CN111887539A - 一种加热鞋垫 - Google Patents

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Abstract

本发明属于加热鞋垫技术领域，特别涉及一种加热鞋垫，至少包括鞋垫主体，所述鞋垫主体上设有低电压发热油墨层，所述低电压发热油墨层与电源连接。本方案采用低电压发热油墨层使得鞋垫的轻薄化且可耐多次弯折，提高了加热鞋垫的使用寿命，还可用于烘干鞋中的汗液、积水。

Description

一种加热鞋垫
技术领域
本发明属于加热鞋垫技术领域，特别涉及一种加热鞋垫。
背景技术
现有的加热鞋垫多采用电线将加热片与电池连接，电线会造成穿着时的异物感，不利于鞋垫的轻薄化，且使用者在行走时，鞋垫会被多次弯折，弯折过程中产生的拉伸应力作用于电线上或者焊接点处，易于造成焊接点或线圈回路断裂而失去加热功能，存在不耐用等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种采用低电压发热加热的轻薄简单，实用性强，安全性有保障的加热鞋垫。
本发明所采用的技术方案是：一种加热鞋垫，至少包括鞋垫主体，所述鞋垫主体上设有低电压发热油墨层，所述低电压发热油墨层与电源连接。
而且，所述电源为可接电的USB接口或开关与电池，所述可接电的USB接口或开关位于鞋垫主体的侧壁外，所述电池为可拆卸的干电池或蓄电池，所述低电压发热油墨层与电源通过导电油墨或导电金属制成的导线连接。
而且，所述低电压发热油墨层上还设有遮挡层，所述遮挡层为棉或布。
而且，所述鞋底主体上还设置导热材料，且导热材料与低电压发热油墨层相接。
其中，所述低电压发热油墨层由以下质量百分数的组份组成：5～10％的水性丙烯酸树脂、5～10％的松香树脂、5～15％的石墨、3～10％的炭黑、0～50％的碳纳米管分散液、0.5～1.5％的pH调节剂、1～5％的分散剂、0～1％的黄原胶、0.5～1％的消泡剂和10～50％的去离子水。
所述低电压发热油墨层是通过丝网印刷或者涂布法涂布低电压发热油墨于鞋垫主体上形成。
所述pH调节剂为甲酰胺、乙醇胺或氨水中的一种或以任意比例混合的几种。
所述分散剂为Disponer W-518型水性润湿分散剂、Disponer W-920型水性润湿分散剂、NUOSPERSE FX 600型水性润湿分散剂或NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂中的一种或以任意比例混合的几种。
所述消泡剂为DefomW-0506型水性消泡剂、TEGO Foamex 805型水性消泡剂或SF-809B型标美硅氟消泡剂中的一种或以任意比例混合的几种。
本发明技术方案所具有的有益效果在于：
(1)所述电源有两种选择，一是可接电的USB接口，二是开关与电池。电源采用开关与电池的组合时，闭合开关即可为加热鞋垫提供电源；采用USB接口时，充电电源或移动电源可直接与加热鞋垫侧壁外设有的USB接口相连接即可，方便使用且不受场所的限制。
(2)低电压发热油墨层使得鞋垫的轻薄化且可耐多次弯折，提高了加热鞋垫的使用寿命，还可用于烘干鞋中的汗液、积水。鞋底主体上还可以设置导热材料，且导热材料与低电压发热油墨层相接。导热材料可采用导热且绝缘的材料，例如塑胶和陶瓷，硅橡胶、氧化铝、云母、导热硅脂等。导热材料可以设于鞋底整个表面，这样鞋底主体上仅需小面积设置低电压发热油墨层就能让整个载体都传导到热量，使整个鞋底主体都能发热。
(3)低电压发热油墨层上还设有棉或布制作的遮挡层，触感更好且避免直接与低电压发热油墨层接触。
(4)本发明提供的低电压发热油墨具有以下优点：1、以黄原胶和松香树脂这些生物质材料为原料，起到节能环保的作用；2、在黄原胶和松香树脂的共同作用下，油墨中丙烯酸树脂的整体比例降低，使得制备的低电压发热油墨干燥后形成的碳膜中炭黑、石墨和碳纳米管这些导电填料的比例增大，导电性能优异；3、该低电压发热油墨具有较大的粘度和有较好的触变性，在印刷过程中剪切力的作用下该油墨的粘度瞬间降低，形成较厚的碳膜，在印刷完成后粘度迅速提高，使得油墨不在承印物上扩散，提高油墨的印刷适应性，适用于丝网印刷；4、低电压发热油墨在较低的工作电压下，可以获得较好的发热效果。发热效率高，升温速率快。
附图说明
图1是本发明提供的加热鞋垫一种实施例的结构示意图；
图2(a)是本发明实施例1中制备的3cm×3cm低电压发热油墨块在不同电压下的运行情况；
图2(b)是实施例1中低电压发热油墨块在连续不间断变化电压条件下的运行情况；
图3是实施例1中低电压发热油墨块温度与时间的变化关系；
图4是本实施例1中低电压发热油墨块的发热温度与功率密度的函数关系；
图5为本实施例1中低电压发热油墨块的伏-安关系；
图6为本实施例1中低电压发热油墨块的输入电压与饱和温度关系图。
图中：1.鞋垫主体，2.低电压发热油墨层，3.开关。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明提供的加热鞋垫的一种实施例，包括鞋垫主体1，所述鞋垫主体上设有低电压发热油墨层2，所述低电压发热油墨层与电源连接。所述电源为开关与电池的组合，开关3位于鞋垫主体的侧壁外，所述电池为可拆卸的干电池或蓄电池。所述低电压发热油墨层与电源通过导电油墨或导电金属制成的导线连接，所述导线为导电油墨或导电金属制成，所述导电油墨能采用本方案提供的低电压发热油墨，也可是其它类型的导电油墨。导线的具体设置位置根据低电压发热油墨层的大小相应设置，可以在低电压发热油墨层上下设置，也可以在低电压发热油墨层两端设置。
所述电源还可以是可接电的USB接口，充电电源或移动电源可直接与加热鞋垫侧壁外设有的USB接口相连接即可，方便使用。该电路简单易实现，上述电路由开关、电池、导线、低电压发热油墨层连成回路，或USB接口的两极通过导线和低电压发热油墨层连接即可。
所述低电压发热油墨层是通过丝网印刷或者涂布法涂布低电压发热油墨于鞋垫主体上形成。
低电压发热油墨层上还设有棉或布制作的遮挡层，触感更好且避免直接与低电压发热油墨层接触。
鞋底主体上还可以设置导热材料，且导热材料与低电压发热油墨层相接。导热材料可采用导热且绝缘的材料，例如塑胶和陶瓷，硅橡胶、氧化铝、云母、导热硅脂等。导热材料可以设于鞋底整个表面，这样鞋底主体上仅需小面积设置低电压发热油墨层就能让整个载体都传导到热量，使整个鞋底主体都能发热。
当使用时，只需按下鞋垫后方的开关，电路被接通，即开始加热，短时间内将鞋垫的温度升温，用以烘干鞋中的汗液、积水，当使用完毕后，再次按下开关即可关闭。
本发明技术方案所具有的有益效果在于：
(1)所述电源有两种选择，一是可接电的USB接口，二是开关与电池。电源采用开关与电池的组合时，闭合开关即可为加热鞋垫提供电源；采用USB接口时，充电电源或移动电源可直接与加热鞋垫侧壁外设有的USB接口相连接即可，方便使用且不受场所的限制。
(2)低电压发热油墨层使得鞋垫的轻薄化且可耐多次弯折，提高了加热鞋垫的使用寿命，还可用于烘干鞋中的汗液、积水。鞋底主体上还可以设置导热材料，且导热材料与低电压发热油墨层相接。导热材料可采用导热且绝缘的材料，例如塑胶和陶瓷，硅橡胶、氧化铝、云母、导热硅脂等。导热材料可以设于鞋底整个表面，这样鞋底主体上仅需小面积设置低电压发热油墨层就能让整个载体都传导到热量，使整个鞋底主体都能发热。
(3)低电压发热油墨层上还设有棉或布制作的遮挡层，触感更好且避免直接与低电压发热油墨层接触。
该带透镜的防伪标签中的低电压发热油墨，由以下质量百分数的组份组成：5～10％的水性丙烯酸树脂、5～10％的松香树脂、5～15％的石墨、3～10％的炭黑、0～50％的碳纳米管分散液、0.5～1.5％的pH调节剂、1～5％的分散剂、0～1％的黄原胶、0.5～1％的消泡剂和10～50％的去离子水。所述pH调节剂为甲酰胺、乙醇胺或氨水中的一种或以任意比例混合的几种。所述分散剂为Disponer W-518型水性润湿分散剂、Disponer W-920型水性润湿分散剂、NUOSPERSE FX 600型水性润湿分散剂或NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂中的一种或以任意比例混合的几种。所述消泡剂为DefomW-0506型水性消泡剂、TEGOFoamex 805型水性消泡剂或SF-809B型标美硅氟消泡剂中的一种或以任意比例混合的几种。
该低电压发热油墨的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按质量份数分别称取低电压发热油墨的各组分，将水性丙烯酸树脂、松香树脂、pH调节剂和去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入炭黑、石墨、碳纳米管分散液和黄原胶，搅拌均匀，最后加入分散剂和消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；
(2)将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中搅拌1～3h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
该低电压发热油墨的制备过程中，黄原胶能与炭黑、石墨和碳纳米管这些导电填料和去离子水，形成稳定的三维网络结构，使得机械研磨过程产生的石墨烯、炭黑以及石墨，具有更好的分散稳定性；黄原胶作为一种生物质水凝胶，能与去离子水等溶剂形成一种可逆的水凝胶，减少了油墨中游离的水分子，提高了油墨的粘度，且该可逆水凝胶的存在，使得制备的低电压发热油墨，静置状态下的粘度大于10000mPa·s，在60r/min的转速搅拌下，低电压发热油墨的粘度下降为4000～5000mPa·s，停止搅拌后，低电压发热油墨的粘度又恢复到10000mPa·s以上。
实施例1：
按质量份数分别称取7％的水性丙烯酸树脂、7％的松香树脂、6％的石墨、10％的炭黑、35％的碳纳米管分散液、0.5％甲酰胺、0.5％的乙醇胺、5％的Disponer W-518型水性润湿分散剂、0.3％的黄原胶、0.5％的TEGO Foamex 805型水性消泡剂和28.2％的去离子水。
将7％的水性丙烯酸树脂、7％的松香树脂、0.5％甲酰胺、0.5％的乙醇胺和28.2％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入10％的炭黑、6％的石墨、35％的碳纳米管分散液和0.3％的黄原胶，搅拌均匀，最后加入5％的Disponer W-518型水性润湿分散剂和0.5％的TEGO Foamex 805型水性消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散2h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为9000～11000mPa·s，在60r/min的转速搅拌下粘度为4000～5000mPa·s，干燥后油墨层的厚度为15～18μm，可用于200目丝网版丝网印刷一次，该低电压发热油墨的方阻值为9.6Ω/25μm。尺寸为2cm×2.5cm的该低电压发热油墨发热模块，在3V的工作电压下的饱和温度可达80℃。
测定条件：1、方阻：使用四探针方阻测试仪测量
2、粘度：使用旋转粘度计测量
3、饱和温度：使用红外摄像机测量。
图2(a)是本发明实施例1中制备的3cm×3cm低电压发热油墨块在不同电压下的运行情况。分别接通1.0v、1.5v、2.0v、2.5v、3.0v直流电压的发热数据，测试低电压发热油墨块的温度响应速率和各工作电压下的饱和温度。可以看出其温度影响速度很快，接通电源10s左右即能到达饱和温度，且所需电压极低，发热效率高，升温速率快。当给低电压发热油墨块施加1.0v电压时，通过的工作电流为0.28A，能够达到的饱和温度为47℃左右；接通1.5v电压时，通过的工作电流为0.428A，饱和温度为70℃；施加2.0v电压时，工作电流为0.583A，饱和温度为100℃；施加2.5v电压时，工作电流为0.749A，饱和温度为130℃；施加3.0v电压时，工作电流为0.915A，低电压发热油墨块达到的饱和温度为175℃左右。说明制备的低电压发热油墨块的电热辐射转化效率非常高，需要的工作电压极低，低电压发热油墨使用更加安全。图2(b)是低电压发热油墨块在连续不间断变化电压条件下的运行情况，连续不间断从1.0v-3.0v，每间隔0.5v调高施加给低电压发热油墨块的电压，可以看出其响应速率和发热稳定性都非常稳定，同等电压下达到的饱和温度与图2(a)图一致。根据电热辐射转换效率公式：β＝Sα(Tr 4-T0 4)/P，式中β为电热膜的电热辐射转换效率，S为电热膜的发热面积，α为斯特潘-玻尔兹曼常数(5.67×10-8，单位为W/m2K4)，Tr为某一工作电压下的饱和温度，T0为环境温度，P为电功率。由该式可知，3v工作电压下低电压发热油墨块的电热辐射转换效率β为74.75％，比传统电热材料高出10％左右。
因为碳材料的化学性质稳定，在空气中能够稳定存在，不宜与氧气反应，该低电压发热油墨块所用的水性丙烯酸树脂在250℃以下的空气中能稳定不分解，导电碳粒子在400℃以下的空气中也能稳定不分解，因此所制备的该低电压发热油墨块在200℃以下的运行温度，也应该能持续稳定工作。为进一步验证低电压发热油墨块在高温(175℃)下能持续稳定运行，把低电压发热油墨块调制较高工作电压(3.0v)，使其在175℃的运行状态下持续4h以上。如图3所示温度与时间的变化关系，持续高温状态下，饱和温度保持不变，说明低电压发热油墨块电热红外辐射效率、以及油墨的成分、性能没有发生改变，这足以证明该低电压发热油墨在空气中和高温状态下的稳定性非常突出。
图4展示的是本实施例制备的低电压发热油墨块的发热温度与功率密度的函数关系，温度和功率密度的拟合曲线近似线性关系(T＝249×P+37，T为温度，P为能量密度)，由图可知，斜率很陡峭(≈249.53℃cm2W-1)，说明在相同的功率密度条件下单位面积能达到的饱和温度更高，即有更高的电热红外辐射效率，这预示着基于本实施例制备的低电压发热油墨块的电热红外辐射效率更高，能耗更低。
图5为本实施例制备的低电压发热油墨块的伏-安(V-A)关系图，由图中拟合曲线可知，施加在低电压发热油墨块的电压V、与通过的电流A几乎成正比，说明低电压发热油墨块的电阻没有随着温度的升高(1.0v时的饱和温度为47℃到3.0v时的饱和温度为175℃)而发生变化，即电阻不随着温度的变化而变化。
图6为本实施例制备的低电压发热油墨块的输入电压与饱和温度关系图，由图中的拟合曲线可知，低电压发热油墨块通电运行时达到的饱和温度与施加在两端的电压呈指数关系：T＝A1exp(-V/t1)-y0，式中T是电热膜的饱和温度，V是接通的电压，A1＝39.98±13.40，t1＝-1.91±0.31，y0＝-14.84±16.71。温度与电压的指数关系说明本实施例制备的低电压发热油墨块通过红外热辐射的转化效率很高。
将低电压发热油墨块置于室温空气环境中，连续十天给同一低电压发热油墨块施加同为3.0v的电压，低电压发热油墨块的温度响应速率以及达到的最大饱和温度几乎保持不变，说明在空气中能稳定运行，这相比一些容易在空气中氧化的金属类电热材料(如银类电热材料)优势明显。此外，为了验证该柔性电热材料的耐折性进行的耐折度测试持续2500次折叠，低电压发热油墨块的电阻没有明显变化，且电阻随着弯曲角度的变化很规律，说明经过2500次折叠后，柔性电热膜上的油墨连接完好，没有断裂。用压片机对其进行了压力测试，发现其抗压性能极为突出，在1x105 kpa以下的压强下，结构未被破坏。优良的抗压性和耐折性使其更利于鞋垫的制作，便于运输、存储和使用。
实施例2：
按质量份数分别称取7％的水性丙烯酸树脂、7％的松香树脂、5％的石墨、10％的炭黑、35％的碳纳米管分散液、1％的乙醇胺、5％的Disponer W-920型水性润湿分散剂、0.3％的黄原胶、0.5％的DefomW-0506型水性消泡剂和29.2％的去离子水。
将7％的水性丙烯酸树脂、7％的松香树脂、1％的乙醇胺和29.2％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入10％的炭黑、5％的石墨、35％的碳纳米管分散液和0.3％的黄原胶，搅拌均匀，最后加入5％的Disponer W-920型水性润湿分散剂和0.5％的DefomW-0506型水性消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散2.5h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为9000～11000mPa·s，在60r/min的转速搅拌下粘度为4000～5000mPa·s，干燥后油墨层的厚度为15～18μm，可用于200目丝网版丝网印刷一次，该低电压发热油墨的方阻值为10.6Ω/25μm。尺寸为2cm×2.5cm的该低电压发热油墨发热模块，在5V的工作电压下的饱和温度可达72℃。
实施例3：
按质量份数分别称取10％的水性丙烯酸树脂、5％的松香树脂、12％的石墨、6％的炭黑、40％的碳纳米管分散液、1.5％的氨水、5％的NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂、0.4％的黄原胶、1％的SF-809B型标美硅氟消泡剂和19.1％的去离子水。
将10％的水性丙烯酸树脂、5％的松香树脂、1.5％的乙醇胺和19.1％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入6％的炭黑、12％的石墨、40％的碳纳米管分散液和0.4％的黄原胶，搅拌均匀，最后加入5％的NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂和1％的SF-809B型标美硅氟消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散2.5h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为15000～20000mPa·s，干燥后油墨层的厚度为20～22μm，可用于200目丝网版丝网印刷一次，该低电压发热油墨的方阻值为8.9Ω/25μm。尺寸为2cm×2.5cm的该低电压发热油墨发热模块，在5V的工作电压下的饱和温度可达76℃。
实施例4：
按质量份数分别称取5％的水性丙烯酸树脂、10％的松香树脂、9％的石墨、6％的炭黑、30％的碳纳米管分散液、0.5％的乙醇胺、4％的Disponer W-920型水性润湿分散剂和NUOSPERSE FX 600型水性润湿分散剂的混合液、0.5％的黄原胶、0.5％的TEGO Foamex 805型水性消泡剂和34.5％的去离子水。
将5％的水性丙烯酸树脂、10％的松香树脂、0.5％的乙醇胺和34.5％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入6％的炭黑、9％的石墨、30％的碳纳米管分散液和0.5％的黄原胶，搅拌均匀，最后加入4％的Disponer W-920型水性润湿分散剂和NUOSPERSE FX 600型水性润湿分散剂的混合液和0.5％的TEGO Foamex 805型水性消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散3h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为12000mPa·s，干燥后油墨层的厚度为19μm，可用于200目丝网版丝网印刷一次，该低电压发热油墨的方阻值为9.6Ω/25μm。尺寸为2cm×2.5cm的该低电压发热油墨发热模块，在5V的工作电压下的饱和温度可达70℃。
实施例5：
按质量份数分别称取10％的水性丙烯酸树脂、10％的松香树脂、15％的石墨、10％的炭黑、1.5％的乙醇胺、5％的NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂、1％的DefomW-0506型水性消泡剂和47.5％的去离子水。
将10％的水性丙烯酸树脂、10％的松香树脂、1.5％的乙醇胺和47.5％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入10％的炭黑和15％的石墨，搅拌均匀，最后加入5％的NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂和1％的DefomW-0506型水性消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散3h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为18000mPa·s，干燥后油墨层的厚度为23μm，可用于200目丝网版丝网印刷一次，该低电压发热油墨的方阻值为12.8Ω/25μm。尺寸为2cm×2.5cm的该低电压发热油墨发热模块，在5V的工作电压下的饱和温度可达68℃。
实施例6：
按质量份数分别称取7.5％的水性丙烯酸树脂、7.5％的松香树脂、5％的石墨、8％的炭黑、50％的碳纳米管分散液、0.8％的氨水、1％的Disponer W-920型水性润湿分散剂、1％的黄原胶、0.3％的TEGO Foamex 805型水性消泡剂和SF-809B型标美硅氟消泡剂的混合液和18.9％的去离子水。
将7.5％的水性丙烯酸树脂、7.5％的松香树脂、0.8％的氨水和18.9％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入8％的炭黑和5％的石墨，搅拌均匀，最后加入1％的Disponer W-920型水性润湿分散剂和0.3％的TEGO Foamex 805型水性消泡剂和SF-809B型标美硅氟消泡剂的混合液，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散1h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为11000mPa·s，干燥后油墨层的厚度为18μm，可用于200目丝网版丝网印刷一次，该低电压发热油墨的方阻值为9.0Ω/25μm。尺寸为2cm×2.5cm的该低电压发热油墨发热模块，在5V的工作电压下的饱和温度可达76℃。
实施例7：
按质量份数分别称取8％的水性丙烯酸树脂、5％的松香树脂、12％的石墨、3％的炭黑、40％的碳纳米管分散液、0.5％的甲酰胺、0.5％的乙醇胺、3％NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂、0.3％的黄原胶、0.6％的DefomW-0506型水性消泡剂和27.1％的去离子水。
将8％的水性丙烯酸树脂、5％的松香树脂、0.5％的甲酰胺、0.5％的乙醇胺和27.1％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入3％的炭黑和12％的石墨，搅拌均匀，最后加入3％的NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂和0.6％的DefomW-0506型水性消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散2.5h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。
本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为13000mPa·s，干燥后油墨层的厚度为21μm，可用于200目丝网版丝网印刷一次，该低电压发热油墨的方阻值为10.9Ω/25μm。尺寸为2cm×2.5cm的该低电压发热油墨发热模块，在5V的工作电压下的饱和温度可达71℃。
本发明提供的低电压发热油墨在较低的工作电压下，可以获得较好的发热效果；该低电压发热油墨具有较大的粘度和有较好的触变性，在印刷过程中剪切力的作用下该油墨的粘度瞬间降低，形成较厚的碳膜，在印刷完成后粘度迅速提高，使得油墨不在承印物上扩散，提高油墨的印刷适应性，适用于丝网印刷。组分中的黄原胶能起到分散石墨烯、炭黑以及石墨的作用，可以取代部分丙烯酸树脂，并且少量松香树脂的加入，能弥补黄原胶较差的附着力和机械性能；在黄原胶和松香树脂的共同作用下，油墨中丙烯酸树脂的整体比例降低，且黄原胶和松香树脂均为生物质材料，能起到节能环保的作用，此外，黄原胶和松香树脂的加入，使得制备的低电压发热油墨干燥后形成的碳膜中炭黑、石墨和碳纳米管这些导电填料的比例增大，导电性能优异。

Claims (9)

1.一种加热鞋垫，至少包括鞋垫主体，其特征在于：所述鞋垫主体上设有低电压发热油墨层，所述低电压发热油墨层与电源连接。
2.根据权利要求1所述的加热鞋垫，其特征在于：所述电源为可接电的USB接口或开关与电池，所述可接电的USB接口或开关位于鞋垫主体的侧壁外，所述电池为可拆卸的干电池或蓄电池，所述低电压发热油墨层与电源通过导电油墨或导电金属制成的导线连接。
3.根据权利要求1所述的加热鞋垫，其特征在于：所述低电压发热油墨层上还设有遮挡层，所述遮挡层为棉或布。
4.根据权利要求1所述的加热鞋垫，其特征在于：所述鞋底主体上还设置导热材料，且导热材料与低电压发热油墨层相接。
5.根据权利要求1所述的加热鞋垫，其特征在于：低电压发热油墨层由以下质量百分数的组份组成：5～10％的水性丙烯酸树脂、5～10％的松香树脂、5～15％的石墨、3～10％的炭黑、0～50％的碳纳米管分散液、0.5～1.5％的pH调节剂、1～5％的分散剂、0～1％的黄原胶、0.5～1％的消泡剂和10～50％的去离子水。
6.根据权利要求5所述的加热鞋垫，其特征在于：所述低电压发热油墨层是通过丝网印刷或者涂布法涂布低电压发热油墨于鞋垫主体上形成。
7.根据权利要求5所述的加热鞋垫，其特征在于：pH调节剂为甲酰胺、乙醇胺或氨水中的一种或以任意比例混合的几种。
8.根据权利要求5所述的加热鞋垫，其特征在于：分散剂为Disponer W-518型水性润湿分散剂、Disponer W-920型水性润湿分散剂、NUOSPERSE FX 600型水性润湿分散剂或NUOSPERSE FX 365型水性润湿分散剂中的一种或以任意比例混合的几种。
9.根据权利要求5所述的加热鞋垫，其特征在于：消泡剂为DefomW-0506型水性消泡剂、TEGO Foamex 805型水性消泡剂或SF-809B型标美硅氟消泡剂中的一种或以任意比例混合的几种。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105348967A (zh) * 2015-12-04 2016-02-24 中国中化股份有限公司 一种碳系水性高导电涂料及其应用
CN106634198A (zh) * 2016-10-08 2017-05-10 常州创索新材料科技有限公司 一种碳素笔芯油墨的制备方法
CN206213392U (zh) * 2016-10-31 2017-06-06 关显钊 新型鞋垫
CN106937901A (zh) * 2017-04-28 2017-07-11 张凯 石墨烯芯热敷包
CN106967335A (zh) * 2017-03-20 2017-07-21 北京旭碳新材料科技有限公司 水性石墨烯导电油墨、电加热结构、装置及其制备方法
CN106998597A (zh) * 2017-03-20 2017-08-01 北京旭碳新材料科技有限公司 电加热结构和装置及其制备方法
CN107446408A (zh) * 2017-07-18 2017-12-08 德阳烯碳科技有限公司 Ptc石墨烯发热油墨及其制备方法、及其制备的发热膜
CN107502067A (zh) * 2017-08-31 2017-12-22 王雨生 一种高温烧结发热导电油墨及其制备方法
CN207011790U (zh) * 2017-07-19 2018-02-16 关显钊 石墨烯发热鞋垫
CN107936686A (zh) * 2017-12-06 2018-04-20 山东金城石墨烯科技有限公司 一种石墨烯复合碳基水性电热油墨及其制备方法
CN108610736A (zh) * 2018-04-19 2018-10-02 山东暖匠暖通科技有限公司 一种石墨烯发热油墨及其制备方法和应用
CN109306210A (zh) * 2018-10-10 2019-02-05 深圳烯材科技有限公司 一种印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法
CN210169166U (zh) * 2018-06-11 2020-03-24 王子韩 一种石墨烯复合材料的杀菌发热理疗鞋垫

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105348967A (zh) * 2015-12-04 2016-02-24 中国中化股份有限公司 一种碳系水性高导电涂料及其应用
CN106634198A (zh) * 2016-10-08 2017-05-10 常州创索新材料科技有限公司 一种碳素笔芯油墨的制备方法
CN206213392U (zh) * 2016-10-31 2017-06-06 关显钊 新型鞋垫
CN106967335A (zh) * 2017-03-20 2017-07-21 北京旭碳新材料科技有限公司 水性石墨烯导电油墨、电加热结构、装置及其制备方法
CN106998597A (zh) * 2017-03-20 2017-08-01 北京旭碳新材料科技有限公司 电加热结构和装置及其制备方法
CN106937901A (zh) * 2017-04-28 2017-07-11 张凯 石墨烯芯热敷包
CN107446408A (zh) * 2017-07-18 2017-12-08 德阳烯碳科技有限公司 Ptc石墨烯发热油墨及其制备方法、及其制备的发热膜
CN207011790U (zh) * 2017-07-19 2018-02-16 关显钊 石墨烯发热鞋垫
CN107502067A (zh) * 2017-08-31 2017-12-22 王雨生 一种高温烧结发热导电油墨及其制备方法
CN107936686A (zh) * 2017-12-06 2018-04-20 山东金城石墨烯科技有限公司 一种石墨烯复合碳基水性电热油墨及其制备方法
CN108610736A (zh) * 2018-04-19 2018-10-02 山东暖匠暖通科技有限公司 一种石墨烯发热油墨及其制备方法和应用
CN210169166U (zh) * 2018-06-11 2020-03-24 王子韩 一种石墨烯复合材料的杀菌发热理疗鞋垫
CN109306210A (zh) * 2018-10-10 2019-02-05 深圳烯材科技有限公司 一种印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法

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