CN111726900A - 一种发热件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发热件及其制备方法，其中，发热件包括平行设置的第一基板和第二基板，第一基板与第二基板之间设置有第一胶层，第一胶层远离第一基板的一侧面模压成型有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽的形状与导电线路的图案一致，第二凹槽与第一凹槽连通，导电线路设置于第一凹槽内，第二凹槽内设置有发热材料，发热材料与导电线路连接实现电导通。本发明的发热件结构简单，发热均匀，成本低。

Description

一种发热件及其制备方法

技术领域

本发明涉及电加热设备技术领域，尤其涉及一种发热件及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，结构和功能单一的产品已经无法满足人们的需求，因此通常会产品上设置更多符合需要的功能。比如毛巾架，常规的毛巾架仅具备悬挂毛巾的功能，目前有在毛巾架内设置电发热丝使其可以加热，以达到烘干毛巾的功能。但是现有的可以加热的毛巾架大多是采用钢管制成的，在钢管内安装电发热丝以达到加热的功能，此结构的毛巾架制造复杂，成本高，发热不均匀。

发明内容

本发明实施例的一个目的在于：提供一种发热件，其结构简单，成本低，使用寿命长，且发热均匀。

本发明实施例的另一个目的在于：提供一种发热件的制备方法，其操作简单，生产效率高。

为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种发热件，包括平行设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设置有第一胶层，所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面模压成型有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的形状与导电线路的图案一致，所述第二凹槽与所述第一凹槽连通，所述导电线路设置于所述第一凹槽内，所述第二凹槽内设置有发热材料，所述发热材料与所述导电线路连接实现电导通。

作为发热件的一种优选方案，所述第一胶层远离所述第一基板的一侧设置有第二胶层，所述第二胶层封堵所述第一凹槽和所述第二凹槽的槽口，所述第二基板通过所述第二胶层与所述第一胶层粘接。

作为发热件的一种优选方案，所述第二胶层延伸至所述第一胶层的边缘。

作为发热件的一种优选方案，所述导电线路与所述发热材料均不凸出于所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面。

作为发热件的一种优选方案，所述第一基板为陶瓷板、玻璃板、亚克力板和搪瓷板中的任意一种；和/或，

所述第二基板为陶瓷板、玻璃板、亚克力板和搪瓷板中的任意一种。

作为发热件的一种优选方案，所述发热材料为硬化的发热颗粒，所述颗粒的粒径为1微米～80微米。

作为发热件的一种优选方案，所述颗粒为石墨烯颗粒、无机碳颗粒、有机碳颗粒和碳纤维中的任意一种。

作为发热件的一种优选方案，所述第一胶层为环氧树脂层、硅树脂层和硅胶层中的任意一种。

作为发热件的一种优选方案，所述第一基板远离所述第二基板的一侧面设置有灭菌层；和/或，

所述第二基板远离所述第一基板的一侧面设置有灭菌层。

第二方面，提供一种发热件的制备方法，用于制备所述的发热件，

提供第一基板和第二基板，在所述第一基板的一侧面粘贴第一胶层；

通过模具在所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面压制出第一凹槽和第二凹槽；

在所述第一凹槽内填充导电材料并硬化处理以形成导电线路；

在所述第二凹槽内填充发热材料并硬化处理；

将所述第二基板固定在所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面。

本发明的有益效果为：通过在两个基板之间设置第一胶层，可以通过模具在第一胶层上模压出与导电线路图案一致的第一凹槽以及用于容纳发热材料的第二凹槽，使得第一胶层与导电线路以及发热材料共同形成发热片，发热片通电后产生热量从第一基板和第二基板散发，此发热件无需预先将导电线路和发热材料制成膜层结构，缩短了发热件的制造周期，且可以根据不同形状的基板制定出特定形状的发热件，使得发热件的发热均匀度高，有效地提升了使用的舒适性；通过将导电线路和发热材料设置在第一胶层内，使得导电线路和发热材料完全不会外露，密封效果好，完全杜绝漏电的情况发生，安全可靠。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例的第一胶层的俯视图。

图2为本发明实施例的发热件的俯视图(未示出第二基板)。

图3为图2的A-A剖视示意图(示出了第二基板)。

图中：

1、第一基板；2、第二基板；3、第一胶层；31、第一凹槽；32、第二凹槽；4、导电线路；5、发热材料。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图3所示，本发明实施例的发热件包括平行设置的第一基板1和第二基板2，所述第一基板1与所述第二基板2之间设置有第一胶层3，所述第一胶层3远离所述第一基板1的一侧面模压成型有第一凹槽31和第二凹槽32，所述第一凹槽31的形状与导电线路4的图案一致，所述第二凹槽32与所述第一凹槽31连通，所述导电线路4设置于所述第一凹槽31内，所述第二凹槽32内设置有发热材料5，所述发热材料5与所述导电线路4连接实现电导通。通过在两个基板之间设置第一胶层3，可以通过模具在第一胶层3上模压出与导电线路4图案一致的第一凹槽31以及用于容纳发热材料5的第二凹槽32，使得第一胶层3与导电线路4以及发热材料5共同形成发热片，发热片通电后产生热量从第一基板1和第二基板2散发，此发热件无需预先将导电线路4和发热材料5制成膜层结构，缩短了发热件的制造周期，且可以根据不同形状的基板制定出特定形状的发热件，使得发热件的发热均匀度高，有效地提升了使用的舒适性；通过将导电线路4和发热材料5设置在第一胶层3内，使得导电线路4和发热材料5完全不会外露，密封效果好，完全杜绝漏电的情况发生，安全可靠。

第二基板2可以通过第一胶层3与第一基板1粘接，在模压第一凹槽31和第二凹槽32时，第一胶层3处于半固化状态，第二基板2与第一胶层3贴合后再将第一胶层3完全固化实现连接。此处的半固化状态是指第一胶层3常温凝固状态与完全固化状态之间，并可以被模具挤压形成不回弹的凹槽结构的状态。此设计可以减少胶层的使用量，利用第一胶层3实现导电线路4和发热材料5的固定以及第一基板1和第二基板2的固定，极大地降低了成本，同时也使得发热件的整体厚度较薄。

在其他实施例中，所述第一胶层3远离所述第一基板1的一侧设置有第二胶层(图上未示出)，所述第二胶层封堵所述第一凹槽31和所述第二凹槽32的槽口，所述第二基板2通过所述第二胶层与所述第一胶层3粘接。通过设置额外的第二胶层粘接第二基板2，不仅可以增加第二基板2的固定效果，还能对第一凹槽31和第二凹槽32实现密封，保证导电线路4和发热材料5能够被密封在第一基板1和第二基板2之间。

优选的，所述第二胶层延伸至所述第一胶层3的边缘。此设计可以提升密封效果，同时还可以利用第二胶层抹平第一胶层3的外周，使得发热件的外观更加美观，在模压第一胶层3时，由于第一胶层3要形成第一凹槽31和第二凹槽32，因此不是完全固化的状态，在此时如果模压，第一胶层3的外周可能因模具挤压而发生变形，因此第二胶层可以抹平第一胶层3的外周凹凸不平的区域。

具体地，所述导电线路4与所述发热材料5均不凸出于所述第一胶层3远离所述第一基板1的一侧面。此设计可以避免导电线路4和发热材料5直接与刚性的第二基板2发生接触，如果第一胶层3与第二基板2之间没有设置第一胶层3，则此设计可以避免第一胶层3与第二基板2之间存在缝隙，保证密封效果；如果第一胶层3与第二基板2之间设置有第二胶层，可以降低第二胶层的厚度，即使用较薄的厚度的第二胶层就能将第一胶层3和第二基板2连接，并实现良好的密封，有效地降低了制造成本。

本发明的发热件可以作为除菌烘干器(比如毛巾架)、餐桌的桌面、地板、淋浴房或桑拿房的隔断等等，只要能需要发热的位置都可以设置此发热件。

一实施例中，第一基板1和第二基板2均为陶瓷板。陶瓷制成的基板具有较高的耐高温性能，不会生锈以及均热效果好等功能，且陶瓷基板成本低于钢材等结构，可以降低发热件的成本。

当然，第一基板1和第二基板2不限于采用陶瓷制成，还可以采用玻璃、亚克力、搪瓷等等耐热的硬质材料制成。

第一基板1和第二基板2的材质可以选择相同，也可以选择为不同，比如，第一基板1为陶瓷板，第二基板2为玻璃板。

所述发热材料5为硬化的加热颗粒，所述颗粒的粒径为20nm-50nm。颗粒结构更易于与溶剂或粘结剂混合制成液态浆料，进而填充在第二凹槽32内，而颗粒的粒径为20nm-50nm，可以保证发热材料5在通电情况下发出的热量更加均匀。其中粘结剂可以为硅橡胶、硅树脂、树脂、PVC等材料，粘结剂和石墨烯颗粒按照一定的比重混合均匀后，通过填充的方式，形成在第一胶层3的第二凹槽32内，并经过加温硬化。

在本实施例中，所述颗粒为石墨烯颗粒。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。

石墨烯作为发热材料5能够在通电的时候产生与人体自身发出的红外光波段吻合的，波长为5μm-15μm的远红外光波，因此此发热件在发热时还具备理疗的功能，另外，此发热件工作时，漏电流较小，安全性非常高。

当然，发热材料5不限于采用石墨烯颗粒，还可以采用无机碳颗粒、有机碳颗粒和碳纤维中的任意一种。

所述第一胶层3和第二胶层为环氧树脂层、硅树脂层和硅胶层中的任意一种。

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，硬化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。环氧树脂的主要品种有16种，包括通用胶、结构胶、耐高温胶、耐低温胶、水中及潮湿面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料粘接胶、密封胶、特种胶、潜伏性硬化胶、土木建筑胶16种。环氧树脂作为防腐蚀材料不但具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高等特点，同时具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性，而且价格适中。

硅树脂是一种具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷聚合物，兼具有机树脂及无机材料的双重特性，具有独特的物理、化学性能，有很好的电绝缘性质，耐温及防水的效果。硅树脂耐候性比一般的有机树脂好。因此，在耐温、耐热及防湿处理保护表层的涂布上，皆为理想的材料。硅树脂对铁、铝和锡之类的金属胶接性能好，对玻璃和陶瓷也容易胶接。

硅胶(Silica gel；Silica)别名:硅酸凝胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代的特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。硅胶根据其孔径的大小分为:大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶等。

一实施例中，所述第一基板1远离第二基板2的一侧面设置有灭菌层，所述第二基板2远离第一基板1的一侧面也设置有灭菌层。通过设置灭菌层，可以在发热件发热时同时对周围空气或者贴合在两个基板上的物件进行灭菌处理。

另外，还可以在第一基板1远离第二基板2的一侧面或者第二基板2远离第一基板1的一侧面印刷或打印或粘贴图案层，以提升发热件的外观美观度。

本发明实施例还提供一种发热件的制备方法，用于制备如上任意实施例所述的发热件，提供第一基板1和第二基板2，在所述第一基板1的一侧面粘贴第一胶层3；通过模具在所述第一胶层3远离所述第一基板1的一侧面压制出第一凹槽31和第二凹槽32；在所述第一凹槽31内填充导电材料并硬化处理以形成导电线路4；在所述第二凹槽32内填充发热材料5并硬化处理；将所述第二基板2固定在所述第一胶层3远离所述第一基板1的一侧面。制备方法操作简单，生产效率高，可以制造出发热均匀且安全性高的发热件，且发热件的成本低。

在本实施例中，贴完第一胶层3后先对第一胶层3进行半固化处理，实现一定的定型，然后再通过模具对第一胶层3进行模压，模压结束后再依次对第一凹槽31和第二凹槽32填充导电线路4和发热材料5，在导电线路4和发热材料5硬化后且第一胶层3与第二基板2贴合后再将第一胶层3完全固化。

在第二基板2贴合前于第一胶层3表面刷胶水以形成第二胶层，然后将第二基板2通过此第二胶层粘贴在第一胶层3上。

具体地，在第二基板2贴合后再在第一基板1和第二基板2之间第一胶层3的周部刷密封胶。此方式可以使第一基板1和第二基板2之间的区域更加平整，同时进一步提升密封效果。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发热件，其特征在于，包括平行设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间设置有第一胶层，所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面模压成型有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的形状与导电线路的图案一致，所述第二凹槽与所述第一凹槽连通，所述导电线路设置于所述第一凹槽内，所述第二凹槽内设置有发热材料，所述发热材料与所述导电线路连接实现电导通。

2.根据权利要求1所述发热件，其特征在于，所述第一胶层远离所述第一基板的一侧设置有第二胶层，所述第二胶层封堵所述第一凹槽和所述第二凹槽的槽口，所述第二基板通过所述第二胶层与所述第一胶层粘接。

3.根据权利要求2所述发热件，其特征在于，所述第二胶层延伸至所述第一胶层的边缘。

4.根据权利要求1所述发热件，其特征在于，所述导电线路与所述发热材料均不凸出于所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面。

5.根据权利要求1所述发热件，其特征在于，所述第一基板为陶瓷板、玻璃板、亚克力板和搪瓷板中的任意一种；和/或，

所述第二基板为陶瓷板、玻璃板、亚克力板和搪瓷板中的任意一种。

6.根据权利要求1所述发热件，其特征在于，所述发热材料为硬化的发热颗粒，所述颗粒的粒径为1微米～80微米。

7.根据权利要求6所述发热件，其特征在于，所述颗粒为石墨烯颗粒、无机碳颗粒、有机碳颗粒和碳纤维中的任意一种。

8.根据权利要求1所述发热件，其特征在于，所述第一胶层为环氧树脂层、硅树脂层和硅胶层中的任意一种。

9.根据权利要求1至8任一项所述发热件，其特征在于，所述第一基板远离所述第二基板的一侧面设置有灭菌层；和/或，

所述第二基板远离所述第一基板的一侧面设置有灭菌层。

10.一种发热件的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至9任一项所述的发热件，

提供第一基板和第二基板，在所述第一基板的一侧面粘贴第一胶层；

通过模具在所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面压制出第一凹槽和第二凹槽；

在所述第一凹槽内填充导电材料并硬化处理以形成导电线路；

在所述第二凹槽内填充发热材料并硬化处理；

将所述第二基板固定在所述第一胶层远离所述第一基板的一侧面。

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