底21的材料选自柔性并具有一定韧性及强度的绝缘材料，如硅橡胶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、斜纹布、无纺布、PU以及真皮等。本实施例中，所述柔性基底21为一长方形的PU，其尺寸为40厘米×30厘米。

对所述柔性基底21施加一外力，该外力的大小为使该柔性基底21在不被破坏的情况下至少发生弹性变形的大小，使所述柔性基底21沿一第一方向被拉伸，并将该柔性基底21固定于所述支撑体30。

在本实施例中，对所述PU施加一外力，使该PU在长度方向上被拉伸产生10%的形变，即，将该PU在长度方向上拉伸至44厘米，使该PU处于被拉伸的状态。然后将该PU以被拉伸的状态固定于所述支撑体30，使该PU在长度方向上缠绕于所述支撑体30，即该PU的宽度方向与所述支撑体30的中心轴平行。将该PU通过粘结剂粘结于所述支撑体30，此时，该PU仍然处于被拉伸的状态。

所述支撑体30和柔性基底21的尺寸可以根据所述加热元件的尺寸来选择。

可以理解，所述支撑体30也可以为一个中空的筒状结构，该筒状结构在平行于该筒状结构的中心轴方向具有一开口，该开口贯穿整个筒状结构。也就是说，可以利用工具撑开所述筒状结构，那么筒状结构的开口的宽度变得更大，即所述筒状结构的直径变大。因此，在步骤S20中，可以将所述柔性基底21以原态设置于该筒状结构，然后利用工具使筒状结构的直径变大，那么，该柔性基底21即被拉伸，形成被拉伸状态的柔性基底21。

在步骤S21中，在所述柔性基底21的表面涂覆一层粘结剂，形成一粘结层27，本实施例中该粘结层27为硅胶层。当然，也可以使PU在长度方向的两端搭接，在该搭接处通过粘结剂将该PU的两端粘结在一起，使该PU以被拉伸的状态套设于所述支撑体30。

在步骤S22中，首先，提供一碳纳米管阵列22，该碳纳米管阵列22形成于一硅基板23的表面。将所述碳纳米管阵列22及所述支撑体30并排且间隔设置。该碳纳米管阵列22由多个碳纳米管组成。该多个碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述碳纳米管的直径为0.5~50纳米，长度为50纳米~5毫米。该碳纳米管的长度优选为100微米~900微米。本实施例中，该多个碳纳米管为多壁碳纳米管，且该多个碳纳米管基本上相互平行且垂直于所述硅基板23的表面，该碳纳米管阵列22不含杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。所述碳纳米管阵列22的制备方法不限，可参见中国大陆专利申请公开第02134760.3号。优选地，该碳纳米管阵列22为超顺排碳纳米管阵列。

其次，采用一拉伸工具从所述碳纳米管阵列22中选定多个碳纳米管，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带或粘性基条接触该碳纳米管阵列22以选定具有一定宽度的多个碳纳米管；以一定速度拉伸该选定的碳纳米管，该拉取方向沿基本垂直于碳纳米管阵列22的生长方向。从而形成首尾相连的多个碳纳米管，进而形成一连续的碳纳米管膜14。在上述拉伸过程中，该多个碳纳米管在拉力作用下沿拉伸方向逐渐脱离基底的同时，由于范德华力作用，该选定的多个碳纳米管分别与其他碳纳米管首尾相连连续地被拉出，从而形成所述碳纳米管膜14。该碳纳米管膜14中的多个碳纳米管定向排列且通过范德华力首尾相连。该碳纳米管膜14中碳纳米管的排列方向基本平行于该碳纳米管膜14的拉伸方向。该碳纳米管膜14是如图3所示的碳纳米管膜。

在所述碳纳米管膜14从碳纳米管阵列22中被拉取出来的过程中，将拉出的所述碳纳米管膜14的一端固定于所述柔性基底21的粘结层27的表面，使所述碳纳米管膜14中碳纳米管的延伸方向与所述支撑体30的中心轴垂直。

将所述碳纳米管膜14的一端固定于所述柔性基底21后，调整所述支撑体30与碳纳米管阵列22的位置关系，使该碳纳米管膜14与硅基板23的表面形成一交叉角α，该交叉角小于90°。优选地，该交叉角0°≦α≦30°，即，该碳纳米管膜14与所述碳纳米管阵列22中碳纳米管的延伸方向形成一60°到90°的夹角；更优选地，该交叉角0°≦α≦5°，即，该碳纳米管膜14与所述碳纳米管阵列22中碳纳米管的延伸方向形成一85°到90°的夹角。本实施例中，所述交叉角α为3°，该碳纳米管膜14与所述碳纳米管阵列22中碳纳米管的延伸方向形成一97°的夹角。

控制所述电机运转带动所述支撑体30以一定的转速旋转，所述碳纳米管膜14就可以从所述碳纳米管阵列22中连续地拉出，并均匀地缠绕于所述柔性基底21的表面从而形成所述碳纳米管膜结构25。具体地，控制所述电机运转带动所述支撑体30旋转，使该支撑体30的线速度为15m/s以下。本实施例中，所述支撑体30的线速度为0.5m/s。由于从所述碳纳米管阵列22拉出的所述碳纳米管膜14的一端被固定于所述柔性基底21的表面，因此，所述柔性基底21对所述碳纳米管膜14会产生一个沿该碳纳米管膜14延伸方向的拉力，从而使得碳纳米管膜14连续地被拉出。

此外，可以通过所述支撑体30的旋转圈数来控制缠绕于该柔性基底21表面的碳纳米管膜结构25的厚度。本实施例中，所述碳纳米管膜结构25包括两百层碳纳米管膜14，由于所述支撑体30的表面形成有粘结层27，所以该两百层碳纳米管膜被该粘结层27粘附于所述支撑体30。此外，当碳纳米管膜14缠绕于所述柔性基底21的表面时，该碳纳米管膜结构25中相互层叠的碳纳米管膜14之间会通过范德华力的吸引而紧密地结合在一起。

进一步地，当所述碳纳米管膜结构25形成在所述柔性基底21之后，可以采用一接触物挤压所述碳纳米管膜结构25，使设置于所述柔性基底21的硅胶能均匀地渗入到所述碳纳米管膜结构25中。该接触物优选与所述碳纳米管膜结构25作用力较小的材料，例如金属、金属氧化物及陶瓷等多孔材料或橡胶等。本实施例，采用一毛刷，然后在毛刷的刷毛部分套设一橡胶套，该橡胶套可以防止所述碳纳米管膜结构25中的碳纳米管被粘起。将套设有橡胶套的毛刷压在所述碳纳米管膜结构25，控制电机旋转带动所述支撑体30旋转，即碳纳米管膜结构25旋转，那么，也就相当于毛刷在碳纳米管膜结构的圆周方向上运动，然后再控制毛刷的位置，使整个柔性基底21表面的硅胶渗入到所述碳纳米管膜结构25中，所以该碳纳米管膜结构25被牢固地粘结于所述柔性基底21。

将所述柔性基底21和碳纳米管膜结构25一起从所述支撑体30取下。首先，需要将所述碳纳米管膜结构25在柔性基底21长度方向的两端处断开，以便将所述柔性基底21和碳纳米管膜结构25从所述支撑体30取下。

所述断开碳纳米管膜结构25的方法包括机械切割法和激光烧蚀法。所述机械切割法包括：提供一切割工具；利用该切割工具将碳纳米管膜结构25切开。所述激光烧蚀法包括：提供一激光装置；利用该激光装置照射所述碳纳米管膜结构25，使碳纳米管膜结构25因高温烧蚀而断开，该激光烧蚀法可以有效减少污染物的引入。

然后，将所述柔性基底21和碳纳米管膜结构25从所述支撑体30取下，相当于去除对所述柔性基底21的作用力，该柔性基底21沿第一方向收缩，当然，该收缩的柔性基底比被拉伸状态的柔性基底在碳纳米管膜结构中碳纳米管延伸方向上长度短。由于所述碳纳米管膜结构25粘结于所述柔性基底21，该柔性基底21在长度方向上收缩时，碳纳米管膜结构25中的碳纳米管将在该碳纳米管膜结构的法线方向向上弯曲形成突起，也就是说，该碳纳米管的某一部分已经高出其他部分，所以该碳纳米管膜结构25从宏观结构看，包括多个褶皱，表面呈褶皱状态(请参阅图7)。用扫面电镜观察来看，在与碳纳米管延伸方向的交叉方向形成有多个皱纹（请参阅图8），该皱纹的延伸方向基本上垂直于所述碳纳米管膜结构中碳纳米管的延伸方向。

当所述柔性基底21在被拉伸的状态下仅发生弹性变形时，那么，当去除外力时，该柔性基底21恢复为原态。当所述柔性基底21在被拉伸的状态下既有发生弹性变形又发生塑性变形时，那么，当去除外力时，该柔性基底21发生弹性变形的部分会恢复，但发生塑性变形的部分不会恢复，即收缩的柔性基底21在碳纳米管膜结构中碳纳米管延伸方向上的长度比柔性基底21的原长长，但比被拉伸状态的柔性基底21的长度短。

所述收缩的柔性基底比被拉伸状态的柔性基底至少在碳纳米管膜结构中碳纳米管延伸方向上长度缩短大于等于1%。其长度缩短的百分比要根据所述加热元件的用途而定，而且要根据长度缩短的百分比来合理选择所述柔性基底21的材料。

本实施例中，当从所述支撑体30取下所述PU时，该PU的长度恢复至40厘米，由于该PU的长度变短，所以粘结在所述PU的碳纳米管膜结构25包括多个褶皱，表面呈褶皱状态。处理所述碳纳米管膜结构25的长度，使该碳纳米管膜结构25与所述PU在长度方向的端部平齐，形成加热组件28。

在步骤S23中，在所述加热组件28的长度方向的两端部间隔设置两个电极26，使碳纳米管膜结构25中的碳纳米管从加热组件一端的电极26延伸至另一端的电极26，所述两个电极26的形状可为长条形，该两个电极26的形成方法可以采用第一实施例中的至少两个电极16的形成方法。本实施例中，通过在所述碳纳米管膜结构25的表面粘贴导电金属编织胶带形成电极26。

在步骤S24中，通过所述两个电极26施加电压于所述碳纳米管膜结构25，加热该碳纳米管膜结构25，使所述粘结层固化，形成加热元件20。本实施例的方法属于从内部对所述粘结层27进行加热，即，该粘结层27各个部分几乎均匀且同时受热，故，该粘结层27固化比较均匀，固化比较快且形成的粘结层12比较平坦。

当然，请参阅图6，也可以采用下述方法形成多个电极32，对所述加热组件28的长度方向的两端部分别进行切割，该切割线平行于所述加热组件28的长度方向，该相邻切割线的距离为7毫米，该切割线的切割深度为10毫米。因此，在加热组件28的长度方向的两端部分别形成多个43个条形结构29，该条形结构29的宽度为7毫米，长度为10毫米。

提供多个电极32，该电极32为插簧，然后将所述条形结构29分别插入插簧的一端，压下所述插簧的弹片，使该弹片固定住所述加热组件28。在插簧的另一端设置导线31，利用插簧的弹片将该导线31夹持，使位于加热组件28各个端部的插簧电连接。从而在所述加热组件28的长度方向的两端部形成多个电极32，该电极32与所述加热组件28电连接。该加热元件40中的碳纳米管从加热元件长度方向一端的电极32延伸到另一端的电极32。

在步骤S24中，通过所述多个电极36施加电压于所述碳纳米管膜结构25，加热该碳纳米管膜结构25，使所述粘结层固化，形成加热元件40。本实施例的方法属于从内部对所述粘结层27进行加热，即，该粘结层27各个部分几乎均匀且同时受热，故，该粘结层27固化比较均匀，固化比较快且形成的粘结层27比较平坦。

本发明加热元件的制备方法不限于上述两个实施例，也可以包括下列步骤：

提供一支撑体以及一柔性基底，将所述柔性基底沿一第一方向拉伸并固定于所述支撑体；在所述柔性基底的表面涂覆一层粘结剂，形成一粘结层；在所述粘结层的表面覆盖一碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构由多个碳纳米管组成，该多个碳纳米管沿第一方向延伸；将所述柔性基底沿第一方向收缩，形成加热组件；在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

所述柔性基底的材料可以为第二实施例中柔性基底的材料，所述碳纳米管膜是从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜。

本发明第二实施例的加热元件的制备方法是在柔性基底上设置所述碳纳米管膜结构，由于所述柔性基底和所述碳纳米管膜结构均具有柔韧性，所以该加热元件为柔性加热元件。另外，所述碳纳米管膜结构形成在被拉伸状态的柔性基底，处理所述柔性基底，使所述柔性基底沿第一方向收缩，该收缩的柔性基底比被拉伸状态的柔性基底在碳纳米管膜结构中碳纳米管延伸方向上长度变短，即该柔性基底在碳纳米管延伸方向上发生了收缩，所以，设置于该柔性基底的碳纳米管膜结构中的碳纳米管在碳纳米管膜结构法线方向向上弯曲形成突起，呈褶皱状态。因此，该加热元件在碳纳米管延伸方向上抗拉伸、耐弯折，又所述碳纳米管膜结构在垂直于所述碳纳米管延伸方向上本来即具有较优的抗拉伸性。因此。所述加热元件具有较好的机械强度、抗拉伸性、耐弯折性以及使用寿命较长。

另外，本发明实施例的加热元件的制备方法是通过所述电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。该方法属于从内部对所述粘结层进行加热，即，该粘结层各个部分几乎均匀且同时受热，故，该粘结层固化比较均匀，固化比较快且形成的粘结层比较平坦。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种加热元件的制备方法，包括：

提供一基底，该基底具有一表面；

在所述基底的表面涂覆一层粘结剂，形成粘结层；

提供一碳纳米管膜结构，将该碳纳米管膜结构覆盖于所述粘结层；

在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；

通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

2.如权利要求1所述的加热元件的制备方法，其特征在于，在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接的步骤之后，进一步包括在碳纳米管膜结构远离所述粘结层的表面形成另一粘结层。

3.如权利要求1所述的加热元件的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管膜结构由至少一层碳纳米管膜组成。

4.如权利要求3所述的加热元件的制备方法，所述碳纳米管膜由多个沿同一方向择优取向排列且通过范德华力首尾相连的碳纳米管组成。

5.如权利要求1所述的加热元件的制备方法，其特征在于，在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接的步骤中，在所述碳纳米管膜结构的长度方向的两端部设置至少两个电极，使碳纳米管膜结构中的碳纳米管从一端的电极延伸至另一端的电极。

6.一种加热元件的制备方法，包括：

提供一支撑体以及一柔性基底，将所述柔性基底沿一第一方向拉伸并固定于所述支撑体；

在所述柔性基底的表面涂覆一层粘结剂，形成一粘结层；

在所述粘结层的表面覆盖一碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构由多个碳纳米管组成，该多个碳纳米管沿第一方向延伸；

将所述柔性基底沿第一方向收缩，形成加热组件；

在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接；

通过所述至少两个电极施加电压于所述碳纳米管膜结构，加热该碳纳米管膜结构，使所述粘结层固化，形成加热元件。

7.如权利要求6所述的加热元件的制备方法，其特征在于，在所述粘结层的表面覆盖一碳纳米管膜结构，该碳纳米管膜结构由多个碳纳米管组成，该多个碳纳米管沿第一方向延伸的步骤中，提供一碳纳米管阵列，从所述碳纳米管阵列中拉取一碳纳米管膜，并将所述碳纳米管膜的一端固定于所述粘结层的表面，旋转所述支撑体，将所述碳纳米管膜缠绕于所述柔性基底的表面，从而在所述粘结层的表面覆盖一碳纳米管膜结构。

8.如权利要求6所述的加热元件的制备方法，其特征在于，在提供一支撑体以及一柔性基底，将所述柔性基底沿一第一方向拉伸并固定于所述支撑体的步骤中，对所述柔性基底施加外力，使该柔性基底在拉伸状态下设置于所述支撑体，该外力的大小为使该柔性基底在不被破坏的情况下至少发生弹性变形的大小。

9.如权利要求8所述的加热元件的制备方法，其特征在于，将所述柔性基底沿第一方向收缩，形成加热组件的步骤中，去除施加在所述柔性基底的外力，使该柔性基底沿第一方向收缩。

10.如权利要求6所述的加热元件的制备方法，其特征在于，所述柔性基底至少在碳纳米管膜结构中碳纳米管延伸方向上长度缩短大于等于1%。

11.如权利要求7所述的加热元件的制备方法，其特征在于，将所述碳纳米管膜的一端固定于所述粘结层后，调整所述支撑体与碳纳米管阵列的位置关系，使该碳纳米管膜与所述碳纳米管阵列中碳纳米管的延伸方向形成一60°到90°的夹角。

12.如权利要求1所述的加热元件的制备方法，其特征在于，在所述碳纳米管膜结构表面间隔设置至少两个电极，并使所述至少两个电极分别与所述碳纳米管膜结构电连接的步骤中，在所述加热组件的碳纳米管膜结构中的碳纳米管的两端部设置多个电极，使碳纳米管膜结构中的碳纳米管从加热组件的一端的电极延伸至另一端的电极。

13.如权利要求6所述的加热元件的制备方法，其特征在于，将所述柔性基底沿第一方向收缩，形成加热组件的步骤中，所述碳纳米管膜结构中的碳纳米管将在该碳纳米管膜结构的法线方向向上弯曲形成突起。

14.如权利要求6所述的加热元件的制备方法，其特征在于，将所述柔性基底沿第一方向收缩，形成加热组件的步骤中，所述碳纳米管膜结构包括多个褶皱。

15.如权利要求6所述的加热元件的制备方法，其特征在于，所述柔性基底的材料为硅橡胶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、斜纹布、无纺布、PU或真皮。

Images