CN211019283U - 柔性可水洗石墨烯发热片 - Google Patents

Abstract

涉及一种柔性可水洗石墨烯发热片，发热片包括:绝缘载膜、形成在载膜上的疏水性银浆涂层、形成在载膜上的亲水性石墨烯发热涂层及压贴于载膜上的绝缘覆膜。防水涂层覆盖亲水性石墨烯发热涂层与疏水性银浆涂层，绝缘覆膜贴合于防水涂层。本实用新型提供的石墨烯发热片具有耐折度与防泼水性。

Description

柔性可水洗石墨烯发热片

技术领域

本实用新型涉及石墨烯发热的技术领域，尤其是涉及一种柔性可水洗石墨烯发热片。

背景技术

石墨烯发热相对于线圈式电阻器发热与化学反应发热器，更适合人体使用，同时更加薄型化而易于贴附使用与携带。市场上现有石墨烯发热片技术和产品都存在无法进行水洗搓揉的问题。分析其原因有多个，一种类型是现有石墨烯发热片均采用PI基材进行镀铜蚀刻，在蚀刻好的FPC软板或PI镀铜蚀刻产品上再进行石墨烯印刷或石墨烯膜热压复合;另一种类型是将石墨烯膜片的分离设计，其连接外部汇流线路与表面遮盖膜都是组装完成，以上现有工艺下做出来的产品均存在不能揉搓和水洗的问题，因为FPC软板基材不够柔软，作为电极的铜箔在揉搓后电阻会变异甚至产生线路断裂，使用时出现发热异常和不发热现象，甚至还存在局部打火烧伤材料和人的风险。或者，因为分离元件的组装产生空隙，导致防水性较差。因此，石墨烯发热器在现行技术的一个关键技术痛点是一直不能普遍使用在衣服及其他可穿戴需水洗的产品上。

一种镀铜蚀刻的石墨烯发热片被教示于中国发明专利公开号CN110177402A，公开了一种石墨烯电热毯，底层为防滑层，表层为装饰层，在底层与表层间铺设有发热片，发热片包括上、下两层绝缘布及中间层的石墨烯发热片，石墨烯发热片间隔分布，在石墨烯发热片的左右两侧固定有铜导线，石墨烯发热片间隔布置，石墨烯发热片与铜导线粘合于上、下两层绝缘布内；铜导线用于和电源线连接。

一种石墨烯膜片分离设计的组立式石墨烯发热器被教示于中国发明专利公开号CN107396468A，公开了一种远红外发热模块，包括：石墨烯发热膜片，包括第一表面和第二表面；设置于第一表面上的带有镂空的前板；设置于第二表面边缘的压边条；所述石墨烯发热膜片被前板和压边条固定；其中，所述石墨烯发热膜片包括单层或多层的石墨烯膜及设置于石墨烯膜相向的两边缘的平行条状电极，所述石墨烯膜和平行条状电极夹合于两片绝缘膜之间。

发明内容

本实用新型的主要目的一是提供一种柔性可水洗石墨烯发热片，能够解决石墨烯发热片不可水洗和揉搓的问题，市场前景预期非常巨大。

本实用新型的主要目的二是提供一种柔性可水洗石墨烯发热片的制备方法，用于制备耐水洗与耐揉搓的石墨烯发热片。

本实用新型的主要目的三是提供一种银浆材料，能应用于石墨烯发热片的疏水性银浆涂层。

本实用新型的主要目的一是通过以下技术方案得以实现的：

提出一种柔性可水洗石墨烯发热片，包括：

绝缘载膜，具有印刷面;

疏水性银浆涂层，形成于所述绝缘载膜的所述印刷面上，所述疏水性银浆涂层包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案，所述正电极图案形成有多个正电极线与连接所述正电极线的第一汇流条，所述负电极图案形成有多个负电极线与连接所述负电极线的第二汇流条，所述正电极线与所述负电极线为等距交错排列;

亲水性石墨烯发热涂层，形成于所述绝缘载膜的所述印刷面上，所述亲水性石墨烯发热涂层位于所述第一汇流条与所述第二汇流条之间并覆盖所述正电极线与所述负电极线之间的薄膜部位;

防水涂层，形成于所述绝缘载膜的所述印刷面上，所述防水涂层覆盖所述亲水性石墨烯发热涂层、所述第一汇流条与所述第二汇流条，所述防水涂层具有相对平坦的贴合面;及

绝缘覆膜，贴合于所述防水涂层的所述贴合面;

其中具体地，所述石墨烯发热片可以具有耐折度与防泼水性。

通过采用上述基础技术方案一的整体，利用所述疏水性银浆涂层与所述亲水性石墨烯发热涂层印刷形成在所述绝缘载膜的印刷面再以所述绝缘覆膜贴合于所述防水涂层，所述疏水性银浆涂层与所述亲水性石墨烯发热涂层之间在同面印刷的重叠图案中不会因为两者材料互相混合或渗透产生结构与电性能裂化的风险，并且所述防水涂层提供了相对于已有两个涂层上印刷面更加平坦的贴合面，使所述绝缘覆膜更加密实的贴合，内部整合了正负电极及汇流条的所述石墨烯发热片具有耐折度与防泼水性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述亲水性石墨烯发热涂层还覆盖所述正电极线与所述负电极线;优选地，相邻的所述正电极线与所述负电极线的线路间隙介于0.4～1.2 cm；优选地，所述正电极线与所述负电极线的排列方式为直线状交错间隔，所述亲水性石墨烯发热涂层与所述第一汇流条之间及与所述第二汇流条之间各形成有间隙。

可以通过采用上述优选技术方案，利用所述亲水性石墨烯发热涂层还覆盖所述正电极线与所述负电极线，能够增加所述亲水性石墨烯发热涂层与所述正电极线/所述负电极线的接触面积，避免发热空接;优选地，利用介于0.4～1.2 cm的相邻的所述正电极线与所述负电极线的线路间隙，可以实现低电压小面积模块的发热;优选地，利用直线状交错间隔的所述正电极线与所述负电极线，能够准确定义所述亲水性石墨烯发热涂层的区块电阻值;而利用所述亲水性石墨烯发热涂层与两侧汇流条的间隙，可以避免由汇流条到相邻电极的短路径电阻发热。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述正电极图案还包括引出正电极，连接至所述第一汇流条且显露于所述绝缘覆膜，所述负电极图案还包括引出负电极，连接至所述第二汇流条且显露于所述绝缘覆膜。

可以通过采用上述优选技术方案，利用所述引出正电极与所述引出负电极，实现正负电极在膜片一侧的引出，具有所述亲水性石墨烯发热涂层的发热区能够完全被密封。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述引出正电极与所述引出负电极具有铆接孔结构;优选地，每一个的所述引出正电极与所述引出负电极各具有两个或两个以上的铆接孔。

通过采用上述优选技术方案，利用铆接孔结构的所述引出正电极与所述引出负电极，实现一种所述石墨烯发热片的防水性外部电连接;优选地，每一个引出电极开设有两个或两个以上的铆接孔，可以增加外部电连接的稳固力。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述引出正电极与所述引出负电极以ACF导电胶连接至软性电路板。

通过采用上述优选技术方案，利用ACF导电胶连接所述引出正电极与所述引出负电极至所述软性电路板，实现另一种所述石墨烯发热片的防水性外部电连接，使得所述石墨烯发热片与其连接的软性电路板都能曲折。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述正电极线与相邻的所述负电极线的阻抗值介于20～100Ω，具体可以是50±5Ω;优选地，所述疏水性银浆涂层使用的银浆材料的组成按重量比包括：球型银粉8～20%，其粒径为2.5～6微米；片状银粉 40～60%，其粒径为3～6微米；纳米银粉5～12%，其粒径为18～60纳米；有机载体采用乙烯树脂15～25%，其粒径为0.9～1.5微米；DBE溶剂5～15%；氧化物添加剂0.1～1 %，其平均粒径为0.4～1.0微米;优选地，所述亲水性石墨烯发热涂层在所述正电极线与所述负电极线之间开设有多个避让孔，所述绝缘载膜开设有多个对准所述避让孔的透气孔，所述透气孔具有小于所述避让孔的尺寸且贯穿至所述绝缘覆膜。

通过采用上述优选技术方案，利用所述正电极线与相邻的所述负电极线的特定阻抗值范围，能够适用于人体贴附的取暖使用;优选地，利用所述疏水性银浆涂层使用的银浆材料的特定组成，实现由所述疏水性银浆涂层形成的正电极线与负电极线具有耐曲折防断裂的特性;优选地，利用所述避让孔、所述透气孔、两者位置、所述透气孔的贯穿形态、以及尺寸关系，使得所述石墨烯发热片具有透气功能，并且所述亲水性石墨烯发热涂层被完全密封，达到防水效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述绝缘载膜的聚酯膜厚度介于0.025～0.1 mm，更优选是0.038～0.05 mm;所述绝缘覆膜的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜的聚酯膜厚度，优选是0.025～0.038 mm;所述疏水性银浆涂层的银浆涂刷厚度介于4～12μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08～0.4 mm。

通过采用上述优选技术方案，利用特定聚酯膜厚度范围、银浆涂刷厚度范围与所述石墨烯发热片的总膜厚范围，使得所述石墨烯发热片具有足够薄的结构,更容易贴附人体或衣物表面。

本实用新型的主要目的二是通过以下技术方案得以实现的：

提出一种柔性可水洗石墨烯发热片的制备方法，包括以下步骤：

提供绝缘载膜，所述绝缘载膜具有印刷面;

在所述绝缘载膜的所述印刷面上第一次印刷形成疏水性银浆涂层，所述疏水性银浆涂层包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案，所述正电极图案形成有多个正电极线与连接所述正电极线的第一汇流条，所述负电极图案形成有多个负电极线与连接所述负电极线的第二汇流条，所述正电极线与所述负电极线为等距交错排列;

在所述绝缘载膜的所述印刷面上第二次印刷形成亲水性石墨烯发热涂层，所述亲水性石墨烯发热涂层位于所述第一汇流条与所述第二汇流条之间并覆盖所述正电极线与所述负电极线之间的薄膜部位;

在所述绝缘载膜的所述印刷面上第三次印刷形成防水涂层，所述防水涂层覆盖所述亲水性石墨烯发热涂层、所述第一汇流条与所述第二汇流条，所述防水涂层具有相对平坦的贴合面;及

在所述绝缘载膜的所述贴合面贴合绝缘覆膜;其中所述石墨烯发热片具有耐折度与防泼水性。

通过采用上述基础技术方案二的整体，借以实现一种耐水洗、耐搓揉石墨烯发热片的制备。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述亲水性石墨烯发热涂层还覆盖所述正电极线与所述负电极线;优选地，相邻的所述正电极线与所述负电极线的线路间隙介于0.4～1.2 cm；优选地，所述绝缘载膜的聚酯膜厚度介于0.025～0.1 mm，更优选是0.038～0.05 mm;所述绝缘覆膜的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜的聚酯膜厚度，优选是0.025～0.038 mm;所述疏水性银浆涂层的银浆涂刷厚度介于4～12 μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08～0.4 mm。

本实用新型的主要目的三是通过以下技术方案得以实现的：

一种银浆材料，其组成按重量比包括：球型银粉8～20%，具体可以是13%，其粒径为2.5～6微米；片状银粉 40～60%，具体可以是50%，其粒径为3～6微米；纳米银粉5～12% ，具体可以是7%，其粒径为18～60纳米；有机载体采用乙烯树脂15～25%，具体可以是20%，其粒径为0.9～1.5微米；DBE溶剂5～15%，具体可以是9.7%，其纯度为99%；氧化物添加剂Fe 0.1～1 % ，具体可以是0.3%，其平均粒径为0.4～1.0微米，具体可以是0.7微米；优选地，其中当使用所述银浆材料印刷形成石墨烯发热片的疏水性银浆涂层，所述石墨烯发热片具有耐折度与防泼水性。

通过采用上述基础技术方案三的整体，利用所述银浆材料实现了在石墨烯发热片的疏水性银浆涂层的应用。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.提供一种耐水洗、耐搓揉的石墨烯发热片，具体可应用于可穿戴设备；

2.制备出一种柔性可水洗功能的石墨烯发热片；

3.石墨烯发热片的制备工艺中仅需要使用到薄膜印刷设备与贴合设备，不需要结合外部电极片的组装设备；

4.克服以往发热片不能耐水洗、耐搓揉的问题，特开发耐水洗、耐搓揉、高延展性的银浆材料。

附图说明

图1绘示本实用新型第一实施例的一种柔性可水洗石墨烯发热片的局部底视示意图；

图2绘示本实用新型第一实施例的石墨烯发热片的局部顶视示意图；

图3绘示本实用新型第一实施例的石墨烯发热片的局部剖切示意图；

图4A与图4B分别绘示本实用新型第一较佳实施例的石墨烯发热片在引出电极侧的一种结合方式的上视与切面示例图；

图5A与图5B分别绘示本实用新型第一较佳实施例的石墨烯发热片在引出电极侧的另一种结合方式在压合时与压合后的切面示例图；

图6绘示本实用新型第二较佳实施例的石墨烯发热片的制备工艺的流程图；

图7A至图7E绘示本实用新型第二较佳实施例的石墨烯发热片的制备工艺中各主要步骤的局部元件横切示意图；

图8绘示本实用新型第四较佳实施例的另一种柔性可水洗石墨烯发热片的局部底视示意图；

图9绘示本实用新型第四实施例的石墨烯发热片的局部剖切示意图；

图10绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的耐折度测试报告；

图11绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的成品防泼水测试报告；

图12绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的洗衣机水洗模拟测试报告；

图13绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的附着力测试报告。

附图标记: 10、绝缘载膜; 11、印刷面; 12、透气孔; 20、疏水性银浆涂层; 21、正电极线; 22、负电极线; 23、第一汇流条; 24、第二汇流条; 25、引出正电极; 26、引出负电极; 27、铆接孔; 30、亲水性石墨烯发热涂层; 31、避让孔; 40、防水涂层; 41、贴合面;50、绝缘覆膜; 60、ACF导电胶; 70、软性电路板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是作为理解本实用新型的发明构思一部分实施例，而不能代表全部的实施例，也不作唯一实施例的解释。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在理解本实用新型的发明构思前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围内。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

为了更方便理解本实用新型的技术方案,以下将本实用新型的石墨烯发热片做进一步详细描述与解释，但不作为本实用新型限定的保护范围。

图1绘示一种柔性可水洗石墨烯发热片的局部底视示意图;图2绘示该石墨烯发热片的局部顶视示意图；图3绘示该石墨烯发热片的局部剖切示意图；参照图1、图2与图3，本实用新型第一实施例提出一种柔性可水洗石墨烯发热片，包括:绝缘载膜10、疏水性银浆涂层20、亲水性石墨烯发热涂层30、防水涂层40和绝缘覆膜50。图4A与图4B分别绘示石墨烯发热片在引出电极侧的一种结合方式的上视与切面示例图；图5A与图5B分别绘示石墨烯发热片在引出电极侧的另一种结合方式在压合时与压合后的切面示例图。

所述绝缘载膜10具有印刷面11;所述绝缘载膜10具体可为PET聚酯薄膜，颜色可为透明、白色或黑色，更具体是透明绝缘载膜，用于观测所述疏水性银浆涂层20的位置是否印刷良好。

所述疏水性银浆涂层20形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上，所述疏水性银浆涂层20包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案，所述正电极图案形成有多个正电极线21与连接所述正电极线21的第一汇流条23，所述负电极图案形成有多个负电极线22与连接所述负电极线22的第二汇流条24，所述正电极线21与所述负电极线22为等距交错排列。所述疏水性银浆涂层20具体是银浆印刷形成的导电线路，经过印刷与固化后成形，具有较优良的导电率与柔软防断裂的韧度。

所述亲水性石墨烯发热涂层30形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上，所述亲水性石墨烯发热涂层30位于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24之间并覆盖所述正电极线21与所述负电极线22之间的薄膜部位。

所述防水涂层40形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上，所述防水涂层40覆盖所述亲水性石墨烯发热涂层30、所述第一汇流条23与所述第二汇流条24，所述防水涂层40具有相对平坦的贴合面41。所述防水涂层40的一种具体材质可以是乙烯树脂。

所述绝缘覆膜50贴合于所述防水涂层40的所述贴合面41。所述绝缘覆膜50的一种具体材质可以是PET聚酯。

具体地，所述石墨烯发热片可以具有耐折度与防泼水性，可参阅图10至图13，耐折度的测试条件如图10所示，耐折度的测试是用来确认成品中所述疏水性银浆涂层20的韧度;防泼水性的测试条件如图11所示，防泼水性的测试是用来确认成品遇水时的电性能，包括确认在泼水时所述疏水性银浆涂层20的电连接性能。更具体地，所述石墨烯发热片还可以具有耐水洗性以及抗油墨脱落的附着力，耐水洗性的测试条件如图12所示，耐水洗性的测试是用来确认成品是否能连同衣物一起放入洗衣机内进行清洗而发热功能不受损;抗油墨脱落的附着力的测试条件如图13所示，附着力的测试是用来确认成品受到撕拉动作后印刷形成的各层油墨是否会产生脱落。

本实施例的实施原理为：利用所述疏水性银浆涂层20与所述亲水性石墨烯发热涂层30印刷形成在所述绝缘载膜10的印刷面11再以所述绝缘覆膜50贴合于所述防水涂层40，所述疏水性银浆涂层20与所述亲水性石墨烯发热涂层30之间在同面印刷的重叠图案中不会因为两者材料互相混合或渗透产生结构与电性能裂化的风险，并且所述防水涂层40提供了相对于已有两个涂层上印刷面11更加平坦的贴合面41，使所述绝缘覆膜50更加密实的贴合，内部整合了正负电极及汇流条的所述石墨烯发热片具有耐折度与防泼水性。

关于所述亲水性石墨烯发热涂层30的一种可实施覆盖形态，在一较佳示例中，所述亲水性石墨烯发热涂层30还覆盖所述正电极线21与所述负电极线22;优选地，相邻的所述正电极线21与所述负电极线22的线路间隙介于0.4～1.2 cm；优选地，所述正电极线21与所述负电极线22的排列方式为直线状交错间隔，所述亲水性石墨烯发热涂层30与所述第一汇流条23之间及与所述第二汇流条24之间各形成有间隙，即所述亲水性石墨烯发热涂层30不直接碰触到所述第一汇流条23与所述第二汇流条24。因此，利用所述亲水性石墨烯发热涂层30还覆盖所述正电极线21与所述负电极线22，能够增加所述亲水性石墨烯发热涂层30与所述正电极线21/所述负电极线22的接触面积，避免发热空接;优选地，利用介于0.4～1.2 cm的相邻的所述正电极线21与所述负电极线22的线路间隙，可以实现低电压小面积模块的发热;优选地，利用直线状交错间隔的所述正电极线21与所述负电极线22，能够准确定义所述亲水性石墨烯发热涂层30的区块电阻值;而利用所述亲水性石墨烯发热涂层30与两侧汇流条的间隙，可以避免由汇流条到相邻电极的短路径电阻发热。

参阅图4A与图4B，关于所述正电极图案与所述负电极图案的一种引出电极结构，在一较佳示例中，所述正电极图案还包括引出正电极25，一体连接至所述第一汇流条23且显露于所述绝缘覆膜50，所述负电极图案还包括引出负电极26，一体连接至所述第二汇流条24且显露于所述绝缘覆膜50。因此，利用所述引出正电极25与所述引出负电极26，实现正负电极在膜片一侧的引出，具有所述亲水性石墨烯发热涂层30的发热区能够完全被密封。

关于所述正电极图案与所述负电极图案的一种引出连接方式，在一较佳示例中，所述引出正电极25与所述引出负电极26具有铆接孔结构;优选地，每一个的所述引出正电极25与所述引出负电极26各具有两个或两个以上的铆接孔27。可通过专用设备和专用模具提前制备所述铆接孔27。因此，利用铆接孔结构的所述引出正电极25与所述引出负电极26，实现一种所述石墨烯发热片的防水性外部电连接;优选地，每一个引出电极开设有两个或两个以上的铆接孔27，可以增加外部电连接的稳固力，具有较佳铆接性，防止一个铆接孔27不良引起需连问题发生，防止因虚联引起发热过程中铆接位置异常发热甚至烧损，复式铆接孔设计可有效规避上述问题，当一个铆接端子出问题时另外一个铆接端子依然可以满足需求。之后可采用转接式焊接方式，通过连接所述铆接孔27并引出到聚酯薄膜外面的导电结构进行焊接作业。

参阅图5A与图5B，关于所述正电极图案与所述负电极图案的另一种引出连接方式，在一较佳示例中，所述引出正电极25与所述引出负电极26以ACF导电胶(异方性导电胶)60连接至软性电路板(FPC)70。ACF导电胶60作为粘结剂，以脉冲热压方式进行工艺粘合，以软性电路板70作为转接用外接材料，在高强度粘合下即形成了可进行焊接加工的耐高温焊接引线。因此，利用ACF导电胶60连接所述引出正电极25与所述引出负电极26至所述软性电路板70，实现另一种所述石墨烯发热片的防水性外部电连接，使得所述石墨烯发热片与其连接的软性电路板都能曲折。此外，ACF导电胶60包含胶合成树脂与等球径的导电粒子，导电粒子的粒径具体约为20±2μm。ACF导电胶60具体可采用3M7303导电胶。

关于成品阻抗值的一种具体实施形态，在一较佳示例中，所述正电极线21与相邻的所述负电极线22的阻抗值介于20～100Ω，具体可以是50±5Ω。因此，利用所述正电极线21与相邻的所述负电极线22的特定阻抗值范围，能够适用于人体贴附的取暖使用。阻抗值的调整主要是基于所述正电极线21与相邻的所述负电极线22的间隙与所述亲水性石墨烯发热涂层30的特性而改变。

关于所述疏水性银浆涂层20的一种可实施使用材料，在一较佳示例中，所述疏水性银浆涂层20使用的银浆材料的组成按重量比包括：球型银粉8～20%，其粒径为2.5～6微米；片状银粉 40～60%，其粒径为3～6微米；纳米银粉5～12%，其粒径为18～60纳米；有机载体采用乙烯树脂15～25%，其粒径为0.9～1.5微米；DBE溶剂5～15%；氧化物添加剂0.1～1%，其平均粒径为0.4～1.0微米。因此，利用所述疏水性银浆涂层20使用的银浆材料的特定组成，实现由所述疏水性银浆涂层20形成的正电极线21与负电极线22具有耐曲折防断裂的特性。

关于各层膜厚的一种具体范围，在一较佳示例中，所述绝缘载膜10的聚酯膜厚度介于0.025～0.1 mm，更优选是0.038～0.05 mm;所述绝缘覆膜50的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜10的聚酯膜厚度，优选是0.025～0.038 mm;所述疏水性银浆涂层20的银浆涂刷厚度介于4～12 μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08～0.4 mm。所述防水涂层40的作用之一是用于修复供所述绝缘覆膜50压贴的表面更加平坦，涂刷厚度介于5～20μm;其二是提高石墨烯发热片的侧边防水性能。因此，利用特定聚酯膜厚度范围、银浆涂刷厚度范围与所述石墨烯发热片的总膜厚范围，使得所述石墨烯发热片具有足够薄的结构,更容易贴附人体或衣物表面，同时能够达到更好的柔软性及兼顾稳定的抗拉扯机械强度。

此外，本实用新型第二实施例另提出一种柔性可水洗石墨烯发热片的制备方法，用以制作第一实施例的石墨烯发热片或具有类似功能的石墨烯发热片，图6绘示该制备工艺的流程图；图7A至图7E绘示制备工艺中各主要步骤中在横切垂直于正负电极线22延伸方向的局部元件横切示意图；所述制备方法包括下列主要步骤S1至主要步骤S5。

步骤S1是关于提供绝缘载膜10;参照图7A，所述绝缘载膜10具有印刷面11，所述绝缘载膜10可区分为发热区、汇流区与周边区，所述发热区位于所述汇流区之间，所述周边区在所述汇流区的周缘;

步骤S2是关于在绝缘载膜10上第一次印刷形成疏水性银浆涂层20;参照图7B，在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上第一次印刷形成疏水性银浆涂层20，所述疏水性银浆涂层20包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案，所述正电极图案形成有多个正电极线21与连接所述正电极线21的第一汇流条23，所述负电极图案形成有多个负电极线22与连接所述负电极线22的第二汇流条24，所述正电极线21与所述负电极线22为等距交错排列;所述疏水性银浆涂层20的所述正电极线21与所述负电极线22的图案具体是位于所述绝缘载膜10的发热区;所述疏水性银浆涂层20的所述第一汇流条23与所述第二汇流条24具体是位于所述绝缘载膜10的汇流区;

步骤S3是关于在绝缘载膜10上第二次印刷形成亲水性石墨烯发热涂层30;参照图7C，在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上第二次印刷形成亲水性石墨烯发热涂层30，所述亲水性石墨烯发热涂层30位于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24之间并覆盖所述正电极线21与所述负电极线22之间的薄膜部位;所述亲水性石墨烯发热涂层30的图案具体是位于所述绝缘载膜10的发热区;

步骤S4是关于在绝缘载膜10上第三次印刷形成防水涂层40;参照图7D，在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上第三次印刷形成防水涂层40，所述防水涂层40覆盖所述亲水性石墨烯发热涂层30、所述第一汇流条23与所述第二汇流条24，所述防水涂层40具有相对平坦的贴合面41;具体地，所述防水涂层40在所述绝缘载膜10的周边区的厚度是大于在所述绝缘载膜10的汇流区与发热区的厚度，以防止水气由所述石墨烯发热片的边缘侵入;

步骤S5是关于在防水涂层40上贴合绝缘覆膜50;参照图7E，在所述绝缘载膜10的所述贴合面41贴合绝缘覆膜50;具体地，制得的所述石墨烯发热片经试验具有耐折度与防泼水性;

具体地，以上主要步骤S1至S5都是实施在一薄膜母片上，将多个对应产品薄膜形状的单元区整合一起，待印刷与贴合工艺完成后再裁切出所需要的单体形状。

本实施例的实施原理为：单面多次印刷分别形成所述疏水性银浆涂层20、所述亲水性石墨烯发热涂层30及所述防水涂层40，并以贴合所述绝缘覆膜50，使得所述疏水性银浆涂层20与所述亲水性石墨烯发热涂层30能够密实无空隙地被夹合封存在所述绝缘载膜10与所述绝缘覆膜50之间，制得的发热片就其包括的所述疏水性银浆涂层20而言具有耐折度与防泼水性;由此能够制备具有耐水洗和耐揉搓效果的石墨烯发热片。

关于步骤S2所述疏水性银浆涂层20的一种可实施的图案化印刷形成方法，在一较佳示例中，其图案的形成可利用以300目斜拉22.5度角的聚酯网，涂膜感光胶厚度85微米，经特制设备微雾喷淋自动显影机制备专用聚酯涂层网板；通过不升台面全自动卷料印刷机印刷技术将银浆按技术要求的网板图形印刷形成制备一种耐水洗、耐搓揉、高延展性的疏水性银浆涂层20;之后，通过新型隧道式短波辐射和热风循环进行双作用固化和老化。

关于主构件的可能厚度尺寸范围，在一较佳示例中，所述亲水性石墨烯发热涂层30还覆盖所述正电极线21与所述负电极线22;优选地，相邻的所述正电极线21与所述负电极线22的线路间隙介于0.4～1.2 cm；优选地，所述绝缘载膜10的聚酯膜厚度介于0.025～0.1 mm，更优选是0.038～0.05 mm;所述绝缘覆膜50的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜10的聚酯膜厚度，优选是0.025～0.038 mm;所述疏水性银浆涂层20的银浆涂刷厚度介于4～12μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08～0.4 mm。

本实用新型第三实施例提出一种银浆材料，其组成按重量比包括：球型银粉8～20%，具体可以是13%，其粒径为2.5～6微米；片状银粉 40～60%，具体可以是50%，其粒径为3～6微米；纳米银粉5～12% ，具体可以是7%，其粒径为18～60纳米；有机载体采用乙烯树脂15～25%，具体可以是20%，其粒径为0.9～1.5微米；DBE溶剂5～15%，具体可以是9.7%，其纯度为99%；氧化物添加剂Fe(铁粉) 0.1～1 % ，具体可以是0.3%，其平均粒径为0.4～1.0微米，具体可以是0.7微米；优选地，其中当使用所述银浆材料印刷形成石墨烯发热片的疏水性银浆涂层20，所述石墨烯发热片具有耐折度与防泼水性。

这种配比比例范围下，球型银粉可以提供优良的导通性和电阻稳定性，片状银粉可以提供优良的延展性，纳米银粉可以有效填充球型银粉和片状银粉之间的结合缝隙，提高银粉致密性和抗搓揉性，同时可以达到通电后稳定的电阻表现和热转化，乙烯树脂和氧化物添加剂的选型和比例也有效的考虑到了银浆的延展性。

本实用新型第四实施例另提出一种柔性可水洗石墨烯发热片，图8绘示该石墨烯发热片的局部底视示意图；图9绘示该石墨烯发热片的局部剖切示意图。参照图8与图9，所述石墨烯发热片包括:绝缘载膜10、疏水性银浆涂层20、亲水性石墨烯发热涂层30、防水涂层40和绝缘覆膜50。

所述绝缘载膜10具有印刷面11。所述疏水性银浆涂层20形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上，所述疏水性银浆涂层20包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案，所述正电极图案形成有多个正电极线21与连接所述正电极线21的第一汇流条23，所述负电极图案形成有多个负电极线22与连接所述负电极线22的第二汇流条24，所述正电极线21与所述负电极线22为等距交错排列。所述疏水性银浆涂层20具体是银浆印刷形成的导电线路，经过印刷与固化后成形，具有较优良的导电率与柔软防断裂的韧度。

所述亲水性石墨烯发热涂层30形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上，所述亲水性石墨烯发热涂层30位于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24之间并覆盖所述正电极线21与所述负电极线22之间的薄膜部位。

所述防水涂层40形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上，所述防水涂层40覆盖所述亲水性石墨烯发热涂层30、所述第一汇流条23与所述第二汇流条24，所述防水涂层40具有相对平坦的贴合面41。所述绝缘覆膜50贴合于所述防水涂层40的所述贴合面41。

为了增加产品的透气性，所述亲水性石墨烯发热涂层30在所述正电极线21与所述负电极线22之间优选地可开设有多个避让孔31，所述绝缘载膜10开设有多个对准所述避让孔31的透气孔12，所述透气孔12具有小于所述避让孔31的尺寸且贯穿至所述绝缘覆膜50。因此，利用所述避让孔31、所述透气孔12、两者位置、所述透气孔12的贯穿形态、以及尺寸关系，使得所述石墨烯发热片具有透气功能，并且所述亲水性石墨烯发热涂层30被完全密封，达到防水效果。

图10绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的耐折度测试报告；使用工具有：a.2.CKg砝码、1mm小棒，能对样品弯折180度;b.电表加上阻抗测试依据样品标示位置量测其阻抗并记录数样;c.用十倍仪检查其线路是否有断裂现象。判定方法包括:1、将mcmbrane出Pin弯折180°，直径1mm小棒放入弯折，用2kg砝码压住Pin端1分钟（来回为1次），先测原始电阻，后每100次进行测量电阻，500次后电阻不得超过原电阻1.5倍；2、用10倍放大化观察弯折是否有透空、断裂。经过试验，实施例提供的石墨烯发热片能通过耐折度测试，试验后电阻未超过原电阻1.5倍、弯折处无透空、断裂。

图11绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的成品防泼水测试报告；实验条件包括：1.测试溶液：常温水;2.溶液用量：100C.C;3.泼水测试时间（分钟）：10→10→10→30→10→10→10分;4. 总测试时间：24小时。实验方法包括: 1.测试发热片平整放于一塑料盒内，将以纸水杯量100ml.温度：25土5℃.从7.62厘米高将水倾倒于产品表面，让水星自由状态往四处流串; 2.在3分钟后把发热片拿起来倾斜让水流掉自塑料盒内取出平置2小时，每一小时通电检测电气功能是否正常，测试其功能正常即为合格。经过试验，实施例提供的石墨烯发热片在断/短路测试情况为无断/短路。

图12绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的洗衣机水洗模拟测试报告；实验条件包括：1.测试方法：洗衣机持续水洗测试100H; 2.洗衣机规格：滚筒时洗衣机/波轮式洗衣机;3.添加材料：洗衣粉/洗衣液。实验方法包括:1.将样品放在测试用洗衣机内，洗衣机开关打到强劲模式，时间设定在100小时;2.洗衣机内模拟正常洗衣流程加入洗衣粉/洗衣液;3.测试过程中不停机进行持续测试直至100H。经过试验，实施例提供的石墨烯发热片1.断/短路测试情况为实验前后无断/短路、2.接触阻抗变化情况为实验前后皆50Ω、3.石墨烯油墨表面在实验前后无脱落。

图13绘示本实用新型实施例提供的石墨烯发热片的附着力测试报告；使用工具：3M600胶带;2.判定方法：将经烘烤过的石墨烯发热片平放于灯桌上，取胶带10cm左右贴于印刷面上，1分钟后以45˚角度将3M600胶带撕起，观察是否有油墨脱落现象。经过试验，实施例提供的石墨烯发热片无油墨脱落。

本具体实施方式的实施例均作为方便理解或实施本实用新型技术方案的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应被涵盖于本实用新型的请求保护范围内。

Claims (10)

1.一种柔性可水洗石墨烯发热片，其特征在于，包括：

绝缘载膜(10)，具有印刷面(11);

疏水性银浆涂层(20)，形成于所述绝缘载膜(10)的所述印刷面(11)上，所述疏水性银浆涂层(20)包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案，所述正电极图案形成有多个正电极线(21)与连接所述正电极线(21)的第一汇流条(23)，所述负电极图案形成有多个负电极线(22)与连接所述负电极线(22)的第二汇流条(24)，所述正电极线(21)与所述负电极线(22)为等距交错排列;

亲水性石墨烯发热涂层(30)，形成于所述绝缘载膜(10)的所述印刷面(11)上，所述亲水性石墨烯发热涂层(30)位于所述第一汇流条(23)与所述第二汇流条(24)之间并覆盖所述正电极线(21)与所述负电极线(22)之间的薄膜部位;

防水涂层(40)，形成于所述绝缘载膜(10)的所述印刷面(11)上，所述防水涂层(40)覆盖所述亲水性石墨烯发热涂层(30)、所述第一汇流条(23)与所述第二汇流条(24)，所述防水涂层(40)具有相对平坦的贴合面(41);及

绝缘覆膜(50)，贴合于所述防水涂层(40)的所述贴合面(41)。

2.根据权利要求1所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述亲水性石墨烯发热涂层(30)还覆盖所述正电极线(21)与所述负电极线(22)。

3.根据权利要求2所述的石墨烯发热片，其特征在于，相邻的所述正电极线(21)与所述负电极线(22)的线路间隙介于0.4～1.2 cm，所述正电极线(21)与所述负电极线(22)的排列方式为直线状交错间隔，所述亲水性石墨烯发热涂层(30)与所述第一汇流条(23)之间及与所述第二汇流条(24)之间各形成有间隙。

4.根据权利要求1所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述正电极图案还包括引出正电极(25)，连接至所述第一汇流条(23)且显露于所述绝缘覆膜(50)，所述负电极图案还包括引出负电极(26)，连接至所述第二汇流条(24)且显露于所述绝缘覆膜(50)。

5.根据权利要求4所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述引出正电极(25)与所述引出负电极(26)具有铆接孔结构;每一个的所述引出正电极(25)与所述引出负电极(26)各具有两个或两个以上的铆接孔(27)。

6.根据权利要求4所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述引出正电极(25)与所述引出负电极(26)以ACF导电胶(60)连接至软性电路板(70)。

7.根据权利要求1所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述亲水性石墨烯发热涂层(30)在所述正电极线(21)与所述负电极线(22)之间开设有多个避让孔(31)，所述绝缘载膜(10)开设有多个对准所述避让孔(31)的透气孔(12)，所述透气孔(12)具有小于所述避让孔(31)的尺寸且贯穿至所述绝缘覆膜(50)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述正电极线(21)与相邻的所述负电极线(22)的阻抗值介于20～100Ω。

9.根据权利要求8所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述绝缘载膜(10)的聚酯膜厚度介于0.025～0.1 mm;所述绝缘覆膜(50)的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜(10)的聚酯膜厚度。

10.根据权利要求9所述的石墨烯发热片，其特征在于，所述绝缘载膜(10)的聚酯膜厚度介于0.038～0.05 mm;所述绝缘覆膜(50)的聚酯膜厚度介于0.025～0.038 mm;所述疏水性银浆涂层(20)的银浆涂刷厚度介于4～12 μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08～0.4 mm。

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