CN107531012A - 用于柔性加热器的基底、层合件和组合件，柔性加热器，以及制造方法 - Google Patents

用于柔性加热器的基底、层合件和组合件，柔性加热器，以及制造方法 Download PDF

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Abstract

用于柔性加热器的基底，包括聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；以及压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合层。

Description

用于柔性加热器的基底、层合件和组合件，柔性加热器，以及 制造方法
背景技术
本公开内容涉及在用于柔性加热器的组合件的制造中使用的基底和层合件，包括基底、层合件和组合件的柔性加热器，及其制备方法。
柔性加热器被广泛用于多种应用中，例如管、汽车部件、电池、计算机设备、医疗设备、光学设备和食品供应设备。柔性加热器通常包括电绝缘基底层，其可为例如聚合物或纤维玻璃垫的材料；和导电加热元件，其可为绕线的加热元件或蚀刻的箔加热元件的形式。柔性加热器可以符合加热物品的形状，并且通常制造成能经受温度范围。
多种聚合物已用作柔性加热器的基底，包括聚酰亚胺。聚酰亚胺层经常提供有粘合剂层以改善与加热元件的结合。例如，柔性加热器基底可以由聚酰亚胺/丙烯酸或聚酰亚胺/氟化乙烯-丙烯(FEP)基底制成。然而，这些基底在层合期间需要高温和长固化时间，并且尽管其可以与蚀刻的箔加热元件一起使用，但是其不适于具有绕线的加热元件的柔性加热器。此外，这些基底的有限热稳定性可以限制其用于低温应用，并且可以导致减少产品寿命。
为了解决这些问题，期望用于柔性加热器的聚合物基底能够与蚀刻的加热元件或绕线的加热元件一起使用。如果基底可以在较低温度下或在较短时间层合，则这将是进一步的优点。相比于聚酰亚胺/丙烯酸或聚酰亚胺/FEP基底的改进的热稳定性也将是一个优点。还期望开发用于制备用于柔性加热器的基底的改进的方法，所述方法将提供良好结合至金属加热元件的具有高热稳定性的基底。
发明内容
一个实施方案提供了用于柔性加热器的基底，其包括：聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；以及压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间。
另一个实施方案提供了用于柔性加热器的层合件，其包括：聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及布置在所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚酰亚胺层相反的侧上的导电加热元件。
另一个实施方案提供了用于柔性加热器的层合件，其包括：聚酰亚胺层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及层合到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚酰亚胺层相反的侧上的连续导电柔性金属层。
另一个实施方案提供了用于柔性加热器的层合件，其包括：包含第一聚酰亚胺层的第一电绝缘柔性聚合物层；布置在所述聚酰亚胺层的第一侧上的底涂料层；压延到所述聚酰亚胺层的第一侧上的高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述底涂料层布置在所述聚酰亚胺层与所述高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及层合到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚酰亚胺层相反的侧上的图案化导电柔性金属层。
还进一步公开了包括上述层合到金属层的聚酰亚胺/有机硅基底的用于柔性加热器的组合件和柔性电加热器。
附图说明
现在参照附图，其为示例性实施方案，并且其中除非另外说明，否则相同元件标记相同：
图1为用于柔性加热器的基底的示意性截面图。
图2为用于柔性加热器的层合件的示意性截面图。
图3为用于柔性加热器的组合件的一个实施方案的示意性截面图。
图4为用于柔性加热器的组合件的两个实施方案的示意性三维图。
具体实施方式
本发明人已经发现改进的用于柔性加热器的基底、层合件和组合件。特别地，本发明人已经发现使用压延的高稠度硅橡胶粘合剂提供改进的特性，包括与加热元件的优异粘合性，特别是在使用期间升高的温度下与加热元件的优异粘合性；和高效制造性，包括快速低温层合。将高稠度硅橡胶粘合剂压延到聚酰亚胺片或层上(在聚酰亚胺的涂覆有底涂料层的侧上)，以形成电绝缘层，以形成用于柔性加热器的基底。所述基底可以与绕线的或蚀刻的箔加热元件一起使用。所述基底进一步提供了可以以低成本符合多种形状，并且可以简单且快速地生产的柔性加热器。
图1示出包括聚酰亚胺层200的柔性加热器基底100，其一侧上已布置粘合底涂料层300，如所示。如本文中所使用的，“布置”意指放置成直接接触主要元件，或者与接触主要元件的另一元件(例如，层)接触。将高稠度硅橡胶粘合剂400布置到聚酰亚胺层200的侧上，优选底涂料层300上，以提供图1的柔性加热器基底100。
聚酰亚胺耐热并且在单独使用时具有高的最大操作温度，但是当与其他材料层合时，整个产品的操作温度可受非聚酰亚胺材料的耐热性限制。例如，聚酰亚胺/FEP层合件的最大操作温度通常低于200℃，聚酰亚胺/丙烯酸层合件的最大操作温度通常低于100℃。另一方面，聚酰亚胺/有机硅层合基底的最大操作温度可以最高至240℃，这允许基底用于需要加热至较高温度的应用。较高的热稳定性也将同样导致聚酰亚胺/有机硅基底的较长产品寿命。
聚酰亚胺层可以是任何合适的聚酰亚胺或聚醚酰亚胺，例如Dupont出售的KAPTON(聚(4,4'-氧二亚苯基-均苯四酸酰亚胺))、Kaneka Corporation出售的APICAL、UbeIndustries出售的UPILEX、来自Taimide的Polyimide TH/TL/BK、或ProfessionalPlastics出售的KAPTREX。尽管本文中描述了聚酰亚胺层200，但是其他聚合物可以代替聚酰亚胺在层200中使用，前提条件是聚合物具有期望特性，例如柔性、耐高温性、在期望制造条件下的可加工性等中的一者或更多者。可以使用的聚合物包括聚缩醛，聚丙烯酸酯例如聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚丙烯腈，聚酰胺，聚碳酸酯，聚二烯，聚酯，聚醚，聚醚醚酮，聚醚砜，聚氟烃，聚氟氯烃，聚酮，聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯，聚唑，聚磷腈，聚硅氧烷，聚苯乙烯，聚砜，聚氨酯，聚乙酸乙烯酯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚乙烯酯，聚乙烯醚，聚乙烯酮，聚乙烯基吡啶，聚乙烯基吡咯烷酮，及其共聚物例如聚醚酰亚胺硅氧烷、乙烯乙酸乙烯酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。预期的具体聚合物包括聚酰亚胺，聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚醚酰亚胺，和聚醚酰亚胺硅氧烷。在一个实施方案中，聚合物选择成提供透明聚合物层例如PET。
各个聚酰亚胺层的厚度可以根据柔性加热器的预期用途变化，特别考虑例如成本和耐久性。例如聚酰亚胺层的厚度可以为2微米(μm)至5000μm(0.08密耳至200密耳)，在一些实施方案中，聚酰亚胺层的厚度可以为10μm至500μm(0.4密耳至20密耳)、或10μm至150μm(0.4密耳至5.9密耳)。在一些实施方案中，基底的任何聚酰亚胺层的厚度可以为从10μm(0.4密耳)至150μm(5.9密耳)。
在一些实施方案中，聚酰亚胺层涂覆有粘合底涂料层，如图1中所示。粘合底涂料是已知的，并且包括例如能够与有机硅和与基底反应的多官能化合物，例如含乙烯基或经取代的乙烯基的硅烷。这样的化合物包括例如乙烯基三(烷氧基烷氧基)硅烷。在一个实施方案中，基于底涂料组合物的总重量，乙烯基三(烷氧基烷氧基)硅烷以2重量份至20重量份的量存在。在一个实施方案中，乙烯基三(烷氧基烷氧基)硅烷为乙烯基三[(C1-C6烷氧基)(C1-C6烷氧基)]硅烷。在一个实施方案中，乙烯基三(烷氧基烷氧基)硅烷为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。而不优选的是，粘合底涂料可以为这样的化合物，例如聚(四氟乙烯-共-六氟丙烯)(FEP)，任选地与选自以下的第二聚合物共混：聚四氟乙烯(PTFE)、聚(四氟乙烯-共-全氟[烷基乙烯基醚])(PFA)；聚(乙烯-共-四氟乙烯)(ETFE)和共聚物、Union Carbide出售的底涂料-1100、Shin-Etsu Chemical Corp出售的粘合底涂料C。底涂料可以作为连续或不连续的层存在。底涂料可以通过本领域已知方法施加，例如提供涂覆施加。在一些实施方案中，任何底涂料层的厚度为1μm(0.04密耳)至2000μm(80密耳)。各个底涂料层的厚度可以根据聚酰亚胺和加热元件，以及柔性加热器的期望用途变化，特别考虑例如成本和耐久性。例如底涂料层的厚度可以为1微米(μm)至2000微米(0.04密耳至80密耳)，在一些实施方案中，底涂料层的厚度可以为2μm至1000μm(0.08密耳至40密耳)、或2μm至100μm(0.08密耳至4密耳)。
如本文中所使用的，“高稠度有机硅组合物”或“高稠度硅橡胶”是指这样的有机硅组合物，粘度足够高以在完全固化前压延，并且可以后续固化以提供如下文中进一步详细描述的有效地粘附聚酰亚胺层和加热元件的柔性弹性体组合物。这样的组合物是本领域已知的，并且通常包括可过氧化物固化或铂催化加成固化体系。可以使用其他固化机理，例如缩合固化(乙酰氧基、烷氧基或肟)或光固化。可以使用不同固化体系的组合。
过氧化物固化的有机硅最常用于高稠度橡胶中，并且使乙烯基官能团、氢化物官能团和任选地非官能有机硅预聚物固化。过氧化物催化剂的选择依固化技术和期望参数(乙烯基特定和非乙烯基特定)而定。过氧化物固化催化剂的实例包括双(2,4-二氯苯甲酰基)过氧化物、苯甲酰基过氧化物、过苯甲酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷和二枯基过氧化物。非乙烯基特定过氧化物催化剂的浓度与固化弹性体的期望交联密度直接成比例。可以将过氧化物以1×10-6:1至0.1:1或1×10-5:1至0.01:1，优选4×10-4:1至2×10-3:1，并且更优选2×10-4:1至2×10-2:1的重量比(有机过氧化物相对有机硅)预混入有机硅中。非乙烯基特定过氧化物催化的弹性体的典型固化时程在90℃至140℃下可以为1分钟至20分钟，接着在较高温度(例如，150℃至177℃)下2小时至4小时“后固化”，以除去剩余副产物。或者，这样的有机硅组合物可以后续在190°F至350°F或230°F至310°F的温度下以1小时至5小时或0.5小时至4小时的停留时间交联。或者，非乙烯基特定过氧化物催化的弹性体的典型固化时程可以为在室温下1分钟至60分钟，接着在较高温度下“后固化”。当然，本领域技术人员应理解，最佳交联温度和停留时间可根据诸如交联剂相对有机硅的比例、有机硅的量、期望的部分交联程度和使用的具体设备的因素而变化。
加成固化的有机硅弹性体通常称为铂催化有机硅，并且通常为每部分包含不同官能化组分的两部分体系，其中通常部分A组分包含乙烯基官能化有机硅和铂催化剂，而部分B包含乙烯基官能化聚合物、氢官能化交联剂和固化抑制剂，其可以用于调节体系的固化速率。固化化学涉及Si-H官能化交联剂与形成乙烯桥交联的乙烯基官能化聚合物的直接加成。加成固化的有机硅弹性体的硫化可以加热加速。根据具体产物，加成固化的弹性体可以在110℃下20分钟至150℃下2分钟的温度和时间下完全固化。
可以使用的可固化高稠度硅橡胶组合物的实例包括来自Dow Corning的SILASTIC、来自Dow Corning的XIAMETER、来自Momentive Performance Materials的IS800系列粘合剂、和来自Wacker的ELASTOSIL R系列自粘粘合剂。
各个有机硅粘合剂层的厚度可以根据柔性加热器的期望用途变化，特别考虑例如成本和耐久性。例如有机硅粘合剂层的厚度可以为2微米(μm)至10000μm(0.08密耳至400密耳)，在一些实施方案中，有机硅粘合剂层的厚度可以为10μm至1000μm(0.4密耳至40密耳)或10μm至300μm(0.4密耳至11.8密耳)。基底的任何有机硅粘合剂层的厚度可以为10μm(0.4密耳)至150μm(5.9密耳)。
可以选择用于柔性加热器基底或层合件的材料，特别是用于聚酰亚胺层、有机硅粘合剂层、任选的底涂料层和金属层的材料，使得基底或层合件透明或半透明。例如，基底或层合件的透明度可以大于50％、大于70％、大于80％、或大于90％。透明度可以例如通过ASTM D1003-00来确定。
图2示出用于柔性加热器的层合件，其包括柔性基底100和导电金属层500(本文中也称为电阻金属层500)。电阻金属层500布置在有机硅粘合剂层400的与聚酰亚胺层200相反的侧上。在一个可替选的实施方案(未示出)中，电阻金属层500可以是电加热元件，即，布置在有机硅粘合剂层400上的图案化金属层或电阻金属绕线加热元件。
电阻金属可以为诸如不锈钢、铜、铝、镍、铬、或包括上述金属中至少一者的合金的金属。电阻金属层可以例如为能够以名称Inconel获得的镍-铬合金，其耐氧化和耐腐蚀并且可以在极端环境下操作。Nichrome是适合用于柔性加热元件的另一镍/铬合金。选择电阻金属，使得其在电流通过其时产生热。
电阻金属层的厚度可以根据柔性加热器的期望用途变化，特别考虑例如成本和耐久性。例如，金属层的厚度可以为2微米(μm)至10000μm(0.08密耳至400密耳)，在一些实施方案中，有机硅粘合剂层的厚度可以为10μm至5000μm(0.4密耳至80密耳)或10μm至2000μm(0.4密耳至40密耳)。在一些实施方案中，层合件的电阻金属层的厚度为从10μm(0.4密耳)至1000μm(40密耳)。
电阻金属层可以为所示连续金属层或不连续层。连续金属层可以直接用作加热元件，或者可以在随后的步骤中被蚀刻以产生提供加热元件的图案化金属层。或者，不连续金属层可以为绕线元件。蚀刻的箔元件通常由经历层合后的蚀刻过程的连续金属层制成。绕线元件特别适合于较大加热元件、低瓦特密度和较小生产流程。此外，由于线可以非常细，因此其可以用于透明柔性加热器，而不阻挡与蚀刻的箔元件同样多的光透射。绕线元件由缠绕成允许在柔性加热器的表面的期望部分上方加热的图案的线形成。绕线元件可以单独形成然后铺设或层合到柔性加热器基底上，或者其可以直接缠绕到基底上。
上述基底和层合件可以用于制造如图4中示意性示出的用于柔性加热器的组合件。示出了组合件的两个实施方案。一个所示组合件包括上述柔性加热器基底层610(即，柔性加热器基底100)，其中不连续金属层700为绕线电阻加热元件。另一所示组合件包括上述基底层610和不连续金属层710，所述不连续金属层710为蚀刻的金属电阻加热元件。加热元件700、710布置在基底层610的有机硅粘合剂层上。电绝缘柔性聚合物层600布置在加热元件700、710的与基底层610相反的侧上，特别地与基底610的有机硅粘合剂层相反。在一些实施方案中，基底层610和电绝缘柔性聚合物层600不同，并且可包含不同材料或具有不同厚度。例如，聚合物层600可以为任何柔性绝缘聚合物层(例如，聚醚酰亚胺，或者包括聚酰亚胺/丙烯酸或聚酰亚胺/氟化乙烯-丙烯基底的基底).
在优选实施方案中，基底层610和电绝缘柔性聚合物层600相同，因此聚合物层600也包含上述基底材料。参照图3，用于柔性加热器的组合件包括第一基底层120；电阻加热元件的期望形式的不连续金属层510；和布置到电阻加热元件510的与第一基底层相反的侧上的第二电绝缘基底层110，使得加热元件510布置在第一和第二基底110和120之间，如所示。特别地，图3中的加热器组合件包括基底层110，其包括聚酰亚胺(或其他聚合物)层200，布置在其一侧上的粘合底涂料300，以及布置在底涂料层300上的高稠度硅橡胶粘合剂层400；和另一基底层120，其包括聚酰亚胺(或其他聚合物)层210，布置在其一侧上的粘合底涂料310，以及布置在底涂料层310上的高稠度有机硅粘合剂层410。如上所述，层200、210中可以使用除聚酰亚胺以外的聚合物，前提条件是该聚合物具有期望特性。
在制造用于柔性加热器的柔性基底的方法中，在聚酰亚胺层200的一侧上用粘合底涂料300涂覆，以及将高稠度硅橡胶粘合剂400压延到聚酰亚胺层200的涂有底涂料的侧上，以提供柔性加热器基底100。有机硅粘合剂可以是压延前未固化的、压延前部分固化的、或压延后部分固化的。在一些实施方案中，硅橡胶粘合剂在压延时是未固化的，并且在室温例如20℃至26℃(68°F至79°F)下静置1天至5天、或2天至4天、或3天时变得部分固化(B阶)。或者，粘合剂可以是在通过使基底经历部分固化条件压延后B阶的。
压延是本领域已知的，并且可以使用多种设备和条件。例如，可以使用3-辊或4-辊压延机。4-辊单元提供更彻底地驱出橡胶中的空气的优点。可变速主驱动器允许调节辊速度。例如中心辊速度可以为0.1表面米每分钟至5表面米每分钟、或0.6表面米每分钟至3表面米每分钟。压延机可以设置为挂胶或“等速”；即，中心辊和底部辊以相同速率转动，并且转得比顶部辊快。在一些实施方案中，特别是在较硬的组合物橡胶的情况下，中心辊和底部辊以不同速率转动的“不等”速度给出较好的结果。硅橡胶通常在室温下压延。然而，加热辊可以用于减少粘附，前提条件是加热不使有机硅过早固化或不引起分解。有机硅可以压延到离型层例如聚乙烯离型层上，然后与聚酰亚胺层层叠。优选地，将有机硅粘合剂直接压延到聚酰亚胺层上。
为了制造层合件，将柔性加热器基底与电阻金属层层叠，并使其经历层合以使有机硅粘合剂和金属层粘附，以使有机硅粘合剂固化。在层合期间，组装的基底的层通过压力保持在一起，并且在有效地使粘合剂完全固化的温度和时间下加热基底。例如，在一些实施方案中，将柔性加热器基底和金属层放在一组具有夹具的板内，并且在100℃至230℃(212°F至446°F)的温度下加热5分钟至180分钟。在另一些实施方案中，将柔性加热器基底和金属层在100℃至150℃(212°F至302°F)下加热10分钟至60分钟，或者在110℃至130℃(230°F至266°F)下加热15分钟至30分钟。或者，可以将层合件部分固化地储存或出售，然后在后面的时间完全固化。
当层合件使用连续金属层来构造时，所述连续金属层可以在层合后通过消去蚀刻工艺，例如光刻工艺来蚀刻以产生具有复杂电阻图案的箔。光蚀刻通常通过以下步骤进行。首先，将光致成像抗蚀剂施加至金属层。然后将指定加热器的尺寸和形状的掩模层放在抗蚀剂上方。最后，蚀刻步骤使金属层经历化学蚀刻和除去不受掩模层保护的金属的清洁周期，留下蚀刻的箔加热元件的期望形状。或者，绕线加热元件可以形成在有机硅粘合剂层上，或者单独形成然后层合到柔性加热器基底上。
用于柔性加热器的组合件可以使用上述基底或层合件来制造。例如，在一个实施方案中，部分或完全固化的层合件可以用柔性聚合物层或第二聚酰亚胺/有机硅基底和所述层合件来层叠以形成组合件。或者，可以将金属层布置到第一基底的第一未固化或部分固化的有机硅粘合剂层上；可将第二基底层的未固化或部分固化的有机硅粘合剂堆叠到电阻金属层的与第一有机硅粘合剂层相反的侧上；以及可以如上述层合堆叠体以使层粘附以及粘合剂完全固化。
还公开了包括基底、层合件和组合件的柔性加热器。本领域普通技术人员知晓用于将基底、层合件和组合件转变为柔性加热器的方法和组件。柔性加热器可以用于广泛的应用中，例如加热电池使得电池在极冷下保持功率。这样的电池可用于车辆、户外设备例如人工造雪机器、医疗设备例如输液泵，以及用于其他用途。
尽管柔性加热器基底可以由聚酰亚胺/丙烯酸和聚酰亚胺/FEP来制备，但是聚酰亚胺/有机硅基底、层合件和组合件具有超过这些材料的几个优点。为了使用于包括基底和金属层的柔性加热器的层合件固化，通常需要聚酰亚胺/丙烯酸基底在180℃(356°F)下加热2小时，聚酰亚胺/FEP基底在290℃(554°F)下加热1小时。这些高固化温度和时间产生高于期望生产的成本和时间。包括本公开内容的基底和金属层的层合件可以在120℃(248°F)下固化15分钟，这表现出超越先前技术基底的大幅改进，并且预期降低生产的成本和时间。聚酰亚胺/丙烯酸或聚酰亚胺/FEP基底均未良好结合至绕线加热元件，但是聚酰亚胺/有机硅基底和层合件良好结合至绕线加热元件，因此表现出本发明超越先前技术的另一优点。
此外，基底、层合件和柔性加热器组合件可以具有优异的热稳定性。例如，相对热指数是已知的表示聚合物的特性如何在经历加热老化后劣化的特性。关于某些关键特性(例如，介电强度、可燃性、冲击强度和拉伸强度)的保持对材料进行研究作为根据Underwriters Laboratories,Inc.Standard for Polymeric Materials-Long TermProperty Evaluations(UL746B)进行的长期热老化程序的一部分。
在一些实施方案中，基底、层合件和组合件可以暴露于180℃的温度100000小时，强度(例如，拉伸强度)或电特性中的一者或更多者损失50％或更小。在另一些实施方案中，基底、层合件和组合件可以暴露于200℃的温度100000小时，强度或电特性损失50％或更小。在另一些实施方案中，基底、层合件和组合件可以暴露于220℃的温度100000小时，强度或电特性损失50％或更小。在特定实施方案中，基底、层合件和组合件可以暴露于200℃的温度100000小时，强度(例如，拉伸强度)损失50％或更小以及暴露于240℃的温度100000小时，电特性损失50％或更小。
下文提供的实施例中进一步描述并说明了权利要求书，然而，这些实施例不旨在限制本发明的范围。
实施例1
用粘合底涂料喷涂2密耳(50μm)厚的聚酰亚胺片(KAPTON HN)，并且将3密耳(76μm)厚的硅橡胶粘合剂的片压延到KAPTON HN的涂有底涂料的侧上，并且插入有2.5密耳(64μm)聚乙烯作为离型衬里。如果期望，将所得基底切成尺寸并且可以封装，或者直接用于生产具有附加层的层合件。
实施例2
将1密耳(25μm)INCONEL 600铺设到来自实施例1的基底的露出的硅橡胶侧上。将材料在16psi的压力下压在一起，然后通过IR加热器在600°F下以5英尺每分钟(fpm)的线速度进行固化。可进一步加工所得层合件以生产柔性加热器。
通过以下实施方案进一步说明基底、层合件、组合件、电阻加热器及其制造方法，这些实施方案是非限制性的。
实施方案1.一种用于柔性加热器的基底，包括：聚合物层，优选聚酰亚胺层；布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；以及压延到所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层。
实施方案2.一种用于柔性加热器的层合件，包括：聚合物层，优选聚酰亚胺层；布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；压延到所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层；以及层合到所述硅橡胶粘合剂层的与所述底涂料层相反的侧上的连续电阻金属层。
实施方案3.一种用于柔性加热器的层合件，包括：聚合物层，优选聚酰亚胺层；布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；布置在所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层；以及布置在所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上的电阻加热元件。
实施方案4.实施方案3的层合件，其中所述电阻加热元件为蚀刻的加热元件或绕线的加热元件。
实施方案5.一种用于柔性加热器的组合件，包括：实施方案3至4中任一项或更多项的层合件；以及布置在加热元件的与硅橡胶粘合剂层相反的侧上的电绝缘柔性聚合物层。
实施方案6.一种用于柔性加热器的组合件，包括：实施方案3至4中任一项或更多项的层合件；以及层合到电阻加热元件的与硅橡胶粘合剂层相反的侧上的第二基底，其中所述第二基底包括：第二聚合物层，优选第二聚酰亚胺层；布置在所述第二聚合物层的第一侧上的第二底涂料层；以及压延到所述第二聚合物层，优选第二聚酰亚胺层的第一侧上的第二高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述第二底涂料层布置在所述第二聚合物层(优选所述第二聚酰亚胺层)与所述第二高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及其中电阻加热元件层合到所述第二高稠度硅橡胶粘合剂层的与所述第二聚合物层相反的侧。
实施方案7.实施方案1至6中任一项或更多项的基底、层合件或组合件，其中任何聚合物层，优选任何聚酰亚胺层的厚度为10μm至150μm。
实施方案8.实施方案1至7中任一项或更多项的基底、层合件或组合件，其中任何硅橡胶粘合剂层的厚度为10μm至300μm。
实施方案9.实施方案1至8中任一项或更多项的基底、层合件或组合件，其中所述基底的最大操作温度为180℃至240℃。
实施方案10.实施方案2至9中任一项或更多项的层合件或组合件，其中所述金属层或加热元件包含不锈钢、铜、铝、镍、铬、或包括前述至少一者的合金。
实施方案11.一种用于制造实施方案1至10中任一项或更多项的基底、层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成电绝缘柔性聚合物层；以及使经压延的硅橡胶粘合剂层部分固化。
实施方案12.一种用于制造实施方案2和7至10中任一项或更多项的层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；将连续电阻金属层布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及使所述硅橡胶粘合剂层部分或完全固化。
实施方案13.一种用于制造实施方案2和7至10中任一项或更多项的层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；使所述粘合剂层部分固化；将连续电阻金属层布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及在有效地使所述硅橡胶粘合剂层完全固化的条件下层合所述层。
实施方案14.一种用于制造实施方案2至10中任一项或更多项的层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；将电阻加热元件布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及使所述硅橡胶粘合剂层部分或完全固化。
实施方案15.一种用于制造实施方案2至10中任一项或更多项的层合件或组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；使所述粘合剂层部分固化；将电阻加热元件布置在所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及在有效地使所述硅橡胶粘合剂层完全固化的条件下层合所述层。
实施方案16.一种用于制造实施方案5至10中任一项或更多项的组合件的方法，所述方法包括：将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第一基底；将电阻加热元件布置到所述硅橡胶粘合剂层的与第一聚合物层相反的侧上；将电绝缘柔性聚合物层布置在所述加热元件的与所述硅橡胶粘合剂层相反的侧上；以及使所述硅橡胶粘合剂层固化。
实施方案17.一种用于制造实施方案5至10中任一项或更多项的组合件的方法，所述方法包括：将第一高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第一聚合物层(优选第一聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第一基底；将第二高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第二聚合物层(优选第二聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第二基底；将电阻加热元件布置在所述第一基底的经压延的高稠度硅橡胶粘合剂层与所述第二基底的经压延的高稠度硅橡胶粘合剂层之间，以形成堆叠体；以及在有效地使所述第一硅橡胶粘合剂层和所述第二硅橡胶粘合剂层固化的条件下层合所述堆叠体。
实施方案18.一种用于制造实施方案5至10中任一项或更多项的组合件的方法，所述方法包括：将第一高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第一聚合物层(优选第一聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第一基底；将第二高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第二聚合物层(优选第二聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第二基底；将连续电阻金属层布置到第一经压延的硅橡胶粘合剂层的与所述第一聚合物层相反的侧上；在有效地使所述有机硅粘合剂固化的温度下层合所述第一基底和金属层以形成层合件；蚀刻所述金属层以形成电加热元件；使所述第二基底的第二经压延的有机硅层的与所述第二聚合物层相反的侧接触所述金属层的与第一经固化的硅橡胶层相反的侧，以形成堆叠体；以及在有效地使所述第二硅橡胶粘合剂层固化的条件下层合所述堆叠体。
实施方案19.实施方案11至18中任一项或更多项的方法，还包括在100℃至230℃的温度下固化或层合5分钟至180分钟，在100℃至150℃下10分钟至60分钟，或者在110℃至130℃下15分钟至30分钟。
实施方案20.一种包括实施方案1至19中任一项或更多项的基底、层合件或组合件的电阻加热器。
通常，组合物或方法可替选地包含本文中公开的任何合适组分或步骤、由其组成、或者基本上由其组成。本发明可额外地或替选地被配制成不含或基本上不含先前技术组合物中使用的任何组分、材料、成分、佐剂或物质或步骤，或者其对本权利要求书的功能和/或目的不是必需的。
没有明确数量词修饰不表示量的限制，而表示存在所引用的项目中的至少一者。除非上下文另外明确说明，否则术语“或”意指“和/或”。涉及相同组合件或属性的所有范围的端点都包含端点，可独立组合，并包括所有中间点和范围。本文中的术语“第一”、“第二”等，“主要”、“次要”等不表示任何顺序、量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。除非另外限定，否则本文中使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。
更详细地解释了根据详细实施方案的用于柔性加热器的聚酰亚胺/有机硅基底和层合件及其制备方法。然而，其仅呈现为本发明的示例，因此本领域技术人员应清楚地理解，本发明的范围不限于这些详细实施方案，并且在本发明的范围内的各种修改和实施都是可能的。

Claims (20)

1.一种用于柔性加热器的基底，包括：
聚合物层，优选聚酰亚胺层；
布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；以及
压延到所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层。
2.一种用于柔性加热器的层合件，包括：
聚合物层，优选聚酰亚胺层；
布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；
压延到所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层；以及
层合到所述硅橡胶粘合剂层的与所述底涂料层相反的侧上的连续电阻金属层。
3.一种用于柔性加热器的层合件，包括：
聚合物层，优选聚酰亚胺层；
布置在所述聚合物层的第一侧上的底涂料层；
布置在所述底涂料层上的高稠度硅橡胶粘合剂层；以及
布置在所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上的电阻加热元件。
4.根据权利要求3所述的层合件，其中所述电阻加热元件为蚀刻的加热元件或绕线的加热元件。
5.一种用于柔性加热器的组合件，包括：
根据权利要求3至4中任一项或更多项所述的层合件；以及
布置在所述加热元件的与所述硅橡胶粘合剂层相反的侧上的电绝缘柔性聚合物层。
6.一种用于柔性加热器的组合件，包括：
根据权利要求3至4中任一项或更多项所述的层合件；以及
层合到所述电阻加热元件的与所述硅橡胶粘合剂层相反的侧上的第二基底，其中所述第二基底包括：
第二聚合物层，优选第二聚酰亚胺层；
布置在所述第二聚合物层的第一侧上的第二底涂料层；以及
压延到所述第二聚合物层(优选所述第二聚酰亚胺层)的第一侧上的第二高稠度硅橡胶粘合剂层，其中所述第二底涂料层布置在所述第二聚合物层(优选所述第二聚酰亚胺层)与所述第二高稠度硅橡胶粘合剂层之间；以及
其中所述电阻加热元件层合到所述第二高稠度硅橡胶粘合剂层的与所述第二聚合物层相反的侧。
7.根据权利要求1至6中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件，其中任何聚合物层，优选任何聚酰亚胺层的厚度为10μm至150μm。
8.根据权利要求1至7中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件，其中任何硅橡胶粘合剂层的厚度为10μm至300μm。
9.根据权利要求1至8中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件，其中所述基底的最大操作温度为180℃至240℃。
10.根据权利要求2至9中任一项或更多项所述的层合件或组合件，其中所述金属层或所述加热元件包含不锈钢、铜、铝、镍、铬、或包括前述至少一者的合金。
11.一种用于制造根据权利要求1至10中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件的方法，所述方法包括：
将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成电绝缘柔性聚合物层；以及
使经压延的硅橡胶粘合剂层部分固化。
12.一种用于制造根据权利要求2和7至10中任一项或更多项所述的层合件或组合件的方法，所述方法包括：
将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；
将连续电阻金属层布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及
使所述硅橡胶粘合剂层部分或完全固化。
13.一种用于制造根据权利要求2和7至10中任一项或更多项所述的层合件或组合件的方法，所述方法包括：
将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；
使所述粘合剂层部分固化；
将连续电阻金属层布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及
在有效地使所述硅橡胶粘合剂层完全固化的条件下层合所述层。
14.一种用于制造根据权利要求3至10中任一项或更多项所述的层合件或组合件的方法，所述方法包括：
将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；
将电阻加热元件布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及
使所述硅橡胶粘合剂层部分或完全固化。
15.一种用于制造根据权利要求2至10中任一项或更多项所述的层合件或组合件的方法，所述方法包括：
将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上；
使所述粘合剂层部分固化；
将电阻加热元件布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述聚合物层相反的侧上；以及
在有效地使所述硅橡胶粘合剂层完全固化的条件下层合所述层。
16.一种用于制造根据权利要求5至10中任一项或更多项所述的组合件的方法，所述方法包括：
将高稠度硅橡胶粘合剂层压延到聚合物层(优选聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第一基底；
将电阻加热元件布置到所述硅橡胶粘合剂层的与所述第一聚合物层相反的侧上；
将电绝缘柔性聚合物层布置在所述加热元件的与所述硅橡胶粘合剂层相反的侧上；以及
使所述硅橡胶粘合剂层固化。
17.一种用于制造根据权利要求5至10中任一项或更多项所述的组合件的方法，所述方法包括：
将第一高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第一聚合物层(优选第一聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第一基底；
将第二高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第二聚合物层(优选第二聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第二基底；
将电阻加热元件布置在所述第一基底的经压延的高稠度硅橡胶粘合剂层与所述第二基底的经压延的高稠度硅橡胶粘合剂层之间，以形成堆叠体；以及
在有效地使所述第一硅橡胶粘合剂层和所述第二硅橡胶粘合剂层固化的条件下层合所述堆叠体。
18.一种用于制造根据权利要求5至10中任一项或更多项所述的组合件的方法，所述方法包括：
将第一高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第一聚合物层(优选第一聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第一基底；
将第二高稠度硅橡胶粘合剂层压延到第二聚合物层(优选第二聚酰亚胺层)的涂有底涂料的侧上，以形成第二基底；
将连续电阻金属层布置到第一经压延的硅橡胶粘合剂层的与所述第一聚合物层相反的侧上；
在有效地使所述第一有机硅粘合剂层固化的温度下层合所述第一基底和金属层以形成层合件；
蚀刻所述金属层以形成电加热元件；
使所述第二基底的第二经压延的有机硅层的与所述第二聚合物层相反的侧接触所述金属层的与第一经固化的硅橡胶层相反的侧，以形成堆叠体；以及
在有效地使所述第二硅橡胶粘合剂层固化的条件下层合所述堆叠体。
19.根据权利要求11至18中任一项或更多项所述的方法，还包括在100℃至230℃的温度下固化或层合5分钟至180分钟，在100℃至150℃下固化或层合10分钟至60分钟，或者在110℃至130℃下固化或层合15分钟至30分钟。
20.一种包括根据权利要求1至19中任一项或更多项所述的基底、层合件或组合件的电阻加热器。
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