CN118318500A - 电热组合物以及相关复合材料和方法 - Google Patents

电热组合物以及相关复合材料和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118318500A
CN118318500A CN202180104581.1A CN202180104581A CN118318500A CN 118318500 A CN118318500 A CN 118318500A CN 202180104581 A CN202180104581 A CN 202180104581A CN 118318500 A CN118318500 A CN 118318500A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
electrothermal
layer
conductive
nanomaterial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180104581.1A
Other languages
English (en)
Inventor
J·W.·斯宾塞利
F·费吉希
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Freka Hope Plastics Co ltd
Original Assignee
Freka Hope Plastics Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Freka Hope Plastics Co ltd filed Critical Freka Hope Plastics Co ltd
Publication of CN118318500A publication Critical patent/CN118318500A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/281—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyimides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/283—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/044—Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/10—Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/206—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2405/00—Adhesive articles, e.g. adhesive tapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/011—Heaters using laterally extending conductive material as connecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/026—Heaters specially adapted for floor heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/036—Heaters specially adapted for garment heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/02—Heaters specially designed for de-icing or protection against icing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

提供了涉及用于加热表面的电热纳米材料组合物的组合物和方法。加热应用包括用于滚塑。纳米材料可以包括银纳米线、银纳米片、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米石墨和炭黑。电热组合物还可以包括粘合剂和溶剂。提供了利用偶联剂、硅树脂中间体和粘合剂树脂处理电热组合物。提供了用于生产电加热面板和发热膜片的方法。还提供了用于制造面板、膜片、使用多层工艺利用电热组合物制备表面的方法。

Description

电热组合物以及相关复合材料和方法
技术领域
本文的实施方式涉及电热组合物。具体地，本文的实施方式涉及包含导电纳米材料的电热组合物，以及相关复合材料和方法。
背景技术
导电组合物和涂层具有多种用途。通常，将导电涂层放置成与待加热的基底热接触。涂层上施加了贯穿涂层的电流，导致热能传导至基底。形成正极端子和负极端子的电线、箔电极或导电涂料定位成与涂层导电接触，并且可嵌入其中以使电弧放电最小化。如米勒(Miller)的美国专利号6,818,156(米勒‘156)中所述，导电涂层的一些有用应用包括地板、墙壁、天花板、屋顶和檐槽的加热。另外的用途包括运输车辆和发电厂中发动机油的预热，电池和辅助系统的局部加热，为运输油和其他液体的汽车和油轮、运煤车辆加热，以及用于飞机机翼的除冰。米勒‘156指定了可能的有用应用，包括抵消各种寒冷天气影响以及应用于家庭/商业电器和医疗设备。
涂层本身包含分散在粘合剂中的导电颗粒材料，该粘合剂适合于通过刷子、辊、喷雾等应用于基底。可选地，可以在涂层和基底之间施加底漆。如果基底本身是导体如金属，则通常施加高介电常数的非导电底漆或中间层，以避免短路。可替换地，该基底可以是一种高介电常数的非导电材料并且可能不需要底漆。涂层或底漆的不均匀厚度可能导致基底加热不均匀或产生“热点”，这可能导致加速涂层或底漆的损坏。
米勒的美国专利号6,086,791(米勒‘791)涉及导电放热涂层，其具有粒径在约5和500μ之间的导电片状炭黑和粒径在约5和500μ之间的导电片状石墨。在改进的电热涂层中，米勒‘156包括具有粒径在约0.001和500μ之间的导电炭黑颗粒和具有粒径在0.001和500μ之间的导电石墨颗粒。最近，米勒的美国专利号10,433,371(米勒‘371)涉及包括导电碳组分(选自常规热炭黑、炉黑、灯黑、通道黑、表面改性的炭黑、表面官能化的炭黑和热处理的碳的组)以及包含结晶度为99.9％的石墨的电阻器组分的组合物。
然而，碳组分的使用具有许多限制。元素碳具有负热阻抗系数，使得随着温度升高，电阻降低并且电导率增加。元素碳在导电涂层中的这种特性使得它们缺乏许多商业应用所希望的导电稳定性。使用炭黑作为导体通常需要其高负荷以实现这些应用所需的导电性。然而，具有较高炭黑含量的配制品容易变成脆性的，当热循环时由于热膨胀和收缩导致裂纹。这可能导致热点(由于导电颗粒的局部聚集)、冷点(由于裂纹的形成)的形成，难以找到合适的电极材料以及涂层的分层。
发明内容
本文提供了一种利用导电纳米材料的网络形成的电热组合物，用于将电能转化成热量的应用，诸如涂层、涂料、油墨、糊剂和膜。本文还提供了使用电热组合物的复合材料。复合材料可以是涂层、面板和片的形式。本文还提供了用于制备电热组合物和复合材料的相关方法，以及使用组合物制备用于加热的表面和使用复合材料制备用于加热的表面(包括滚塑模具)的方法。本文公开的电热组合物的实施方式表现出随温度变化而改进的导电稳定性，并且观察到其劣化速率比主要使用碳的电热组合物慢得多。进一步地，所公开的电热组合物提供以下项中的至少一种：改进的一致性、易于形成、易于涂覆、厚度均匀性增加、可靠性增加、柔韧性增加和热稳定性增加。使用所提供的电热组合物的电热涂层减少了热点并且易于与电极集成和连接。
本文中的组合物的实施方式改进了绝缘层、电热层和导电线的集成。改进的集成提供了更高的能量效率和耐用性。在实施方式中，被指定为阴极和阳极的电极按照图案布置，以使电通道效应最小化。
实施方式包括面板和片材的使用，避免了将涂层直接施加到模具上的需求。这允许更具成本效益的工艺，该工艺更易于安装并且允许使用计算机数字控制(CNC)技术生产更复杂的图案。这也使得面板和片材可以用于更多应用中。
所提供的电热组合物在滚塑领域中的使用消除了对烤箱和相关设备的需求。在滚塑中使用所提供的电热组合物提供了更高的能量效率和对加热的更多控制。增加对加热的控制使得更多地控制单个模具内的材料厚度的变化。在滚塑中使用电热涂层也允许使用更容易操作的滑环，而不是利用其中使用热流体的流体连接或在其他系统中使用的加热器和导管。通过使用预制面板或片材的电热组合物的实施方式适用于各种应用，包括地板、墙壁、天花板、屋顶和檐槽的加热；加热衣服、治疗性加热垫、运输车辆和发电厂中发动机油的预热，电池和辅助系统的局部加热，为运输油和其他液体的汽车和油轮、运煤车辆加热，以及用于飞机机翼的除冰；抵消寒冷天气影响；并且用于家庭/商业电器和医疗设备。
一方面，电热组合物具有导电纳米材料的网络和粘合组分，其中，纳米材料在电热组合物质量的10％和80％之间，且电热组合物具有的电阻率在0.05欧姆/cm2和35欧姆/cm2之间。
在实施方式中，电热组合物具有电热组合物质量的40％和70％之间的纳米材料，且电热组合物具有的电阻率在0.08欧姆/cm2和10欧姆/cm2之间。
在实施方式中，电热组合物具有导电纳米材料，该导电纳米材料具有纳米线、纳米管、纳米片、纳米颗粒或其组合。
在实施方式中，电热组合物具有包括纳米线的导电纳米材料，并且其中，导电纳米材料的网络具有互接的纳米线束。
在实施方式中，电热组合物具有导电纳米材料的网络，还包括纳米片和纳米颗粒中的至少一种。
在实施方式中，电热组合物具有互连的束，这些束具有在约35和250nm之间的平均直径以及约8和60μm之间的平均长度。
在实施方式中，电热组合物具有互连的束，这些束具有在约55和176nm之间的平均直径以及约14和30μm之间的平均长度。
在实施方式中，在电热组合物中，导电纳米材料的网络具有小于10nm的平均网格尺寸。
在实施方式中，电热组合物具有包括银纳米材料的导电纳米材料。
在实施方式中，电热组合物具有至少一种碳组分。
在实施方式中，电热组合物具有至少一种碳组分，包括碳纳米管、碳纳米纤维、纳米石墨和炭黑中的至少一种。
在实施方式中，电热组合物具有包含硅树脂的粘合组分。
在实施方式中，用于在与其接触时向表面施加热量的电发热面板具有三层。第一层包括电绝缘材料。第二层包括设置在第一层上的电热组合物。第三层包括按照图案布置在第二层上的正负电极。
在实施方式中，电发热面板具有施加到第一层的一层导热胶粘剂并且被放置在可移除的背衬片上。
在实施方式中，用于产生热量的电发热膜片具有两层。第一层包括一片非导电膜。第二层包括设置在第一层上的电热组合物。
在实施方式中，电发热膜片具有作为一片非导电膜的第三层以覆盖第二层。
在实施方式中，该片非导电膜包括硅酮。
在实施方式中，该片非导电膜包括聚酰亚胺。
另一方面，一种制造用于在与其热接触时对表面施加热量的电发热面板的方法包括：形成一层电绝缘材料；在该层电绝缘材料上形成一层电热组合物层；以及在该层电热组合物上形成正负电极。
在制造方法的实施方式中，该层电热组合物包括银纳米材料。
另一方面，一种制造用于产生热量的电发热膜片的方法，包括：形成第一层非导电膜，以及在第一层上形成一层电热组合物。
在实施方式中，该方法包括形成第二层非导电膜以覆盖该层电热组合物。
在制造方法的实施方式中，该层电热组合物包括银纳米材料。
另一方面，一种制备用于利用电热组合物加热的表面的方法包括提供由具有一个或多个传热表面的非导电材料构成的模具，将一层电热组合物施加到一个或多个传热表面，以及将电极施加到该层电热组合物。
在制造方法的实施方式中，模具包括导电材料的一个或多个传热表面，并且包括在施加该层电热组合物之前，将一层电绝缘材料施加到传热表面。
在制造方法的实施方式中，该层电热组合物包括银纳米材料。
附图说明
图1是电热组合物的实施方式的元素的一部分的示意图；
图2是根据一些实施方式的用于制作电热组合物的示例性方法的流程图；
图3是示出了在图2的方法中提供导电纳米材料的附加步骤的流程图；
图4是包括绝缘层、电热层和一层导电线的涂层的实施方式的侧视图；
图5是示例性滚塑模具的立体视图；
图6A是包括绝缘层、电热层和按照图案施加的一层导电线的面板的实施方式的顶视图；
图6B是图6A的面板沿截面线6-6的横截面；
图7A是包括绝缘层、电热层和按照图案施加的一层导电线的面板的另一实施方式的顶视图；
图7B是包括绝缘层、电热层和按照图案施加的一层导电线的面板的另一实施方式的顶视图；
图8是根据一些实施方式的用于制作电热面板的示例性方法的流程图；
图9是示出了根据一些实施方式的用于向滚塑模具施加电热涂层并加热滚塑模具的步骤的流程图；
图10是根据一些实施方式的用于加热滚塑模具的示例性方法的流程图；
图11是在一层膜上包括电热层的涂层的实施方式的侧视图；
图12是在两层膜之间包括电热层的涂层的实施方式的侧视图；
图13是根据一些实施方式的用于制作其中嵌入有一层电热组合物的片材的方法的流程图；
图14是包括按照图案施加的电热组合物的膜片的实施方式的顶视图；
图15是包括按照图案施加的电热组合物的膜片的另一实施方式的顶视图；
图16是包括按照图案施加的电热组合物的膜片的另一实施方式的顶视图；以及
图17是包括按照图案施加的电热组合物的膜片的另一实施方式的顶视图。
具体实施方式
大体上，本公开提供电热组合物、相关复合材料和方法，用于将电能转化为热量的应用，包括涂层、涂料、油墨、糊剂和膜。电热组合物可以包括导电纳米材料和粘合剂，纳米材料分散在粘合剂内并形成互连的导电通路的网络。
如在本文中使用的，“纳米材料”是指在纳米范围内具有至少一个尺寸的任何材料。在一些实施方式中，纳米材料的金属包括银。在其他实施方式中，金属包括铜、金或任何其他合适的金属。由于具有高电导率和抗氧化性，银可能特别适合于本文公开的组合物。
纳米材料可以是纳米颗粒、纳米线、纳米管和/或纳米片的形式。如本文中使用的，“纳米颗粒”是指纳米范围内的颗粒，“纳米线”是指直径在纳米范围内并且长度与宽度的比率大于100的纳米结构，“纳米片”是指一种不均匀的纳米材料，其尺寸在纳米范围内远小于另外两个，并且“纳米管”是指直径在纳米范围内并且长度与宽度的比率大于100的管状纳米结构。
在一些实施方式中，纳米材料是表面改性的。例如，可以利用硅烷偶联剂对纳米材料进行表面改性，以便增强它们与粘合剂树脂的相容性。
如本文中使用的，“粘合剂”是指可以接收其中的纳米材料的任何物质。在一些实施方式中，粘合剂包括树脂，该树脂包括例如硅树脂。合适的粘合剂包括长链硅酮基树脂混合物。在一些实施方式中，硅树脂是高温硅树脂(例如，DOWSILTMRSN-0805或DOWSILTMRSN-0806)。
在一些实施方式中，电热组合物还包括一种或多种碳组分。在一些实施方式中，碳组分包括碳纳米材料。碳组分的实例包括碳纳米管、碳纳米纤维、纳米石墨和炭黑。碳组分通常比金属纳米颗粒成本更低，并且可以改善电热组合物的流动性能。
当湿润时，电热组合物可以包括约5％和约50％之间的纳米材料(并且当干燥时的质量，约10％至80％之间)。在一些优选实施方式中，电热组合物包括当湿润时电热组合物质量的约8.5％和31％之间的纳米材料(并且当干燥时质量的约40％至70％之间)。在实施方式中，纳米材料包括高达30％的碳纳米材料，包括但不限于碳纳米管。
电热组合物可以具有约0.05欧姆/cm2和35欧姆/cm2之间的电阻率。在一些优选实施方式中，电热组合物具有约0.08欧姆/cm2和10欧姆/cm2之间的电阻率。参见图1，在实施方式中，电热组合物包括合适的粘合剂(未示出)内的导电纳米材料的网络100。在该实施方式中，导电纳米材料的网络包括在非均匀方向上布置的银纳米线102、碳纳米管104和银纳米片106的组合，其中连接点110形成导电通路的共连续的交叉式网络。在实施方式中，银纳米线102具有的平均直径和长度分别在约35至250nm和约8至60μm之间，以及小于10nm的平均网格尺寸。在实施方式中，银纳米线102具有的平均直径和长度分别在约55-176nm与约14-30μm之间，以及小于约10nm的平均网格尺寸。平均网格尺寸意指连接点110之间的平均距离。在实施方式中，可以使用银纳米颗粒(未示出)代替银纳米片106或与银纳米片106组合。在实施方式中，银纳米片106(和/或纳米颗粒)的尺寸可以是约10μm。在示例性实施方式中，电热组合物包括银纳米线102、碳纳米管104、银纳米片106和纳米颗粒。
银被认定为呈导电纳米颗粒形式的适合的导电材料，然而，可以使用具有与银类似特性的任何导电纳米颗粒。例如，金在导电性和抗氧化性方面具有合适的特性。铜具有理想的成本和导电特性，但是因为其比银更易氧化而不太理想。
由于具有高导电性和抗氧化性，银是电热组合物中的合适的组分。涉及电热组合物的实施方式包括银纳米颗粒、纳米片和纳米线。在实施方式中，其他导电纳米颗粒可以与银纳米颗粒一起存在。在实施方式中，使用银纳米颗粒。在实施方式中，可以利用化学反应合成银纳米线，其中，硝酸银用作原子银的前体。可以应用一种聚合物表面活性剂以引导原子银结晶成一维、棒状结构而不是球形结构。纳米线的功能一维结构适合于导电通路的形成，该导电通路形成导电网络，该导电网络在变形下通常具有良好的导电性并且因此使总和电阻最小化。银纳米线的配体交换允许银纳米线均匀地分散在电热组合物中。这种均匀性有助于电热组合物是一致的并且具有可再现的机械和电学特性。
在某些应用中，可能希望在电热组合物中包括碳基组分。碳基组分比银纳米颗粒成本更低，并且其包含在组合物中可以提供改进的流动性能。在一些实施方式中，碳组分包括碳纳米管、碳纳米纤维、纳米石墨和炭黑。添加较低浓度的炭黑颗粒增加了涂层的黏稠度，这可以导致悬浮颗粒更好的稳定性，从而提供所施加的涂层的改进的统一性。碳纳米管还可用于产生导电通路。碳纳米管可以是合适的组分，这是由于其在比炭黑更低的质量下具有更高的导电性。
在一些实施方式中，电热组合物还包括一种或多种粘合剂或粘结剂，以在固化时将电热组合物保持在一起。在实施方式中，粘合剂是硅树脂，诸如DOWSILTMRSN-0805或DOWSILTMRSN-0806。硅树脂具有合适的耐热性、耐气候性、UV光稳定性、足够高的介电强度以防止介电击穿和防水性。进一步地，它们可用于从高粘度液体至固体的黏稠度范围内。
在本文中，各种实施方式包括分散在还可以用作底漆的粘合剂中的导电纳米材料，该导电纳米材料包括纳米颗粒、纳米管、纳米片和/或纳米线，消除对诸如在米勒‘791和米勒‘156中底漆的单独施加的需要。进一步地，在实施方式中，为了最大化对无数不同类型的对象的应用，基底本身可以是中间层，其可以容易地制造为一个面板或多个面板的形式，利用电热组合物对每个面板进行处理。在其他实施方式中，组合物可以直接施加到非导电膜片上并且被其包裹，而不使用导电线。将组合物施加到已知的具有适合特性的面板或膜片上使得处理质量是可再现的并且是一致的。处理过的面板或膜可以使用多种常规技术施加到待加热的实验对象上，包括使用适合于该实验对象的常规耐温胶粘剂进行粘结。进一步地，组合物的性质和面板状基底的使用使得在一些实施方式中能够使用CNC绘图仪来施加组合物、电极或这两者，并且施加于复杂的面板几何结构。
包括导电纳米材料的电热组合物还允许比包括微米或更大规模的导电材料的电热组合物更精细地控制结构。
电热组合物可以适用于许多应用，其中表面需要局部加热并且在高温下可以是稳定的。使用电热组合物加热表面提供了定向且有效的加热。当与对流式技术相比时，使用公开的电热组合物可以提高滚塑应用中的加热效率，需要约10％至90％的较少能量。
电热组合物的生产
图2是根据一些实施方式的用于制作电热组合物的示例性方法200的流程图。方法200可以用于制作以上描述的电热组合物的实施方式。参考图2，在框202处，提供导电金属纳米材料。如本文中使用的，“提供”是指制作、购买、获取或以其他方式获得纳米材料。在实施方式中，纳米材料包括纳米颗粒、纳米线、纳米管和/或纳米片，其可以是如上更详细地描述的银。在框204处，提供如上详细描述的合适的粘合剂。在框206处，如下所述，可以用一种或多种偶联剂和硅树脂中间体处理的导电金属纳米材料可以均匀地分散在稀释的粘合剂树脂中。可以通过交替搅拌和超声处理的多个步骤实现合适的分散。搅拌速度及其所用的剪切速率可取决于混合物的体积。在实施方式中，碳组分也可以分散在粘合剂内。
图3是示出了在图2的方法200中提供纳米材料的附加步骤300的流程图。参考图3，在实施方式中，在与粘合剂组合之前，在附加步骤300中用偶联剂302和/或硅树脂中间体304处理导电金属纳米材料。在框302处，可使用以下详细描述的合适方法，利用一种或多种硅烷偶联剂对导电金属纳米材料进行表面处理。在框304处，可以利用反应性硅树脂中间体或功能性硅树脂处理导电金属纳米材料，以改善如以下详细描述的在粘合剂树脂中的分散性。
添加剂与偶联剂和/或硅树脂中间体的表面处理改善了组合物的均匀性、稳定性和性能。然而，可以省略这些步骤以简化和缩短生产流程并且降低生产成本。得到的电热组合物可以不如利用表面处理的添加剂制备的电热组合物稳定。较不稳定的涂料可能需要更强烈的混合，并且可能需要在混合之后的较短时间段内施加。
利用偶联剂处理纳米材料
在框302的实施方式中，可以利用一种或多种硅烷偶联剂处理片状银粉和/或银纳米颗粒。该工艺的目的是将硅烷偶联剂接枝到这些颗粒的表面，以便增强它们与粘合剂树脂的相容性。在实施方式中，将表面覆盖率保持在小于约10％以确保片状银粉与粘合剂的充分相容性，同时允许导电添加剂或颗粒之间的直接接触。
片状银粉和银纳米颗粒的表面处理可以根据任何合适的方法进行，该方法包括常规方法，诸如酸催化或碱催化硅烷偶联剂接枝到纳米材料表面。可以修改常规方法以促进生产设备和要求，包括改变反应条件，诸如反应物的温度和摩尔比，如在以下实施例中进一步详细描述的。
用硅树脂中间体处理
在框304的实施方式中，银纳米线或羧基或羟基官能化多壁碳纳米管(可商购的)可以利用诸如DOWSILTM3074和DOWSILTM3037等反应性硅树脂中间体或诸如DOWSILTMRSN-0805或DOWSILTMRSN-0806等功能性硅树脂进行处理以改进其在粘合剂树脂中的分散性。应注意，接枝树脂的表面密度可保持在较低水平，以帮助避免树脂的交联。
具有绝缘和导电层的多层复合材料
本文还提供了包含上述电热组合物的电热复合材料。图4中示出了示例性复合材料400。在该实施方式中，复合材料400是涂层，包括绝缘层402、导电层406和其间的电热层404。电热层404可以包括上述电热组合物的任何实施方式。
常规的电热组合物的涂层可能缺乏热膨胀系数的适当整合，导致涂层的不同层在加热过程期间以可变速率膨胀和收缩。层之间的膨胀和收缩的变化速率可能引起层破裂和层间分离。
在需要绝缘层的导电目标基底的应用中，绝缘层中的裂纹导致电热层与导电目标基底之间的直接接触。这种接触可能导致电短路，绝缘层的击穿，以及最终电热层的灾难性故障。绝缘层与电热层之间的分离可以降低从电热层到(通过绝缘层)正被加热的表面的热导率的效率。
导电线的裂纹可能类似地降低电导率并且使电路径通道效应(在导电线内)恶化，从而导致加剧劣化。破坏导电元件的电连续性的裂纹还可能使其不可用。由于缺乏有效的电连接，导电线与电热层的分离可能使得导电线无效。导电线与电热层之间的分离还可能引起电弧放电，这可能加速涂层的所有层的劣化。具有集成层的复合材料400可以避免这种问题。
在实施方式中，绝缘层402是电绝缘的并且包括粘合剂。在实施方式中，绝缘层402还可以包括分散剂、除气剂和/或其他材料，以改善机械强度、介电电阻、耐溶剂性并防止针孔形成。
在实施方式中，绝缘层402包括与在电热组合物中使用的粘合剂相同的粘合剂。在实施方式中，该粘合剂包括硅树脂，诸如DOWSILTMRSN-0805或DOWSILTMRSN-0806。发现使用该粘合剂产生与发热电热层的良好相容性。进一步地，发现绝缘层402具有高耐热性、高介电强度并且基本上无针孔。在实施方式中，绝缘层包括氧化钛或二氧化钛纳米粉末(例如，TiO2P 25)、氧化铝、皂土和/或云母，以改善机械强度、介电电阻、耐溶剂性，并防止针孔形成。在一些实施方式中，绝缘层可以包括分散剂以增强组合物的均匀性。在实施方式中，绝缘层可以包括除气剂(例如，TEGO Airex 900)以防止空气阻流并防止针孔形成。在实施方式中，绝缘层的所有组分可以经由机械搅拌和超声处理同时组合和混合。
在实施方式中，电热层404包括粘合剂中的银纳米线。尽管专门使用银纳米线与合适的粘合剂组合成本增加，但它可以提供增加的柔性和能量效率。如上所述，由于膨胀和收缩，电热层404的柔性可能是重要的。所施加的电热层404的厚度可能影响加热效果，因为所施加的电热层404的电阻与其厚度直接相关。由于这种关系，所要求的电热层404的量随着功率要求增加而增加，从而允许调节以适应具体应用。实际上，由电热组合物产生的电力经常受到可用电源的限制而被限制。
导电层406形成具有导电线的阴极和阳极，电流可以通过导电线施加到电热层404。当向导电层406施加电力时产生电力。由电热层404产生的电力与所施加的电压的平方成正比，并且与电热层404的电阻成反比。
导电层406可以包括具有高电导率的任何合适的材料。就热膨胀、热收缩和对电热层404的粘附而言，导电层406还优选地与发热(电热)层404具有良好的整合。
导电层406可以被印刷、喷涂或以其他方式施加到电热层上，这可以手动地或用印刷机或CNC机器完成。导电层406与交流电源和直流电源这两者兼容。然而，实际上，交流电通常更容易获得。
优选地，导电层406具有高电导率、低热敏性，并且比电热层404高多达三个数量级的导电性。发现使用作为电热层404施加的铜箔导致电弧放电的风险增加，这是由于箔从电热层404脱层或在箔/涂层边界处形成裂纹。
在使用中，当电力被提供给导电层406的导电线时，电热层404的电热组合物变热。由于复合材料400包括多个不同的层，因此可能期望每层由于不同的热膨胀系数而与其他层相容地整合，以确保耐久性和性能。
为了确保耐久性，绝缘层402优选地具有高耐热性、在高温下的高介电强度并且基本上无缺陷。发现将市售耐热涂料用于绝缘层402可以导致电热层404的电热组合物部分地溶解市售耐热涂料。进一步地，发现当用作绝缘层402时，市售耐热涂料产生针孔并且没有足够的介电强度，这还有助于加速市售耐热涂料的劣化。还发现瓷涂层也是不合适的。瓷涂层通常需要使用昂贵且劳动密集型的过程施加到刚性模具表面。进一步地，瓷器加热需要在高温下固化，并且不适于应用于铝或焊接的钣金模具。
发热电热层404可以被配制成在热膨胀/收缩期间提供期望的传导率并且具有机械柔性。在实施方式中，可以使用适当的粘合剂来提供不同的柔性和硬度或强度。合适的粘合剂一旦固化就形成基质并防止导电组分(例如，银纳米线)氧化。
电热涂层在多层复合材料中的应用
在实施方式中，使用诸如浸涂、喷涂和棒涂等湿涂工艺将电热组合物应用为涂层。电热涂层是柔性和柔韧的，允许使用不同介质(包括如图5所示的滚塑模具500)来适应不同形状。在实施方式中，当制备电热组合物时使用溶剂以提供用于溶解或分散组分的介质。随着电热组合物干燥和固化，溶剂蒸发，使得所得电热组合物涂层可能含有很少或不含有溶剂。当电热组合物的粘合剂溶解到溶剂中时，银纳米颗粒、纳米片和纳米线悬浮在溶剂中。因此，电热组合物可能在施加之前需要大致搅拌。发现超声搅拌适合于该目的，使得电热组合物适合于应用。发现以此方式施加的电热组合物可以导致基本上均匀厚度的层的应用。在实施方式中，溶剂可以包括甲苯或二甲苯。在实施方式中，按重量计小于5％的乙醇可以用作共溶剂。
关于电热组合物中的碳基组分进行一些观察。发现碳纳米纤维倾向于阻塞喷嘴并且在应用时使电热组合物的表面粗糙。进一步发现，使用炭黑使得电热组合物在作为粘合剂混合时流动更好。
发热面板
参见图6，在实施方式中，提供了面板600，包括如上所述的电热复合材料。面板600包括绝缘层602，该绝缘层包括如上所述的一层电绝缘材料。在绝缘层602的上面施加包括如上所述的电热组合物的电热层604。包括阳极606和阴极608的电极位于电热层604上。根据电热层604的几何形状的布局，阳极606和阴极608具有特定图案。在实施方式中，电极布置成在阳极606和阴极608之间在整个电热层604上提供尽可能接近均匀的电阻。在存在电阻差异的情况下，更多的电流将倾向于流过具有较小电阻的那些路径。出于多种原因，在电热层604上产生的电流流动差是不理想的。首先，可能存在导致不均匀加热的差温。第二，具有更多电流流动的那些路径将趋于更快劣化。其中阳极606和阴极608被布置成使得存在接近均匀的电阻的导电层便于电流在整个相关联的电热层604上的接近相等、基本上同时的传输。
为了说明，图7A和图7B示出了施加到正方形面板的电热组合物的不同布置。参见图7A，正方形面板700包括形成绝缘层的材料。向正方形面板700施加一层电热组合物702。指定为阳极704的电极放置在正方形的一个角上。指定为阴极706的电极放置在阳极704的相对角上。在这种布置中，电流将不均匀地流动，更多的电流在电极之间的线上对角流动。
可替换地，参见图7B，对于具有施加到其上的一层电热组合物752的正方形面板750，第一电极条754放置在面板750的第一边缘上，并且第二电极条756放置在与第一边缘相对的第二边缘上。这种布置可以导致电极之间均匀的电流流动。
发热面板的生产
图8是用于制作电发热面板的示例性方法800的流程图，该电发热面板用于向与其热接触的表面施加热量。方法800可以用于制作上述发热面板的实施方式。参见图8，在框802处，形成包括如上所述的绝缘层的一层电绝缘材料。在实施方式中，绝缘层以适合于预定应用的几何形状形成为均匀厚度片。在框804处，使用以下描述的方法将该层电热组合物施加到绝缘层。在实施方式中，电热层还形成均匀厚度片，并且可以覆盖来自框802的全部或部分绝缘层。在框806处，使用以下描述的方法将指定为阳极和阴极的电极施加到电热层。如上所述完成电极的图案。
发现以此方式施加的多层电热复合涂层可以是耐用的。在实例中，涂覆的基底每天热循环超过25次循环并且总计超过12,000次循环。上述湿涂方法可以直接应用于需要加热的表面。根据表面的特性，其他处理可能是合适的。例如，如果表面是非导电的并且其他方面适合应用，则电热组合物可以在没有绝缘层的情况下直接施加到表面。当然，如果直接施加到非导电表面，则形成基本均匀厚度的涂层。如果电热组合物对表面的粘附力不足，则可以使用底漆。此外，如果表面可以暴露于有机材料，诸如油和气，涂层或其任何组分还可以包含防止腐蚀等的物质。选择为包含在绝缘层、电热层和导电层中的添加剂可能需要平衡其预期目的和与涂层组分的相容性。
电热复合材料可以作为涂层直接施加到目标表面(待加热的表面热量)上，或者施加到基底(优选地，柔性的导热材料)上以形成面板，该面板然后安装在目标表面上。这种基底的实例是厚(≥0.002英寸)铝、钢、或铜箔。这些基底可以覆盖有2个或更多个电绝缘的高热涂料的涂层，在230℃下固化至少20分钟以设置绝缘层，然后涂覆有电热组合物。在大约230℃下使电热组合物固化约20分钟之后，可以施加导电层。基底(具有可选的绝缘层)、电热组合物和导电层的组合由此形成面板。
在实施方式中，然后面板可以施加到待加热的目标对象或表面。一旦面板已经完全固化，面板就可以导热接触地固定至目标对象。在一些实施方式中，面板可以利用与面板和表面相容的胶粘剂施加到该物体的表面上。胶粘剂可以具有类似于绝缘层的特性，包括适合设计温度的高耐热性、高温下的高介电强度以及与面板基底或模板表面无反应性。可以将高热胶粘剂施加到面板的背面上并且例如在约230℃下固化至少5分钟。在每个固化步骤中，温度可以逐渐或者以多个步骤升高，例如在大约60℃下约5分钟，在大约120℃下约2分钟，以及在大约230℃下约20分钟，以避免涂料起泡。然后，面板将准备好安装在目标表面上。
在另一实施方式中，可以将胶粘剂施加到面板的背面，然后将具有胶粘剂的面板可释放地粘附到不粘的释放衬垫上。然后可以以方便的形式存储、运输面板并最终安装在目标表面上。在释放衬垫上使用具有胶粘剂的预制面板提供了许多优点，包括：可以基于规格在制造设施处形成面板并且容易且经济地运输到所希望的位置。进一步地，如果面板或其一部分失效，则其可以简单地被移除并用类似面板替换。
滚塑应用
电热组合物作为涂层或作为可用于旋转成型或旋转铸塑领域(通常称为滚塑)的面板直接施加到表面上。滚塑广泛用于形成各种中空的薄壁塑料制品。滚塑包括加热的中空模具，其填充有特定量的塑料粉末材料。模具可围绕两个垂直轴线缓慢旋转，使得软化的材料分散并粘到模具的壁上。
滚塑通常包括四个步骤：制备模具，加热模具，冷却模具，以及卸载模具。为了制备模具，将预定量的聚合物粉末或聚合物树脂放置在中空模具外壳内并且封闭模具。迄今为止，滚塑模具一般在烤箱中通过对流、传导、或辐射加热至约260℃至370℃(根据所使用的聚合物)的温度范围。在将模具加热至理想水平之后，通常将模具从烤箱中取出并冷却。模具的冷却通常用空气(通过风扇)、水或有时两者的组合来完成。根据应用，加热烤箱的要求可以是空间密集的，并且与能量效率(低能量效率)相关联，因为对周围环境存在显著的热损失。
参见图5，滚塑模具500设置有目标表面502，使用电热组合物的实施方式将热量施加到该目标表面上。图9是使用电热组合物加热目标表面502的示例性方法900。在框902处，提供了滚塑模具。如本文使用的，“提供”是指制作、购买、获取、或以其他方式获得滚塑模具。在框904处，将以上详细描述的绝缘层施加到目标表面502。在框906处，以下文描述的方式并且在实施方式中，类似于方法800的框804，将一层电热组合物施加到绝缘层。在框908处，使用以下描述的方法并且在实施方式中，类似于方法800的框806将指定为阳极和阴极的电极施加到电热层。在框910处，通过阳极和阴极提供电力，导致电热组合物中的电流流动，导致热能以加热滚塑模具500。
图10是用于加热目标表面502的可替换方法1000的流程图。在框1002处，提供了滚塑模具。在框1004处，将根据以上描述制作的电热面板施加到目标表面502。在实施方式中，电热面板可以利用如上所述的胶粘剂附接到目标表面502。在框1006处，通过面板的阳极和阴极提供电力，导致电热组合物中的电流流动，导致热能以加热滚塑模具500。
经由电热组合物加热滚塑模具可能更加节能，并且省去了通常用于加热模具的大型烤箱以及相关设备。电热组合物易于以各种形状(包括复杂形状)形成或应用的能力也使得电热组合物适用于滚塑。与其他部分不同地控制模具的某些部分的能力-例如，通过使用面板或区域的独立控制-允许具有蓄意不均匀壁的结构的滚塑。进一步地，发现组合物起到高达约350℃的作用，这高于滚塑一般要求的温度。此外，发现组合物具有足够的热容量以熔融塑料，因此适于滚塑。进一步地，使用电热涂层来加热滚塑模具是更节约资源，因为当使用烤箱时，在处理模具之前需要允许模具在处理之后冷却，这使得烤箱在该时间期间不能加热其他模具。
用于电热组合物的其他应用包括被加热但通常需要显著的辅助装置(诸如电输送部件，诸如元件)和与其相关联的结构的那些对象。例如，被加热以维持优选温度的热饮马克杯一般使用杯内或底座内的电极。相反，马克杯可以涂覆有所描述的组合物，仅需要诸如简化的底座等电连接装置，并且使得能够使用多个仅通过添加组合物来修改的第三方马克杯。
电热组合物的实施方式的其他应用包括使用预制面板用于各种应用，包括地板、墙壁、天花板、屋顶和檐槽的加热；运输车辆和发电厂中发动机油的预热，电池和辅助系统的局部加热，为运输油和其他液体的汽车和油轮、运煤车辆加热，以及用于飞机机翼的除冰；抵消寒冷天气影响以及用于家庭/商业电器和医疗设备。
电热涂层应用到非导电膜
本文中还提供了包含上述电热组合物的另一种电热复合材料。在图11和图12中分别示出了示例性复合材料1100和1200。参见图11，该实施方式中的复合材料1100是片材的形式，并且包括施加到非导电基底1104的一层电热组合物1102。一旦该层电热组合物1102和非导电基底1104完全固化，复合材料1100就可以用作功能面板。在实施方式中，另一层非导电基底用于提供诸如弹性增强或热分布增强等特性。参见图12，该实施方式中的复合材料1200是片材的形式，并且包括一层电热组合物1202，该层电热组合物被施加到第一非导电基底1204并且夹在第一非导电基底1204与第二非导电基底1206之间。图13是根据一些实施方式的用于制作复合材料片的示例性方法1300的流程图。在框1302处，提供具有适合于特定应用的大小和形状的非导电基底。如本文使用的，“提供”是指制作、购买、获取或以其他方式获得非导电基底。在框1304处，电热组合物施加到以期望的图案形成电热层的非导电基底。在实施方式中，电热层的图案被设计为提供均匀的电流流动以及相应的均匀加热，如以下详细描述的。在框1306处，施加第二层非导电基底以覆盖框1304的电热层。
在实施方式中，非导电基底包括聚酰亚胺膜、聚酰亚胺胶带、金属化聚酰亚胺或硅橡胶膜。在实施方式中，非导电基底在高温下具有高介电强度、良好的耐热性、良好的回弹性、良好的热导率、以及合适的机械特性，包括柔性。在实施方式中，聚酰亚胺膜是但可以是在至多约250℃的温度下具有合适性能的任何非导电材料。聚酰亚胺膜和硅橡胶膜可能需要物理和化学处理以增强电热涂层的粘附性，包括用溶剂制备表面和表面粗糙化。在使用的实施方式中，如果使用适当的粘合剂，则可以在没有表面处理的情况下获得足够的粘附性。在实施方式中，其中，包含的两层非导电基底将一层电热组合物夹在中间，可以使用胶带，从而在层之间提供良好的粘附性。
在非导电基底包括硅橡胶的实施方式中，一层硅橡胶由稠糊料形成，使用涂膜器施加。当硅橡胶被部分固化时可以施加电热组合物，因为完全固化的硅橡胶不会提供良好的粘附性。可以通过将电热组合物喷涂到目标基底上或使用CNC绘图仪来施加电热组合物。在实施方式中，硅橡胶糊包含液体硅橡胶，并且还可以包含一种或多种常见的填料，诸如二氧化硅、氧化钛、氧化铝和炭黑。
在将非导电基底施加到表面的实施方式中，可以将高热胶粘剂施加到非导电基底的背面并且在230℃下固化至少5分钟。胶粘剂的使用是可选的，并且在实施方式中，可以可替换地首先被施加到目标表面上。在每个固化步骤中，温度逐渐升高或以多个步骤升高，例如在60℃下5分钟，在120℃下2分钟，以及在230℃下20分钟，以避免涂料起泡。完成的产品可准备好安装在目标表面上。与使用以下所述的多层工艺的面板类似，可以将非导电基底切成面板。
使用非导电基底的实施方式避免了对绝缘层和导电层的导线的需要，这避免了与绝缘层和导电层的集成有关的任何问题并且减少了故障机会。
在实施方式中，使用CNC绘图仪施加电热涂层。能够以预先设计的复杂几何图案将电热涂层画在基底上，该电热涂层提供期望的电阻并因此在整个面板上均匀地产生所需量的热能。可以使用软件如Solid Works来设计图案。这不需要考虑导线的放置方式，以使电极之间的距离在直接施加电流于电热涂层时保持均匀。参见图14至图17，电热涂层1402、1502、1602、1702可以根据相关联的膜1400、1500、1600、1700的几何形状的布局而以特定图案应用。当施加电压时，电流可沿着产生热能的电热组合物的路径行进。
加热的衣服应用
在热量易于流失到环境中的应用中，直接将热能定向到微气候(例如，用于加热人体)更为高效，且变得非常重要。将加热元件嵌入服装中允许在目标区域处主动产生热能，这与仅减缓从身体到周围环境的热传递的常规服装相反。使用个人加热服装(PHG)对身体进行主动加热消除了对多层厚衣服的需要，这限制身体移动并且降低灵活性。更重要的是，主动加热补偿了人体热量不可避免地流失到周围环境的情况。
当作为具有小于100微米厚度的层施加并且连接至相对低的电压电源(诸如5至12伏)的电池或移动电源时，本文中公开的组合物可以产生应用于PHG的足够热量。通过夹在膜层之间的方式嵌入的电热组合物可以定制成许多形状或图案。在膜与人类皮肤直接接触的应用中，可以使用适当等级的硅橡胶。在实施方式中，电热组合物可以夹在两个膜层之间，提供轻质(小于40mg/cm2)、柔软且柔韧的产品，其在拉伸至其初始尺寸的20％之后具有机械弹性和电弹性。嵌入的电热组合物可以用作独立的加热垫或可以集成到衣服中。每单位面积产生的热能通过组合物的电阻和电源的输出容量来确定。可以通过小型控制器容易地调节热能。
在没有对上述的任何限制的情况下，通过以下实施例的方式进一步描述本文公开的组合物、复合材料和方法。然而，应理解的是，这些实施例仅用于说明性目的，并不旨在以任何形式限制本公开的范围。
实施例1-用偶联剂处理纳米材料
作为该步骤的实施例，可以将乙酸逐滴添加至约50ml乙醇中，同时搅拌，直至溶液的pH达到约4。溶液的温度可以增加到约75℃并且该混合物可以回流搅拌。在单独的容器中，可以在乙醇中制备3.2mM的3-(2-氨基乙基氨基)丙基]三甲氧基硅烷或3-缩水甘油丙氧基)三甲氧基硅烷的溶液。可将约10ml的3.2mM的溶液加入主反应混合物中。然后可以搅拌主反应混合物大约5至10分钟，直到其温度稳定。在用磁力搅拌器以约500RPM搅拌的同时，可向混合物中加入约10克的平均粒度范围内(约10-12微米或5-9微米)的片状银粉。可以持续搅拌约1小时，之后可以通过将反应容器浸入约25℃的水浴中停止反应。可以通过在约1500RPM下离心来分离反应产物的固体含量。沉淀物可以用乙醇洗涤3次，用丙酮洗涤1次，以及用蒸馏水洗涤2次。洗涤涉及将约50ml溶剂(乙醇、丙酮或水)添加至沉淀物，通过超声振荡来分散和/或溶解沉淀物的基本上所有组分，并且通过在约1500RPM下离心将片状银粉与溶解的组分分离。在每个洗涤步骤中，可以丢弃上层清液，并且可以收集沉淀物。洗涤完成后，可以将处理过的片状银粉在环境温度下干燥至少24小时。
实施例2-用硅树脂中间体处理纳米材料
作为该步骤的实例，可以将羧基或羟基官能化的多壁碳纳米管加入到约150ml甲苯中。该混合物可以在室温下用磁体搅拌至少10分钟，然后超声处理至少20分钟。该过程可以重复3次。可以向混合物中加入约10至20ml的DOWSILTM3074(优选的)或DOWSILTM3037，并搅拌至少10分钟。可以在约50℃下超声处理该混合物约30分钟，并在下一步骤中使用而无需任何进一步的修改。
实施例3-纳米材料在稀释的粘合剂树脂中的分散
作为该步骤的实例，在可以产生约30ml的电热组合物的制备过程中，通过超声处理约1分钟，可以将约2克的银纳米线(平均直径的范围从约60nm至120nm，并且平均长度的范围从约15μm至50μm)部分地分散在约2.3ml的乙醇中。可以加入约11.5ml的单组分或多组分硅树脂。根据粘度要求，树脂可用约11.5ml至23ml甲苯稀释。可以用于该配制品的硅树脂包括：DOWSILTMRSN-0805、DOWSILTMRSN-0806、DOWSILTM2405、以及RSN-0805和RSN-0806树脂的共混物，其组成的范围从20/80重量百分比(RSN-0805/RSN-0806)至约80/20重量百分比。可用磁力搅拌器搅拌混合物约10分钟，超声处理约2分钟。这可以重复至少4次直到混合物在视觉上是均匀的。然后将22克处理过的片状银粉加入到混合物中。如果使用DOWSILTM2405作为粘合剂树脂，可以加入0.15g至0.3g的丁醇钛(IV)作为固化催化剂。可以再次搅拌混合物并超声处理数次，直到片状银粉均匀地分散。根据存储时间，在施加在表面上之前，组合物可能需要进行超声处理(至少1分钟)并搅拌(至少2分钟)。
实施例4-纳米材料在稀释的粘合剂树脂中的分散
作为该步骤的实例，经由超声处理和在室温下搅拌的多次循环，可以首先通过约8ml的乙醇和约40ml的单组分或多组分硅树脂处理约2.5克的银纳米线(平均直径约60nm至120nm并且平均长度约15μm至50μm)。可以用于该配制品的硅树脂包括：DOWSILTMRSN-0805、DOWSILTMRSN-0806、DOWSILTM2405、以及RSN-0805和RSN-0806树脂的共混物，其组成的范围从约20/80重量百分比(RSN-0805/RSN-0806)至约80/20重量百分比。可以将混合物搅拌约5分钟，超声处理约5分钟，并重复至少三次。可以将约18克表面处理的片状银粉、约18克表面处理的银纳米颗粒和约40ml甲苯加入混合物中。可以对混合物进行超声处理并连续搅拌直到获得均匀的分散。在施加最终产物之前，可以加入至多约40ml甲苯以调节混合物的粘度。
实施例5-纳米材料在稀释的粘合剂树脂中的分散
作为该步骤的实例，通过超声处理约1分钟，可以将约1.5克银纳米线(平均直径的范围从约60nm至120nm并且平均长度的范围从约15μm至50μm)部分地分散在约2.4ml的乙醇中。可以加入用约12ml甲苯稀释的约12ml单组分或多组分硅树脂。可以用于该配制品的硅树脂包括：DOWSILTMRSN-0805、DOWSILTMRSN-0806、DOWSILTM2405、以及RSN-0805和RSN-0806树脂的共混物，其组成范围从20/80重量百分比(RSN-0805/RSN-0806)至80/20重量百分比。可用磁力搅拌器搅拌混合物约10分钟，超声处理约2分钟。这可以重复至少4次直到混合物在视觉上是均匀的。将在步骤3中制备的约11.52ml碳纳米管分散体和约22g处理过的片状银粉加入到上述混合物中。如果DOWSILTM2405用作粘合剂树脂，可选地加入约0.15g至0.3g的丁醇钛(IV)作为固化催化剂。可以再次搅拌混合物并进行超声处理数次，直到片状银粉和碳纳米管均匀地分散。该过程可以产生约40ml的电热组合物。根据存储时间，在施加于表面上之前，组合物可能需要添加一些溶剂、进行超声处理(至少1分钟)和搅拌(至少2分钟)。
实施例6-纳米材料在稀释的粘合剂树脂中的分散
作为该步骤的实例，为了制备约700ml的电热组合物，可以将在步骤3中制备的约98ml碳纳米管分散体加入到约145ml的用约260ml甲苯稀释的单组分或多组分硅树脂中。可以用于该配制品中的硅树脂包括：DOWSILTMRSN-0805、DOWSILTMRSN-0806及其共混物，其组成的范围从约20/80重量百分比(RSN-0805/RSN-0806)至约80/20重量百分比。用顶置式搅拌器搅拌混合物约5分钟，超声处理约15分钟。这可以重复至少2次。约38.25g的表面处理的片状银粉可与约60ml甲苯一起加入。用顶置式搅拌器搅拌混合物约5分钟，超声处理约15分钟。这可以重复至少2次。可以加入约6.12g碳黑、优选的高导电性碳黑如XCmaxTM22、以及约40ml甲苯。在此阶段，可以一次搅拌涂料约5分钟，并且超声处理约5分钟。与先前的配制品一样，在施用之前，该组合物优选进行超声处理并搅拌。
实施例7-纳米材料在稀释的粘合剂树脂中的分散
作为该步骤的实例，通过超声处理约1分钟，可以将约2克的银纳米线(平均直径的范围从约60nm至120nm并且平均长度的范围从约15μm至50μm)部分地分散在约2.5ml的乙醇中。用约5至6ml的单组分或多组分硅树脂处理部分分散的纳米线。可以用于该配制品的硅树脂包括：DOWSILTMRSN-0805、DOWSILTMRSN-0806以及RSN-0805和RSN-0806树脂的共混物，其组成的范围从约20/80重量百分比(RSN-0805/RSN-0806)至约80/20重量百分比。可以用磁力搅拌器搅拌混合物约5分钟，并且在约45±5℃的温度下进行超声处理约4分钟。这可以重复至少4次直到混合物在视觉上是均匀的。可以用高达约25ml的甲苯稀释该混合物以保持理想的温度并且改善均匀性。可以加入约20g至30g的片状银粉，并且可以搅拌和超声处理该混合物几次直到片状银粉均匀地分散。加入约20克的两部分液体硅橡胶。可以根据制造商的说明书设定液体硅橡胶的A部分与B部分比例。在该配制品中使用的液体硅橡胶化合物包括但不限于：肖氏A硬度范围从30至60的SILASTICTMRBL-9200、SILASTICTMMS-1002、SILASTICTM9252、以及SILASTICTM9151-200P。
然后可以剧烈搅拌混合物并且在大约25℃下进行超声处理，以避免弹性成分过早固化。该过程可以产生约60ml的可拉伸的电热组合物。根据存储时间，在施加于表面上之前，组合物可能需要添加一些溶剂、进行超声处理(至少1分钟)和搅拌(至少2分钟)。
尽管已经示出和描述了一些实施方式，但是本领域技术人员将理解，本领域技术人员可以进行各种改变和修改，可以在不改变或背离其范围、意图或功能的情况下对这些实施方式做出各种改变和修改。在前述说明书中使用的术语和表达在本文中用作描述术语而非限制性术语，并不旨在使用这种术语和表达来排除所示出和描述的特征的等同物或其部分。

Claims (26)

1.一种包括导电纳米材料的网络和粘合组分的电热组合物，其中，所述纳米材料在所述电热组合物质量的10％与80％之间，并且所述电热组合物具有的电阻率在0.05欧姆/cm2与35欧姆/cm2之间。
2.根据权利要求1所述的电热组合物，其中，所述纳米材料在所述电热组合物质量的40％与70％之间，并且所述电热组合物具有的电阻率在0.08欧姆/cm2与10欧姆/cm2之间。
3.根据权利要求1或2所述的电热组合物，其中，所述导电纳米材料包括纳米线、纳米管、纳米片、纳米颗粒或其组合。
4.根据权利要求3所述的电热组合物，其中，所述导电纳米材料包括所述纳米线，并且其中，所述导电纳米材料的网络包括所述纳米线互连束。
5.根据权利要求4所述的电热组合物，其中，所述导电纳米材料的网络还包括所述纳米片和所述纳米颗粒中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的电热组合物，其中，所述互连束具有约35nm与250nm之间的平均直径以及约8μm与60μm之间的平均长度。
7.根据权利要求6所述的电热组合物，其中，所述互连束具有约55nm与176nm之间的平均直径以及约14μm与30μm之间的平均长度。
8.根据权利要求6或7所述的电热组合物，其中，所述导电纳米材料的网络具有小于10nm的平均网格尺寸。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电热组合物，其中，所述导电纳米材料包括银纳米材料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电热组合物，其中，所述电热组合物还包括至少一种碳组分。
11.根据权利要求10所述的电热组合物，其中，所述至少一种碳组分包括碳纳米管、碳纳米纤维、纳米石墨和炭黑中的至少一种。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电热组合物，其中，所述粘合组分包括硅树脂。
13.一种用于向在与其接触时的表面施加热量的电发热面板，包括：
第一层，所述第一层包括电绝缘材料；
第二层，所述第二层包括根据权利要求1至12中任一项所述的电热组合物，所述第二层布置在所述第一层上；以及
第三层，所述第三层包括按照图案布置在所述第二层上的正电极和负电极。
14.根据权利要求13所述的电发热面板，其中，将一层导热胶粘剂施加到所述第一层的远离所述第二层的侧面上，并且将包括所述导热胶粘剂的所述面板的一侧放置在可移除的背衬片上。
15.一种用于产生热的电发热膜片，包括：
第一层，所述第一层包括一片非导电膜，以及
第二层，所述第二层包括根据权利要求1至12中任一项所述的电热组合物，所述第二层布置在所述第一层上。
16.根据权利要求15所述的电发热膜片，还包括：第三层，所述第三层包括一片非导电膜以覆盖所述第二层。
17.根据权利要求15或16所述的电发热膜片，其中，所述一片非导电膜包括硅树脂。
18.根据权利要求15或16所述的电发热膜片，其中，所述一片非导电薄膜包括聚酰亚胺。
19.一种制造电发热面板的方法，所述电发热面板用于向在与其热接触时的表面施加热量，所述方法包括：
形成一层电绝缘材料；
在所述一层电绝缘材料上形成一层电热组合物；以及
在所述一层电热组合物上形成正电极和负电极。
20.根据权利要求19所述的制造方法，其中，所述一层电热组合物包括银纳米材料。
21.一种制造用于产生热量的电发热膜片的方法，包括：
形成第一层非导电膜；以及
在所述第一层上形成一层电热组合物。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括形成第二层非导电膜以覆盖所述一层电热组合物。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，所述一层电热组合物包括银纳米材料。
24.一种制备用于使用电热组合物加热的表面的方法，包括：
提供由非导电材料构成的具有一个或多个传热表面的模具；
将一层所述电热组合物施加到所述一个或多个传热表面；以及
将电极施加到所述一层电热组合物上。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述模具包括导电材料的一个或多个传热表面，并且还包括在施加所述一层电热组合物之前，向所述传热表面施加一层电绝缘材料。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中，所述一层电热组合物包括银纳米材料。
CN202180104581.1A 2021-10-06 2021-10-06 电热组合物以及相关复合材料和方法 Pending CN118318500A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CA2021/051408 WO2023056541A1 (en) 2021-10-06 2021-10-06 Electrothermic compositions and related composite materials and methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118318500A true CN118318500A (zh) 2024-07-09

Family

ID=85803108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180104581.1A Pending CN118318500A (zh) 2021-10-06 2021-10-06 电热组合物以及相关复合材料和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240098850A1 (zh)
KR (1) KR20240089240A (zh)
CN (1) CN118318500A (zh)
AU (1) AU2021467739A1 (zh)
CA (1) CA3199903A1 (zh)
IL (1) IL311949A (zh)
WO (1) WO2023056541A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021175684A1 (en) * 2020-03-02 2021-09-10 Total Se Use of composite materials in the manufacture of electrical heating panels, process of production and electrical heating panels thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102044627A (zh) * 2009-10-22 2011-05-04 清华大学 电致伸缩复合材料及电致伸缩元件
US11578213B2 (en) * 2013-06-26 2023-02-14 Intelli Particle Pty Ltd Electrothermic compositions

Also Published As

Publication number Publication date
IL311949A (en) 2024-06-01
CA3199903A1 (en) 2023-04-13
KR20240089240A (ko) 2024-06-20
WO2023056541A1 (en) 2023-04-13
AU2021467739A1 (en) 2024-05-02
US20240098850A1 (en) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200040518A1 (en) Method for producing composite material
KR101442070B1 (ko) 그래핀, 흑연나노플레이트, 카본나노튜브 및 나노금속으로 이루어진 복합체를 이용한 방열시트 및 그 제조방법
JP5866073B2 (ja) 炭素発熱組成物及び炭素発熱体
US20110036829A1 (en) Planar heating element obtained using dispersion of fine carbon fibers in water and process for producing the planar heating element
KR20110111401A (ko) 전도성 물질 및 전도성 물질의 제조방법
TW200800793A (en) Flexible nano electrothermal material and heating apparatus having the same
CN110256808B (zh) 碳纳米管-聚亚胺复合材料及其制备方法与应用
US11696369B2 (en) Process of making conformable, low voltage, light weight joule heating elements
CN118318500A (zh) 电热组合物以及相关复合材料和方法
Meng et al. Interface modified flexible printed conductive films via Ag2O nanoparticle decorated Ag flake inks
CN102555323B (zh) 具有导电膜层的基板组合及其制造方法
Yang et al. Fabrication of flexible microheater with tunable heating capabilities by direct laser writing and selective electrodeposition
CN108766686B (zh) 一种低表面电阻柔性绝缘材料及其制备方法
KR101584202B1 (ko) 그라비아용 ptc 잉크를 이용한 ptc 면상발열체 제조 방법
KR101813134B1 (ko) 열가변형 전도성 카본잉크 코팅액 및 이를 이용한 전도성 면상필름
CN111469329B (zh) 一种发热片的制备方法及应用该制备方法制得的发热片
EP3809600B1 (en) Heatable panel and its manufacturing method
CN109155165A (zh) 绝缘膜
KR101778011B1 (ko) 발열 잉크조성물의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 발열 잉크조성물 및 상기 발열 잉크조성물을 이용한 발열장치의 제조방법
CN110149738A (zh) 一种基于石墨烯/氧化铁复合材料的电热膜及其制备方法
KR102259236B1 (ko) 탄소나노튜브를 포함하는 면상 발열체 페이스트 조성물, 이를 포함하는 면상 발열체 및 탄소나노튜브 기반 동파방지용 필름히터
Wu et al. Electrically/Magnetically Dual‐Driven Shape Memory Composites Fabricated by Multi‐Material Magnetic Field‐Assisted 4D Printing
CN113733548B (zh) 一种面向曲面ipmc的4d打印方法
KR101648193B1 (ko) 섬유 코팅용 발열 소재 조성물 및 발열 섬유
WO2022172810A1 (ja) 面状発熱体、及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication