CN220191061U - 一种发热结构及电加热产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发热结构及电加热产品，所述发热结构包括封装体、封装于所述封装体内的发热体，封装体包括封装主体部和封装结合部，封装主体部由具有多层结构的封装材料构成，多层结构至少包括由金属材料构成的阻隔层和位于阻隔层内侧的连接层，封装结合部由封装主体部不同部位的连接层相互结合形成。本实用新型的发热结构同时具有极佳的阻隔水氧的能力、抗机械损伤的能力、阻燃及绝缘性能以及高温下的结构稳定性，可有效延长发热体的使用寿命，使用时的安全性也相对更高。

Description

一种发热结构及电加热产品

技术领域

本实用新型涉及一种发热结构及电加热产品。

背景技术

发热体具有加热效率高、能耗低等优势，已经被应用在各行各业中。在一些高节能要求领域以及需在严苛环境下加热的领域，对发热体的性能要求相对更高，例如锂电池包加热、户外配电柜加热、大坝闸门除冰加热等。为了保证发热体能够长期安全、有效地工作，需要对其进行封装，阻隔水氧。

目前常见的是通过胶黏剂在发热体上下表面粘结塑料膜。塑料膜本身对水氧的阻隔能够能力较差，易导致水氧通过塑料面浸入发热体中，引起发热体功率衰减或损坏。此外，常规的胶黏剂对发热体的粘结强度较差，在高温下易发生分层，使发热体暴露在外。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种发热结构，其具备阻隔水氧的能力、抗机械损伤能力且使用安全性以及结构稳定性更好。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种发热结构，包括封装体、封装于所述封装体内的发热体，所述封装体包括封装主体部和封装结合部，所述封装主体部由具有多层结构的封装材料构成，所述多层结构至少包括由金属材料构成的阻隔层和位于所述阻隔层内侧的连接层，所述封装结合部由所述封装主体部不同部位的连接层相互结合形成。

在一些实施方式中，所述阻隔层由金属箔构成，所述连接层为粘结在或形成在所述金属箔上的高分子膜层，所述高分子膜层由粘结材料构成。构成所述连接层的材料为热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料。具体地，热塑性粘结材料可以是通过涂覆法或流延法直接在金属箔上形成，也可以是通过流延法单独成膜后再与金属箔热压复合形成；热固性粘结材料可以是在金属箔上涂覆液态粘结材料或贴合固态粘结材料经过预粘结后室温固化、高温固化或热压固化后形成；压敏胶粘结材料可以为涂覆烘干或直接贴合在金属箔表面经过压辊复合后形成。

在另一些实施方式中，所述连接层为热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料形成的高分子膜层，所述阻隔层为形成在所述高分子膜层上的金属镀层。具体地，所述金属镀层可以是通过蒸镀法或溅射法形成。

优选地，所述多层结构还包括位于所述阻隔层、所述连接层之间且分别与所述阻隔层、所述连接层连接的中间层。

优选地，所述中间层与所述连接层相粘结，所述发热结构还符合如下条件之一：

(a)所述阻隔层由金属箔构成，所述中间层为粘结在或形成在所述金属箔上的高分子膜层，所述高分子膜层与所述连接层粘结，且所述高分子膜层由改性或未改性聚烯烃薄膜、脂肪族聚醚薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇缩醛薄膜或环氧树脂薄膜构成，或者所述高分子膜层由聚酰亚胺胶黏剂、聚丙烯酸胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚酯胶黏剂、半硫化硅橡胶、环氧胶黏剂或聚烯烃胶黏剂形成；

(b)所述中间层为改性或未改性聚烯烃薄膜、脂肪族聚醚薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇缩醛薄膜、环氧树脂薄膜，或者为聚酰亚胺胶黏剂、聚丙烯酸胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚酯胶黏剂、半硫化硅橡胶、环氧胶黏剂或聚烯烃胶黏剂形成的高分子膜层，所述阻隔层为形成在所述高分子膜层上的金属镀层。

根据一些实施方式，所述金属材料为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金。

根据一些实施方式，构成所述连接层的高分子材料为热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料，所述封装主体部不同部位的连接层的材料相同或不同。

进一步优选地，所述热塑性粘结材料为熔点在60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；所述热固性粘结材料为含交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；所述压敏性粘结材料为有机硅压敏胶或氟改性的疏水性压敏胶。所述改性包括亲金属改性、酸改性等本领域常规进行的改性，可根据实际所需选择具体改性方式或不进行改性。

优选地，所述阻隔层的厚度为0.1～1000μm，进一步优选为10～100μm，再进一步优选为10～50μm，更进一步优选为10～30μm，例如10μm、20μm、30μm。

优选地，所述发热体的厚度为0.1～5000μm，例如0.1μm、0.5μm、1μm、5μm、10μm、50μm、100μm、500μm、1000μm、1500μm、2000μm、2500μm、3000μm、3500μm、4000μm、4500μm、5000μm。

优选地，所述连接层的厚度为0.1～1000μm，进一步优选为10～500μm，再进一步优选为30～100μm，例如30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm。

优选地，所述封装结合部沿着所述发热体的长度方向和/或宽度方向延伸。

根据一些实施方式，所述封装主体部包括分别与所述的发热体的正反两面贴合或粘接的第一封装主体部和第二封装主体部，所述的封装结合部由所述第一封装主体部的连接层与所述第二封装主体部的连接层沿着周向结合在一起形成。

优选地，所述发热结构还包括连接所述第一封装主体部的阻隔层以及第二封装主体部的阻隔层的导电连接件。

优选地，所述发热体具有连通通道，所述连通通道中具有连接体，且所述连接体与所述发热体正反两面对应的封装体的连接层一体连接。

进一步优选地，所述连通通道包括开设于所述发热体上的连通孔和/或发热体上形成的缝隙。

再进一步优选地，所述连通孔为多个，且各孔的孔径分别为0.5～20mm，例如0.5mm、1mm、2mm、2.5mm、5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、15mm、20mm。

具体地，多个连通孔在发热体上的分布没有特别的要求，可以是相互均匀间隔对齐设置的，也可以是错落设置的。在一些实施方式中，连通孔为直孔。

再进一步优选地，所述缝隙为一条或多条，每条缝隙的宽度为0.5～20mm，例如0.5mm、1mm、2mm、2.5mm、5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、15mm、20mm。

再进一步优选地，所述缝隙呈迂回状或平行状设置。

进一步优选地，所述连接体的材料为熔点在60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶。所述连接体的材料与所述连接层的材料相同或不同。

优选地，所述发热结构还包括设置在所述封装体外侧的功能层，所述功能层为一层或多层，选自背胶层、保温层、均温层、阻燃层、绝缘层、缓冲层、耐磨层或防刺穿层。

本实用新型还提供一种发热结构，包括发热体、分别覆盖并粘结于所述发热体正反两面的第一粘结层和第二粘结层、分别覆盖并连接在所述第一粘结层和第二粘结层上的第一金属材料层和第二金属材料层，所述第一粘结层、第二粘结层具有延伸超出所述发热体表面的延伸部，所述第一粘结层的延伸部、第二粘结层的延伸部相互结合形成结合部，以实现所述发热体的封装。

优选地，所述第一粘结层由热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料构成，所述第一金属材料层为形成在所述第一粘结层上的金属镀层，或所述第一金属材料层由金属箔构成。

优选地，所述第二粘结层由热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料构成，所述第二金属材料层为形成在所述第二粘结层上的金属镀层，或所述第二金属材料层由金属箔构成。

具体地，所述热塑性粘结材料可以是通过涂覆法或流延法直接在金属箔上形成，也可以是通过流延法单独成膜后再与金属箔热压复合形成；热固性粘结材料可以是在金属箔上涂覆液态粘结材料或贴合固态粘结材料经过预粘结后室温固化、高温固化或热压固化后形成；压敏胶粘结材料可以为涂覆烘干后或直接贴合在金属箔表面经过辊压复合形成。所述金属镀层可以是通过蒸镀法或溅射法形成的。

优选地，所述第一粘结层和第二粘结层的材料分别为熔点在60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶。所述第一粘结层和第二粘结层的材料相同或不同。所述改性包括亲金属改性、酸改性等本领域常规进行的改性，可根据实际所需选择具体改性方式或不进行改性。

优选地，所述第一金属材料层和第二金属材料层的材料分别为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金，所述第一金属材料层和第二金属材料层的材料相同或不同，所述第一金属材料层和第二金属材料层分别完全覆盖或部分覆盖所述第一粘结层和第二粘结层。

优选地，所述发热结构还包括位于所述第一粘结层和所述第一金属材料层之间的第一中间层，所述第一金属材料层为形成于所述第一中间层上的金属镀层或者与所述第一中间层粘结的金属箔。

优选地，所述发热结构还包括位于所述第二粘结层和所述第二金属材料层之间的第二中间层，所述第二金属材料层为形成于所述第二中间层上的金属镀层或者与所述第二中间层粘结的金属箔。

进一步优选地，所述第一中间层和所述第二中间层分别为改性或未改性的聚烯烃薄膜、脂肪族聚醚薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇缩醛薄膜、环氧树脂薄膜、聚酰亚胺胶黏剂层、聚丙烯酸胶黏剂层、聚氨酯胶黏剂层、聚酯胶黏剂层、半硫化硅橡胶层、环氧胶黏剂层或聚烯烃胶黏剂层。所述第一中间层和所述第二中间层的材料相同或不同，所述第一中间层还与第一粘结层粘结，所述第二中间层还与第二粘结层粘结。

优选地，所述第一粘结层和第二粘结层的厚度分别为0.1～1000μm，进一步优选为10～500μm，再进一步优选为30～100μm，例如30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm，所述第一粘结层和第二粘结层的厚度相同或不同。

优选地，所述发热体的厚度为0.1～5000μm，例如0.1μm、0.5μm、1μm、5μm、10μm、50μm、100μm、500μm、1000μm、1500μm、2000μm、2500μm、3000μm、3500μm、4000μm、4500μm、5000μm。

优选地，所述第一金属材料层和第二金属材料层的厚度分别为0.1～1000μm，进一步优选为10～100μm，再进一步优选为10～50μm，更进一步优选为10～30μm，例如10μm、20μm、30μm，所述第一金属材料层和第二金属材料层的厚度相同或不同。

优选地，所述发热结构还包括设置在所述第一金属材料层和/或所述第二金属材料层外侧的功能层，所述功能层为一层或多层，选自背胶层、保温层、均温层、阻燃层、绝缘层、缓冲层、耐磨层或防刺穿层。

优选地，所述发热结构还包括连接所述第一金属材料层和第二金属材料层的导电连接件。

在一些实施方式下，所述导电连接件贯穿所述第一粘结层和所述第二粘结层的延伸部设置。

在另一些实施方式下，所述导电连接件位于所述第一金属层、第二金属层外部。

优选地，所述发热体具有连通通道，所述连通通道中具有连接体，且所述连接体与所述发热体正反两面对应的第一粘结层、第二粘结层一体连接。

进一步优选地，所述连通通道包括开设于所述发热体上的连通孔和/或发热体上形成的缝隙。

再进一步优选地，所述连通孔的孔径为0.5～20mm，例如0.5mm、1mm、2mm、2.5mm、5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、15mm、20mm。

所述多个连通孔在所述发热体上的分布没有特别的要求，可以是相互均匀间隔对齐设置的，也可以是错落设置的。

再进一步优选地，所述缝隙的宽度为0.5～20mm，例如0.5mm、1mm、2mm、2.5mm、5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、15mm、20mm。

进一步优选地，所述连接体的材料为熔点60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶。所述改性包括亲金属改性、酸改性等本领域常规进行的改性，可根据实际所需选择具体改性方式或不进行改性。

本实用新型中的发热体优选为面状发热体，其可以是现有任意呈面状结构的发热体，没有特殊要求和限制，具体可以是单面或双面包含面状基材或不含面状基材的导电发热膜。

优选地，所述发热体包括导电材料和选择性的基材，所述导电材料是金属丝、蚀刻后的金属箔，或是导电碳膜，所述基材的材质为改性或未改性的、或涂覆有预涂层以增加涂层结合力的聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧树脂、酚醛树脂或硅橡胶。

本实用新型中，所述导电碳膜是指主要以sp2杂化的碳为导电材料的导电薄膜。所述导电碳膜是由石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种的混合物，直接通过CVD沉积所形成的导电薄膜，或与高分子及其他包括相变材料等的助剂通过熔融共混后所成的导电膜，或与高分子溶液、相变材料、流平剂、消泡剂等分散共混并经成膜干燥后形成的导电薄膜，或通过与人工合成纤维或天然纤维打散以“造纸”工艺制备的导电薄膜。所述导电碳膜可自支持独立成膜，也可附着于单面面状基材上或封装于双面面状基材内。

本实用新型还提供包括上述任一种发热结构的电加热产品。

具体地，电加热产品还包括导通部件，例如电极、导线、连接线束等。通过导通部件连接电源向发热体供电。导通部件可部分封装在封装体内部分位于封装体外。导通部件外周可贴附与连接层材料一致的连接材料或其他能够与连接层稳定热熔结合或交联结合的密封绝缘材料。

具体地，所述电加热产品为电热膜(例如工业电热膜)、电地暖、电池包加热装置(例如电池包加热膜/片)、配电箱加热除雾装置、大坝闸门加热除冰装置、飞行器的机翼加热除冰装置(例如飞机的机翼加热除冰装置)、风力发电机等加热除冰装置、家用电器的热风或加热装置。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的发热结构同时具有极佳的阻隔水氧的能力、抗机械损伤的能力、阻燃及绝缘性能以及高温下的结构稳定性，可有效延长发热体的使用寿命，使用时的安全性也相对更高。

附图说明

图1为实施例1的发热结构在热压前的结构分解示意图；

图2为实施例1的发热结构的剖面结构示意图；

图3为实施例2的发热结构在热压前的结构分解示意图；

图4为实施例2的发热结构的剖面结构示意图；

图5为实施例3的发热结构在热压前的结构分解示意图；

图6为实施例3的发热结构的剖面结构示意图；

图7为实施例4的发热结构在热压前的结构分解示意图；

图8为实施例4的发热结构的剖面结构示意图；

其中，1、发热体层；21、第一粘合层；22、第二粘合层；31、第一金属材料层；32、第二金属材料层；41、第一功能层；42、第二功能层；51、第一中间层；52、第二中间层；6、金属铆钉。

具体实施方式

本实用新型提出一种发热结构，该发热结构将发热体完全封装于封装体中，充分避免发热体与外界接触。其中封装体包括封装主体部和封装结合部，封装主体部由具有多层结构的封装材料构成，多层结构至少包括由金属材料构成的阻隔层和位于阻隔层内侧的连接层，封装结合部由封装主体部不同部位的连接层相互结合形成。阻隔层能够有效阻隔水氧并提供抗机械损伤能力，进而延长发热体使用寿命；封装结合部的粘结强度相比胶黏剂和发热体直接粘接的粘结强度更高，从而能够有效降低高温分层风险。

本实用新型中，优选地，构成阻隔层的金属材料为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金。

进一步地，金属箔可以是铝箔、铜箔、不锈钢箔、镍箔、锡箔、镀镍铜箔中的任意一种，优选为铜箔、铝箔。

本实用新型中，优选地，构成连接层的材料为热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料。封装主体部不同部位的连接层的材料可以相同也可不同，能够相互结合形成一体即可。

进一步地，热塑性粘结材料可以是熔点在60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物。热固性粘结材料可以是含交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂。压敏性粘结材料可以是有机硅压敏胶或氟改性的疏水性压敏胶。具体可根据实际所需进行选择。

在一些实施方式中，阻隔层由金属箔构成，所述连接层为粘结在或形成在金属箔上的高分子膜层，高分子膜层由热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料构成。

具体地，热塑性粘结材料可以是通过涂覆法或流延法直接在金属箔上形成，也可以是通过流延法单独成膜后再与金属箔热压复合形成。热固性粘结材料可以是在金属箔上涂覆液态粘结材料或贴合固态粘结材料经过预粘结后室温固化、高温固化或热压固化后形成。压敏胶粘结材料可以为涂覆烘干或直接贴合在金属箔表面经过压辊复合后形成。

在金属箔上形成连接层后，可在连接层表面贴附离型膜，在封装前去除即可。

在另一些实施方式中，封装材料的连接层为热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料形成的高分子膜层，阻隔层为形成在高分子膜层上的金属镀层。具体地，可采用蒸镀或溅射工艺在连接层上形成金属镀层。在连接层上蒸镀或溅射的金属材料可以为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金。金属镀层可以完全覆盖连接层或部分覆盖连接层。

本实用新型中，优选地，控制阻隔层的厚度分别为0.1～1000μm；控制连接层的厚度分别为0.1～1000μm。

本实用新型中，优选地，封装材料的阻隔层和连接层之间还设有分别与阻隔层和连接层连接的中间层。中间层能够提高阻隔层和连接层之间的连接力度。中间层可以是薄膜层也可以是胶黏剂层，能够提高阻隔层和连接层之间的连接力度和绝缘能力即可，没有特别限制和严格要求。

具体地，中间层可以是改性或未改性的聚烯烃薄膜、脂肪族聚醚薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇缩醛薄膜、环氧树脂薄膜、聚酰亚胺胶黏剂层、聚丙烯酸胶黏剂层、聚氨酯胶黏剂层、聚酯胶黏剂层、半硫化硅橡胶层、环氧胶黏剂层或聚烯烃胶黏剂层。

在一些实施方式中，中间层可以是和连接层一同通过共挤流延涂布方式形成在金属箔上。

本实用新型中，优选地，封装结合部由封装主体部不同部位的连接层相互结合形成。

本实用新型中，优选地，封装结合部沿着发热体的长度方向和/或宽度方向延伸。

在一些实施方式中，发热体的四周完全被封装结合部包围。

本实用新型中，优选地，封装主体部包括分别与发热体的正反两面贴合或粘接的第一封装主体部和第二封装主体部，封装结合部由第一封装主体部的连接层与第二封装主体部的连接层沿着周向结合在一起形成。

在一些实施方式中，先将第一封装主体部和第二封装主体部贴附到发热体的正反面，将发热体夹在中间，控制第一封装主体和第二封装主体的外边缘分别超出发热体外边缘一部分，然后采用连续热辊进行热压，第一封装主体部和第二封装主体部的位于发热体四周外围的连接层部分会通过热熔或交联反应一体连接，与发热体的正反两面相对应的连接层部分则分别与发热体紧密贴合或粘结在一起。

在另一些实施方式中，先将第一封装主体部和第二封装主体部贴附到发热体的正反面，将发热体夹在中间，控制第一封装主体和第二封装主体的外边缘分别超出发热体外边缘一部分，然后采用热压方式将第一封装主体部和第二封装主体部的位于发热体四周外围的部分连接层热熔或交联反应结合形成预留一开口的口袋状结构，接着使用真空热压机从预留的开口处抽真空后并热压封口。

进一步地，发热结构还包括连接第一封装主体部的阻隔层以及第二封装主体部的阻隔层的导电连接件，以保证第一封装主体部的阻隔层和第二封装主体部的阻隔层之间不产生感应电流。

在一些实施方式中，导电连接件贯穿封装结合部设置，导电连接件是金属连接件，包括但不限于金属铆钉。金属连接件应当位于封装结合部而不与发热体接触。

在另一些实施方式中，导电连接件位于第一封装主体、第二封装主体部的外部，导电连接件是金属连接件，例如金属导线等。

在本实用新型中，优选地，发热体具有连通通道，连通通道中具有连接体，且连接体与发热体正反两面对应的封装体的连接层一体连接。

具体地，连通通道包括开设于发热体上的连通孔和/或发热体上形成的缝隙。连通孔为多个，且各孔的孔径分别优选为0.5～5mm，缝隙为一条或多条，每条缝隙的宽度优选为0.5～5mm。

具体地，连接体的材质与对应的封装体的连接层的材质可以相同也可以不同，其能够通过化学反应结合或通过热熔方式与对应的封装体的连接层一体连接。优选连接体的材质与对应的封装体的连接层的材质保持一致。

进一步地，连接体的材质可以是为熔点60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶。

在一些实施方式中，连接体是由发热体正反两面对应的封装体的连接层在孔内通过热熔或交联反应的方式结合形成的。

本实用新型中，可采用模切机冲孔或者激光冲孔的方式在发热体上开设连通通道，开设连通通道时注意避开发热体上的电极。

本实用新型中，发热体可以是本领域常规使用的发热体，没有特殊限制和严格要求。具体地，发热体包括导电材料和选择性的基材，所述导电材料是金属丝、蚀刻后的金属箔，或是导电碳膜，所述基材的材质为改性或未改性的、或涂覆有预涂层以增加涂层结合力的聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧树脂、酚醛树脂或硅橡胶等材料。

导电碳膜是由石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种的混合物，直接通过CVD沉积所形成的导电薄膜，或与高分子及其他包括相变材料等的助剂通过熔融共混后所成的导电膜，或与高分子溶液、相变材料、流平剂、消泡剂等分散共混并经成膜干燥后形成的导电薄膜，或通过与人工合成纤维或天然纤维打散以“造纸”工艺制备的导电薄膜。

在一些具体且优选的实施方式下，发热结构包括发热体、分别覆盖并粘结于发热体正反两面的第一粘结层和第二粘结层、分别覆盖并连接在第一粘结层和第二粘结层上的第一金属材料层和第二金属材料层，第一粘结层、第二粘结层具有延伸超出所述发热体表面的延伸部，第一粘结层的延伸部、第二粘结层的延伸部热熔结合形成结合部，以实现发热体的封装。

进一步地，可选择性地在第一粘结层和第一金属材料层之间设置分别与所述第一粘结层和所述第一金属材料层连接的第一中间层；可选择性地在第二粘结层和第二金属材料层之间设置分别与第二粘结层和第二金属材料层连接的第二中间层。

进一步地，可选择性地在第一金属材料层和/或第二金属材料层外侧设置功能层，功能层为一层或多层，可以是背胶层、保温层、导热层、阻燃层、绝缘层、缓冲层、耐磨层或防刺穿层。

进一步地，为了提高粘结强度，可以在发热体上开设连通通道，具体包括开设于发热体上的连通孔和/或发热体上形成的缝隙，连通通道内具有能够与其两端的第一粘结层和第二粘结层分别一体连接的连接体。在一些实施方式中，连接体是由第一粘接层和第二粘结层通过交联反应结合或通过热熔方式结合形成，在热压时，熔融的第一粘接层和第二粘结层材料会进入孔中并连接成一体。

进一步地，为了避免第一金属材料层和第二金属材料层之间产生感应电流，可使用导电连接件将第一金属材料层和第二金属材料层相连。在一些实施方式中，导电连接件可以为贯穿结合部的金属连接件，例如金属铆钉。在另一些实施方式中，导电连接件为从外部连接第一金属材料层和第二金属材料层的金属连接件，例如金属导线，金属导线可通过微焊接工艺分别与第一金属材料层和第二金属材料层的外侧表面相连。

上述发热结构可用于电热膜(例如工业电热膜)、电地暖、电池包加热装置(例如电池包加热膜/片)、配电箱加热除雾装置、大坝闸门加热除冰装置、飞行器的机翼加热除冰装置(例如飞机的机翼加热除冰装置)、风力发电机等加热除冰装置、家用电器的热风或加热装置。

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本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没所获得的所实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中，“上”、“下”等方位性的描述是基于图1的位置关系进行描述的。上述方位词的描述仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。

本实用新型中，发热体的正面是指各图中发热体的上表面，发热体的反面是指各图中发热体的下表面。

以下实施例中使用的化合物均为市售产品，涉及的工艺为本领域常规工艺。

实施例1

本实施例提供一种发热结构，该发热结构包括封装体和封装于封装体内的发热体。如图1和图2所示，该发热结构具体包括发热体层1、覆盖并粘结在发热体层1的正面上的第一粘合层21，覆盖并连接在第一粘合层21上的第一金属材料层31，覆盖并粘结在热体层1的反面上的第二粘合层22，覆盖并连接在第二粘合层22上的第二金属材料层32。

发热体构成发热体层1。发热体为面状发热体，包括聚酰亚胺膜(PI膜)和形成在PI膜上的碳膜，碳膜的材料为石墨、炭黑、碳纳米管、石墨烯混合浆料。面状发热体的厚度约为100μm。面状发热体上开设有多个沿其厚度方向贯穿的连通孔，各孔的孔径约为5mm，相邻两孔之间的距离约为20mm。

第一粘合层21和第一金属材料层31组成上封装体，第二粘合层22和第二金属材料层32组成下封装体，热压连接后构成封装体。

第一金属材料层31和第二金属材料层32分别为铝箔，厚度均为20μm。

第一粘合层21、第二粘合层22分别为流延形成在第一金属材料层31、第二金属材料层32上的亲金属改性聚丙烯薄膜，厚度均为50μm。第一粘合层21、第二粘合层22分别与第一金属材料层31和第二金属材料层32完全重叠。第一粘合层21和第二粘合层22分别具有相对面状发热体向外延伸形成的超出面状发热体表面的延伸部，第一粘合层21和第二粘合层22的四周边缘分别超出面状发热体约10cm。第一粘合层21和第二粘合层22的延伸部热熔结合形成结合部。结合部沿面状发热体的长度和宽度方向延伸而将面状发热体包围。面状发热体的正面与第一粘合层21的未形成结合部的部分贴合粘结在一起，面状发热体的反面与第二粘合层22的未形成结合部的部分贴合粘结在一起，同时每个连通孔内形成分别与第一粘合层21、第二粘合层22相连的连接体，该连接体是由孔的上端开口及附近的第一粘合层21与下端开口及附近的第二粘合层22热熔进入孔中相连形成的。

本实施例中，在结合部所在的区域设置了一个金属铆钉，该金属铆钉贯穿第一金属材料层31、第一粘合层21、第二粘合层22和第三金属材料层32，将两层铝箔相连，避免两层铝箔之间产生感应电流。

实施例2

本实施例提供一种发热结构，如图3和图4所示，该发热结构基本同实施例1，区别仅在于将金属铆钉换成位于第一金属材料层31、第二金属材料层32外部并将第一金属材料层31、第二金属材料层32连接的金属导线；在第一金属材料层31上覆盖并连接第一功能层41以及在第二金属材料层32上覆盖并连接第二功能层42。第一粘合层21、第一金属材料层31和第一功能层41组成上封装体，第二粘合层22、第二金属材料层32和第二功能层42组成下封装体。其中第一功能层41为保温PU棉，第一功能层41和第一金属材料层31之间通过胶黏剂粘接。第二功能层42为3M公司的9495LE 300LSE双面胶带。

实施例3

本实施例提供一种发热结构，如图5和图6所示，该发热结构基本同实施例2，区别仅在于在第一粘合层21和第一金属材料层31之间设置与它们分别相连的第一中间层51，在第二粘合层22和第二金属材料层32之间设置与它们分别相连的第二中间层52。第一粘合层21、第一中间层51、第一金属材料层31和第一功能层41组成上封装体，第二粘合层22、第二中间层52、第二金属材料层32和第二功能层42组成下封装体。

本实施例中，第一中间层51和第二中间层52分别为酸改性聚丙烯膜，厚度均为10μm。

实施例4

本实施例提供一种发热结构，如图7和图8所示，该发热结构基本同实施例3，区别仅在于面状发热体上没有开设连通孔。第一粘合层21的未形成结合部的部分完全与面状发热体的正面贴合粘结在一起，第二粘合层22的未形成结合部的部分完全与面状发热体的反面粘结在一起。

对上述实施例的发热结构分别进行如下测试，测试结果见表1。

表1

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					剥离强度	≥40N/cm	≥40N/cm	≥40N/cm	≥30N/cm
阻燃性	UL94-V0	UL94-V0	UL94-V0	UL94-V0
					双85高温高湿老化1000h	通过	通过	通过	通过

剥离强度测试方法为：用于测试的发热结构样品为长为200mm、宽为25mm的长条形样，在热压前，选定第一粘合层21和第二粘合层22其中一侧宽边为试验侧，提前嵌入1cm的聚四氟乙烯纸，保证试验侧的第一粘合层21和第二粘合层22之间粘合区域超过发热体2cm，其中自边缘向内1cm的区域被四氟乙烯纸占据。热压后去除聚四氟乙烯纸。用剥离试验机分别夹取试验侧部分未粘附的上封装层和下封装层，180°方向以100mm/min的速度剥离，测试剥离强度。

阻燃性测试依据UL94评价方法，实施例2-4进行阻燃性测试时没有设置第一功能层41和第二功能层42。

双85高温高湿老化测试方法为：将本实施例的封装结构置于85℃/85％RH的条件下老化处理1000小时，观察老化后加热膜电阻变化率是否超过10％。如出现分层、复合膜翘起裂纹等现象也判断为不通过。

以上实施例的发热结构具有以下优点：

1.金属材料层可使发热结构具有抗机械损伤的能力，能够有效避免水氧导致的发热体功率衰减和使用寿命缩短。

2.通过第一粘合层21和第二粘合层22热熔结合形成一体结构而将发热体密封封装，提供了极佳的剥离力，使发热结构不易分层，获得很好的结构稳定性，同时有效阻隔了发热体与外界或与金属材料层接触，提高绝缘性，保证发热膜使用安全性。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (29)

1.一种发热结构，其特征在于，包括封装体、封装于所述封装体内的发热体，所述封装体包括封装主体部和封装结合部，所述封装主体部由具有多层结构的封装材料构成，所述多层结构至少包括由金属材料构成的阻隔层和位于所述阻隔层内侧的连接层，所述封装结合部由所述封装主体部不同部位的连接层相互结合形成。

2.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于：所述阻隔层由金属箔构成，所述连接层为粘结在或形成在所述金属箔上的高分子膜层，所述高分子膜层由粘结材料构成；

或者，所述连接层为粘结材料形成的高分子膜层，所述阻隔层为形成在所述高分子膜层上的金属镀层。

3.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于：所述多层结构还包括位于所述阻隔层、所述连接层之间且分别与所述阻隔层、所述连接层连接的中间层。

4.根据权利要求3所述的发热结构，其特征在于：所述中间层与所述连接层相粘结，所述发热结构还符合如下条件之一：

(a)所述阻隔层由金属箔构成，所述中间层为粘结在或形成在所述金属箔上的高分子膜层，所述高分子膜层与所述连接层粘结，且所述高分子膜层由改性或未改性聚烯烃薄膜、脂肪族聚醚薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇缩醛薄膜或环氧树脂薄膜构成，或者所述高分子膜层由聚酰亚胺胶黏剂、聚丙烯酸胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚酯胶黏剂、半硫化硅橡胶、环氧胶黏剂或聚烯烃胶黏剂形成；

(b)所述中间层为改性或未改性聚烯烃薄膜、脂肪族聚醚薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇缩醛薄膜、环氧树脂薄膜，或者为聚酰亚胺胶黏剂、聚丙烯酸胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、聚酯胶黏剂、半硫化硅橡胶、环氧胶黏剂或聚烯烃胶黏剂形成的高分子膜层，所述阻隔层为形成在所述高分子膜层上的金属镀层。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的发热结构，其特征在于：所述金属材料为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金；和/或，构成所述连接层的材料为热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料，所述封装主体部不同部位的连接层的材料相同或不同。

6.根据权利要求5所述的发热结构，其特征在于：所述热塑性粘结材料为熔点在60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；所述热固性粘结材料为含交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；所述压敏性粘结材料为有机硅压敏胶或氟改性的疏水性压敏胶。

7.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的发热结构，其特征在于：所述阻隔层的厚度为0.1～1000μm；和/或所述发热体的厚度为0.1～5000μm；和/或，所述连接层的厚度为0.1～1000μm。

8.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于：所述封装结合部沿着所述发热体的长度方向和/或宽度方向延伸。

9.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于：所述封装主体部包括分别与所述发热体的正反两面贴合或粘接的第一封装主体部和第二封装主体部，所述的封装结合部由所述第一封装主体部的连接层与所述第二封装主体部的连接层沿着周向结合在一起形成。

10.根据权利要求1至4、8至9中任一项权利要求所述的发热结构，其特征在于：所述封装结合部由所述封装主体部不同部位的连接层热熔或化学反应结合形成。

11.根据权利要求9所述的发热结构，其特征在于：所述发热结构还包括连接所述第一封装主体部的阻隔层以及第二封装主体部的阻隔层的导电连接件。

12.根据权利要求1所述的发热结构，其特征在于：所述发热体具有连通通道，所述连通通道中具有连接体，且所述连接体与所述发热体正反两面对应的封装体的连接层一体连接。

13.根据权利要求12所述的发热结构，其特征在于：所述连通通道包括开设于所述发热体上的连通孔和/或发热体上形成的缝隙；和/或，所述连接体的材料为熔点在60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶，所述连接体的材料与所述连接层的材料相同或不同。

14.根据权利要求13所述的发热结构，其特征在于：所述连通孔为多个，且各孔的孔径分别为0.5～20mm；和/或，所述缝隙为一条或多条，每条缝隙的宽度为0.5～20mm。

15.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的发热结构，其特征在于：所述多层结构还包括设置在所述阻隔层外侧的功能层，所述功能层为一层或多层，选自背胶层、保温层、均温层、阻燃层、绝缘层、缓冲层、耐磨层或防刺穿层。

16.一种发热结构，其特征在于：包括发热体、分别覆盖并粘结于所述发热体正反两面的第一粘结层和第二粘结层、分别覆盖并连接在所述第一粘结层和第二粘结层上的第一金属材料层和第二金属材料层，所述第一粘结层、第二粘结层具有延伸超出所述发热体表面的延伸部，所述第一粘结层的延伸部、第二粘结层的延伸部相互结合形成结合部，以实现所述发热体的封装。

17.根据权利要求16所述的发热结构，其特征在于：所述第一粘结层的延伸部、第二粘结层的延伸部热熔结合形成所述结合部。

18.根据权利要求16所述的发热结构，其特征在于：所述第一粘结层由热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料构成，所述第一金属材料层为形成在所述第一粘结层上的金属镀层，或所述第一金属材料层由金属箔构成；和/或，所述第二粘结层由热塑性粘结材料或热固性粘结材料或压敏性粘结材料构成，所述第二金属材料层为形成在所述第二粘结层上的金属镀层，或所述第二金属材料层由金属箔构成。

19.根据权利要求18所述的发热结构，其特征在于：所述第一粘结层和第二粘结层的材料分别为熔点在60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶，所述第一粘结层和第二粘结层的材料相同或不同；和/或，所述第一金属材料层和第二金属材料层的材料分别为铝、铜、镍、锡、铜或它们的合金，所述第一金属材料层和第二金属材料层的材料相同或不同；和/或，所述第一金属材料层和第二金属材料层分别完全覆盖或部分覆盖所述第一粘结层和第二粘结层。

20.根据权利要求16所述的发热结构，其特征在于：所述发热结构还包括位于所述第一粘结层和所述第一金属材料层之间的第一中间层，所述第一金属材料层为形成于所述第一中间层上的金属镀层或者与所述第一中间层粘结的金属箔，所述发热结构还包括位于所述第二粘结层和所述第二金属材料层之间的第二中间层，所述第二金属材料层为形成于所述第二中间层上的金属镀层或者与所述第二中间层粘结的金属箔，所述第一中间层和所述第二中间层分别为改性或未改性的聚烯烃薄膜、脂肪族聚醚薄膜、聚氨酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚乙烯醇缩醛薄膜、环氧树脂薄膜、聚酰亚胺胶黏剂层、聚丙烯酸胶黏剂层、聚氨酯胶黏剂层、聚酯胶黏剂层、半硫化硅橡胶层、环氧胶黏剂层或聚烯烃胶黏剂层，所述第一中间层和所述第二中间层的材料相同或不同，所述第一中间层还与第一粘结层粘结，所述第二中间层还与第二粘结层粘结。

21.根据权利要求16所述的发热结构，其特征在于：所述第一粘结层和第二粘结层的厚度分别为0.1～1000μm，所述第一粘结层和第二粘结层的厚度相同或不同；和/或，所述发热体为面状发热体，和/或，所述发热体的厚度为0.1～5000μm；和/或，所述第一金属材料层和第二金属材料层的厚度分别为0.1～1000μm，所述第一金属材料层和第二金属材料层的厚度相同或不同；和/或，所述发热结构还包括设置在所述第一金属材料层和/或所述第二金属材料层外侧的功能层，所述功能层为一层或多层，选自背胶层、保温层、均温层、阻燃层、绝缘层、缓冲层、耐磨层或防刺穿层。

22.根据权利要求16所述的发热结构，其特征在于：所述发热结构还包括连接所述第一金属材料层和第二金属材料层的导电连接件。

23.根据权利要求22所述的发热结构，其特征在于：所述导电连接件贯穿所述第一粘结层和所述第二粘结层的延伸部设置，或位于所述第一金属材料层、第二金属材料层外部。

24.根据权利要求16所述的发热结构，其特征在于：所述发热体具有连通通道，所述连通通道中具有连接体，且所述连接体与所述发热体正反两面对应的第一粘结层、第二粘结层一体连接。

25.根据权利要求24所述的发热结构，其特征在于：所述连通通道包括开设于所述发热体上的连通孔和/或发热体上形成的缝隙；和/或，所述连接体的材料为熔点60～300℃的改性或未改性的聚烯烃、聚酰胺、纤维素、聚醚、聚酯或芳杂环聚合物；或为加入交联剂的改性或未改性的聚烯烃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂或天然及合成橡胶类树脂；或为有机硅压敏胶或氟改性的疏水型压敏胶。

26.根据权利要求25所述的发热结构，其特征在于：所述连通孔为多个，且各孔的孔径分别为0.5～20mm；和/或，所述缝隙为一条或多条，每条缝隙的宽度为0.5～20mm。

27.根据权利要求1或16所述的发热结构，其特征在于：所述发热体包括导电材料和选择性的基材，所述导电材料是金属丝、蚀刻后的金属箔，或是导电碳膜，所述基材的材质为改性或未改性的、或涂覆有预涂层以增加涂层结合力的聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛树脂或硅橡胶。

28.一种电加热产品，其特征在于：包括如权利要求1-27中任一项所述的发热结构。

29.根据权利要求28所述的电加热产品，其特征在于：所述电加热产品为电热膜、电地暖、电池包加热装置、配电箱加热除雾装置、大坝闸门加热除冰装置、飞行器的机翼加热除冰装置、风力发电机加热除冰装置、家用电器的热风或加热装置。