TWI729922B

TWI729922B - 高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料、其製作方法、以及高發熱安定型可拉伸性電熱元件

Info

Publication number: TWI729922B
Application number: TW109128945A
Authority: TW
Inventors: 李文亞; 賴泊儒
Original assignee: 國立臺北科技大學
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2021-06-01
Also published as: TW202208719A

Abstract

本發明係關於一種可撓曲與拉伸的發熱裝置及其製備方法。本發明之發熱裝置包含有至少一基材，每一基材是由至少一可撓曲與拉伸的紡織纖維基材所組成且表面具有數個孔隙，基材是由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS，Styrene-Butadiene-Styrene)共聚物靜電紡絲與一般布料的複合材料，基材上沉積銀絲並還原銀顆粒，此銀絲和銀顆粒填充於基材纖維的孔隙內。

Description

高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料、其製作方法、以及高發熱安定型可拉伸性電熱元件

本發明係有關一種電熱材料，特別是指一種可撓曲與拉伸的高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料及其製備方法。

隨著台灣人口邁入高齡化社會對輕便可攜帶式之穿戴式發熱電子設備需求增加，為了符合人類日常活動的設計，具有可隨電子設備殼體或空間需求而彎曲延展設計的可撓性和可拉伸的發熱裝置因應而生。本可撓性發熱裝置即為滿足此一需求而產生的發熱裝置，但目前可撓性發熱裝置主要是利用奈米碳管或石墨來製作，而其製程及價格往往過於複雜且昂貴；並且存在拉伸下溫度會驟降等問題。

有鑑於現有技術之缺失，本發明提出一種嶄新的可撓曲與拉伸的發熱裝置及其製備方法，以有效克服上述之該等問題。

因而，本發明之主要目的在提供一種複合電熱材料及其製備方法，且該複合電熱材料所具有的可拉伸性與撓曲性能運用到各式穿戴電子元件上。

本發明之又一目的在提供一種可撓曲與拉伸的複合電熱材料及其製備方法，該複合電熱材料未使用奈米碳管或石墨等高單價材料，整體成本較低，且製程較為簡單，亦無使用奈米碳管的毒性疑慮。

本發明之再一目的在提供一種可撓曲與拉伸的複合電熱材料及其製備方法，其係利用靜電紡絲法方式所製作出的基材來承載奈米導電線及奈米導電顆粒，不僅可以使複合電熱材料具有拉伸性，同時能提供較大的比表面積，增加奈米導電線及奈米導電顆粒的密度。

為達上述目的，本發明提供一種高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料，其同時具備快速熱響應時間、彎曲加熱穩定性、及拉伸發熱安定性，並且包括：一基材，其為撓性纖維材料所構成；複數條奈米導電線，其均勻分散於該基材上；以及複數個奈米導電顆粒，其均勻分散於基材上；其中該基材相對於該些奈米導電線的重量比係介於10：1至1：1之間；該基材相對於該些奈米導電顆粒的重量比係介於1：1至1：5之間；各該奈米導電線的截面直徑為55~75nm、長度為20~40μm。

根據本發明之一實施例，該基材是利用靜電紡絲所製成的奈米級高分子纖維所構成，且該奈米導電線之直徑為該奈米級高分子纖維之直徑的1.0%至10.0%。

另外，本發明還可以提供一種高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料之製作方法，其係包含有以下步驟：提供一基材，該基材為撓性纖維材料所構成；將奈米導電線分散液塗佈於該基材上並乾燥，使該奈米導電線均勻附著於該基材，形成一導電網結構；以奈米導電顆粒前驅物溶液浸潤於該導電網結構，使該奈米導電顆粒前驅物溶液均勻沾附於該基材與該奈米導電線之表面；以及以還原劑浸潤於該導電網結構，使該奈米導電顆粒前驅物溶液與該還原劑接觸發生還原反應，進而形成奈米導電顆粒並沉積於該基材與該奈米導電線之表面。

此外，本發明還能提供一種高發熱安定型可拉伸性電熱元件，其係包含有前述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料、設置於該高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料下方的纖維布、以及設置於該高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料兩端的電極線。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

10:發熱裝置

12:基材

14:奈米導電線

16:奈米導電顆粒

18:纖維布

20:電極線

圖1為顯示本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料的剖面結構示意圖。

圖2為顯示本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料的製作步驟流程圖。

圖3為顯示本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料在拉伸狀態時的剖面結構示意圖。

圖4為顯示本發明之高發熱安定型可拉伸性電熱元件的剖面結構示意圖

圖5為顯示在施加偏壓與溫度變化分析中，可拉伸性複合電熱材料A1、C2的施加偏壓與溫度關係比較圖。

圖6為顯示在拉伸量與溫度變化分析中，可拉伸性複合電熱材料A11、C2的的拉伸量與溫度關係比較圖。

圖7為顯示在熱穩定性分析中，可拉伸性複合電熱材料A1、C2的溫度變化比較圖。

圖8(a)為顯示在熱響應分析中，可拉伸性複合電熱材料A1、C2的溫度變化響應關係比較圖。

圖8(b)為顯示在熱響應分析中，可拉伸性複合電熱材料A1、C2的局部溫度變化圖。

圖9為顯示在彎曲加熱穩定性分析，可拉伸性複合電熱材料A1的電阻變化關係比較圖。

為了使本發明的目的、技術特徵及優點，能更為相關技術領域人員所瞭解，並得以實施本發明，在此配合所附的圖式、具體闡明本發明的技術特徵與實施方式，並列舉較佳實施例進步說明。以下文中所對照的圖式，為表達與本發明特徵有關的示意，並未亦不需要依據實際情形完整繪製。

本文所用單數形式「一」、「一個」及「該」亦包含複數形式，除非上下文清楚地指示其他情況。再者應瞭解，當用於此說明書時，術語「包括」及/或「包含」指定存在所述特徵、元件及/或單元，但是不排除存在或附加一或多個其他特徵、元件及/或單元，合先敘明。又，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚呈現，以下實施例所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等，僅是參考附加圖示的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。

再者，熟悉此項技術之業者亦當明瞭：所列舉之實施例與所附之圖式僅提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制者；能夠基於該等記載而容易實施之修飾或變更而完成之發明，亦皆視為不脫離本發明之精神與意旨的範圍內，當然該等發明亦均包括在本發明之申請專利範圍內。

首先，請參閱圖1，其係本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料的剖面結構示意圖。如圖1所示，本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料10主要包含有一基材12與奈米導電線14與奈米導電顆粒16。基材12是撓性纖維材料所構成，奈米導電線14與奈米導電顆粒16則是均勻分散在基材12表面及孔隙之間。

根據本發明的技術思想，該基材12相對於該奈米導電線14的重量比係介於1：0.1至1：1.0之間；較佳為在1：0.4至1：1之間；更佳為在1：0.7至1：1之間；最佳為在1：0.8至1：1之間。另外，該基材12相對於該奈米導電顆粒16的重量比係介於1：1至1：5之間；較佳為在1：2至1：5之間；更佳為在1：3至1：5之間；最佳為在1：4至1：5之間。

接著，配合圖2說明本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料的製作方法，包含有以下步驟：

步驟S1：提供一基材12。

步驟S2：將奈米導電線分散液塗佈於該基材上並乾燥，使奈米導電線14均勻附著於該基材，形成一導電網結構。

步驟S3：以奈米導電顆粒前驅物溶液浸潤於該導電網結構，使該奈米導電顆粒前驅物溶液均勻沾附於該基材與該奈米導電線之表面。

步驟S4：以還原劑浸潤該導電網結構，使該奈米導電顆粒前驅物溶液與該還原劑接觸發生還原反應，進而形成奈米導電顆粒16並附著於該基材12與該奈米導電線14之表面。

在步驟S1中，基材12較佳是利用靜電紡絲所製成的奈米級高分子纖維所構成，纖維之間互相纏繞堆疊形成具有孔隙的網狀結構。該奈米級高分子纖維的材質係選自熱塑性聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚醯亞胺(PI)、聚氨酯(PU)、聚醯胺(PA)、及其組合中之任一種；較佳為選自熱塑性聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚醯亞胺(PI)、及其組合中之任一種；更佳為選自熱塑性聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、及其組合中之任一種；最佳為選自熱塑性聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或聚丙烯腈(PAN)。

更者，在進行靜電紡絲時，並未對該奈米級高分子纖維施加應力，而未使基材12產生拉伸形變。

根據本發明的技術思想，基材12的厚度為在20~60μm之間；較佳係介於30~60μm之間；更佳是介於40~60μm之間；最佳是介於50~60μm之間；又，構成該基材12之奈米級高分子纖維的直徑係介於1~4μm之間；較佳係介於1~3μm之間；最佳是介於1~2μm之間。

接著，在步驟S2中，上述奈米導電線14為奈米銀線，其直徑為在55~75nm之間，長度為在20~40μm之間，並且均勻分散在分散劑中；然後使用浸沾塗佈方式，將奈米導電線分散液塗佈在基材12的表面與孔隙之間；再進行乾燥，將分散劑移除，而奈米導電線14均勻附著於該基材12的表面與孔隙之間，形成該導電網結構。

承上，構成該基材12的該奈米級高分子纖維與該奈米導電線14的直徑比值並未特別加以限制，該奈米導電線14之直徑一般為奈米級高分子纖維之直徑的1%至10%之間；較佳為在1.0%至7.1%之間；更佳為在1.0%至5.2%之間；最佳為在1.0%至3.0%之間。

另外，在本發明之實施例中是使用奈米銀線作為奈米導電線14，但並不限於此；舉例來說，該奈米導電線14的材質可以選自金、銀、銅、鐵、鋁、或前述導電材質之混合物、合金或氧化物；較佳為選自金、銀、銅、鐵、或前述導電材質之混合物、合金或氧化物；最佳為選自金、銀、銅、或前述導電材質之混合物、合金或氧化物。

在步驟S3中，是利用滴定塗裝法和超音波震盪將奈米導電顆粒前驅物溶液均勻浸沾基材12內部與奈米導電線14上；奈米導電顆粒16可以是金、銀、銅、鐵、鋁、或前述導電材料之混合物、合金或氧化物，並可選擇相應的前驅物；舉例來說，在本發明之實施例中是選用奈米銀作為奈米導電顆粒16，並選用三氟醋酸銀作為前驅物。

在步驟S4中，同樣利用滴定塗裝法和超音波震盪將還原劑均勻浸沾基材12內部與奈米導電線14上並靜置，等待其完成還原化學反應，即形成奈米導電顆粒16，最後利用真空乾燥將溶劑移除，即可獲得本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料。

根據本發明的技術思想，該還原劑包含有聯氨、硼氫化鈉、乙醇、抗壞血酸、次亞磷酸鈉、檸檬酸三鈉中之至少一種成分；較佳為包含有聯氨、硼氫化鈉、乙醇、抗壞血酸、次亞磷酸鈉中之至少一種成分；更佳為包含有聯氨、硼氫化鈉、乙醇、抗壞血酸中之至少一種成分；最佳為包含有有聯氨、硼氫化鈉、乙醇中之至少一種成分。

接著，請參閱圖3，其為顯示本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料在拉伸狀態下的示意圖，由於基材12是以靜電紡絲法所製得，具有良好的拉伸性，並同時能提供較大的比表面在，能夠提高奈米導電線14及奈米導電顆粒16的分散密度，因此拉伸狀態下，仍有許多奈米導電線14和奈米導電顆粒16導通，使得高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料的溫度不會大幅下降。

請參閱圖4，其為顯示本發明之高發熱安定型可拉伸性電熱元件的剖面示意圖。在實務應用方面，由於靜電紡絲所得的基材12結構較為脆弱，因此可以再進一步設置一纖維布18在基材12的下方增加支撐力，另外在基材12的兩端分別設置電極線20，該些電極線20能夠與外部電路電性連接，使高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料10發熱。

纖維布18的拉伸率需配合高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料10，一般為小於50%，最較佳為小於40%，最佳為小於10%。而纖維布18的材質並未特別加以限定，可以選自棉(Cotton)、麻(Linen)、動物毛(Wool)、絲(Silk)、縲縈(Rayon)、聚乙烯(Polyethylene)、聚丙烯(Polypropylene)、聚醯胺(Polyamide)、聚酯(Polyester)、醋酸(Acetate)中之至少一種。

接著，以下以具體實施例來說明本發明。

在以下的實施方式中，本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料是以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)為基材的型態來進行陳述說明，並進行相關檢測驗證，但並不因此侷限本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料僅可使用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)為基材，於此先澄明。

《製備例1》(製備基材12)

將0.5g的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物溶於2.3g的四氫呋喃與二甲基色胺混合液中(四氫呋喃與二甲基色胺比值為1：3)中，在室溫環境中攪拌至完全溶解，獲得聚合物溶液。將聚合物溶液置於電場環境中進行靜電紡絲(電壓：10~20kV、流速：2.5~4.0mL/hr、紡絲距離：15~25cm)，經反覆交錯、交織後獲得厚度為200μm的奈米級高分子纖維布，纖維直徑為在1.0~5.0nm之間。

《比較例1》(製備純奈米銀絲可拉伸性複合電熱材料)

首先，取用由前述製備例1所得之奈米級高分子纖維布作為基材(尺寸：15cm x 5cm)；接著將0.1g之奈米銀線(長徑比0.25~0.75)分散於10.0ml的水中，獲得奈米銀線分散液，然後再以浸沾塗佈的方式使奈米銀線分散液充分浸潤於基材中。塗佈完畢後將基材放入烘箱中以80℃進行乾燥，待其完全乾燥後取出，獲得可拉伸性複合電熱材料C1。

《比較例2》(製備純奈米銀粒可拉伸性複合電熱材料)

首先，取用由前述製備例1所得之奈米級高分子纖維布作為基材(尺寸：15cm x 5cm)。

接著，將重量百分濃度為0.176wt%的三氟醋酸銀水溶液以滴定塗裝法(drop coating)塗佈於該基材表面，使三氟醋酸銀水溶液充分浸潤於基材中，然後同樣再以滴定塗裝法將還原劑塗佈於該基材表面，該還原劑為由聯氨、去離子水與乙醇所構成；該還原劑與三氟醋酸銀接觸後發生還原反應，進而在基材的表面及孔隙中生成奈米銀顆粒。利用掃描電子顯微鏡電子顯微鏡可確認奈米銀粒子已均勻附著在奈米級高分子纖維與奈米銀線的表面上，該些奈米銀顆粒的總重量約為1.6g，且粒徑分布為在50~300nm之間。

最後利用真空乾燥法移除溶劑，獲得可拉伸性複合電熱材料C2。

《實施例1》(製備高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料)

首先，取用由前述製備例1所得之奈米級高分子纖維布作為基材(尺寸：15cm x 5cm)；接著將0.1g之奈米銀線(長徑比350~750)分散於10.0ml的水中，獲得奈米銀線分散液，然後再以浸沾塗佈的方式使奈米銀線分散液充分浸潤於基材中。塗佈完畢後將基材放入烘箱中以80℃進行乾燥，待其完全乾燥後取出。

接著，將重量百分濃度為0.176wt%的三氟醋酸銀水溶液以滴定塗裝法(drop coating)塗佈於該基材表面，使三氟醋酸銀水溶液充分浸潤於基材與奈米銀線所構成的導電網結構中，然後同樣再以滴定塗裝法將還原劑塗佈於該基材表面，該還原劑為由聯氨、去離子水與乙醇所構成；該還原劑與三氟醋酸銀接觸後發生還原反應，進而在該導電網結構的表面及孔隙中生成奈米銀顆粒，利用掃描電子顯微鏡電子顯微鏡可確認奈米銀粒子已均勻分布在奈米級高分子纖維與奈米銀線的表面上，該些奈米銀顆粒的總重量約為1.6g，且粒徑分布為在50~300nm之間。

最後利用真空乾燥法移除溶劑，獲得可拉伸性複合電熱材料A1。

《施加偏壓與溫度變化分析》

在前述可拉伸性複合電熱材料C1、可拉伸性複合電熱材料C2、及可拉伸性複合電熱材料A1的兩端分別設置電極線，並且施加偏壓，從0.2V開始每隔1分鐘提高偏壓0.2V，同時量測可拉伸性複合電熱材料的溫度，確認溫度上升值；將施加偏壓後所導致的溫度上升值計錄於表1中並繪製成圖5。

由表1及圖5之結果可知，在依序將施加偏壓提升至0.2V、0.4V、0.6V、0.8V、1.0V的情況下，可拉伸性複合電熱材料A1的溫度上升值依序為1℃、4℃、7℃、15℃、22℃，可拉伸性複合電熱材料C1的溫度沒有變化，可拉伸性複合電熱材料C2的溫度上升值依序為1℃、5℃、12℃、23℃、35℃。可拉伸性複合電熱材料C2雖然在相同偏壓下溫度較高，但是由圖5可知本發明之可拉伸性複合電熱材料A1相較於可拉伸性複合電熱材料C2的溫度變化穩定。故可得知本發明之可拉伸性複合電熱材料使用奈米銀顆粒與奈米銀絲，能夠比只含有奈米銀顆粒的可拉伸性複合電熱材料更能夠穩定提供熱源。

《拉伸量與溫度變化分析》

在前述可拉伸性複合電熱材料C1、可拉伸性複合電熱材料C2、及可拉伸性複合電熱材料A1的兩端分別設置電極線，並且施加固定偏壓0.8V，然後每隔3分鐘依序拉伸0%、10%、20%、30%、40%，在施加偏壓且拉伸時，量測可拉伸性複合電熱材料的瞬時溫度，確認溫度上升值；每隔3分鐘將不同拉伸量所導致的溫度上升值計錄於表2中並繪製成圖6。

請參閱上述表2及圖6。由圖6中可知，在施加0.8V偏壓且拉伸量分別為0%、10%、20%、30%、40%的情況下，可拉伸性複合電熱材料A1的的溫度上升值分別為16℃、16℃、14℃、13℃、12℃，可拉伸性複合電熱材料C1的溫度沒有變化，可拉伸性複合電熱材料C2的溫度上升值分別為13℃、8℃、3℃、2℃、3℃，由圖5與上述數據可知可拉伸性複合電熱材料A1相較於可拉伸性複合電熱材料C2的溫度變化更大並且穩定，故可得知本發明之可拉伸性複合電熱材料使用奈米銀顆粒與奈米銀絲，在拉伸過程中仍能保持穩定的導電網，降低拉伸所產生的接觸電阻。

《熱穩定性分析》

在前述可拉伸性複合電熱材料C2、及可拉伸性複合電熱材料A1的兩端分別設置電極線，並且施加固定偏壓0.8V，每隔60秒量測一次溫度直到3600秒，並將結果繪製成圖7，比較兩者的加熱穩定性。

由圖7可知，本發明之可拉伸性複合電熱材料A1在室溫下施加0.8V偏壓持續3600秒的情況下，可拉伸性複合電熱材料A1的平均溫度為42.5℃、偏差值為1.04℃，可拉伸性複合電熱材料C2的平均溫度為45.5℃、偏差值為2.4℃，顯示本發明之可拉伸性複合電熱材料更能保持溫度穩定。如此可證明，本發明之可拉伸性複合電熱材料具有長時間加熱穩定性。

《熱響應分析》

在前述可拉伸性複合電熱材料C2、及可拉伸性複合電熱材料A1的兩端分別設置電極線，並且施加固定偏壓0.8V持續60秒後，接著停止施加偏壓，經過60秒後再度施加固定偏壓0.8V，藉以模擬加熱開關，共反覆循環9次，藉以確認多次開關的加熱穩定性及熱響應時間。

請一併參閱圖8(a)與圖8(b)，圖8(a)係可拉伸性複合電熱材料C2、及可拉伸性複合電熱材料A1施加偏壓與未施加偏壓的溫度變化響應關係比較圖。由圖8(a)可知本發明之可拉伸性複合電熱材料A1在多次開關的情況下能保持相同的開關溫度，反觀可拉伸性複合電熱材料C2每次開關時的溫度皆有明顯差異，無法維持穩定的開關溫度；如此可證明，本發明之可拉伸性複合電熱材料具有在多次開關下保持加熱穩定性之優勢。圖8(b)是圖8(a)的細部放大圖，取至圖8(a)450秒至510秒處，由圖8(b)可知可拉伸性複合電熱材料A1在施加0.8V偏壓後10秒內即達到44℃並維持穩定，可拉伸性複合電熱材料C2雖可快速升溫，但溫度起伏變化大，無法維持穩定，如此可證明，本發明之可拉伸性複合電熱材料不但具有快速熱響應時間，更具有加熱穩定性佳之優勢。

《彎曲加熱穩定性分析》

在前述可拉伸性複合電熱材料A1的兩端分別設置電極線，並且在施加固定偏壓0.8V的情況下，進行800次彎曲與舒張循環，然後比較彎曲前後的電阻值。

請參閱圖9，其係可拉伸性複合電熱材料A1彎曲與電阻變化比較圖。由圖9中可知，在0.8V偏壓下，經過800次彎曲與舒張循環後，可拉伸性複合電熱材料A1的電阻只增加1.0Ω，；如此可證明，本發明之可拉伸性複合電熱材料具有優異的彎曲加熱穩定性。

綜上所述，本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料是利用靜電紡絲法方式所製作出承載奈米導電線和奈米導電顆粒的基材，不僅具有優異的拉伸性，同時能更提供較大的比表面積，增加奈米導電線和奈米導電顆粒的密度。更者，本發明之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料更可應用於具有拉伸性與撓曲性的加熱元件。另一方面，本發明所教導的高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料並未使用奈米碳管或石墨等高單價材料，使整體成本較低或製程較為簡單。

綜上所述，本發明之內容已以如上之實施例舉例說明了，然而本發明並非僅限定於此等實施方式而已。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可再進行各種之更動與修飾；例如，將前述實施例中所例示之各技術內容加以組合或變更而成為新的實施方式，此等實施方式亦當然視為本發明所屬內容之一。因此，本案所欲保護之範圍亦包括後述之申請專利範圍及其所界定之範圍。

10:發熱裝置

12:基材

14:奈米導電線

16:奈米導電顆粒

Claims

一種高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料，其同時具備快速熱響應時間、彎曲加熱穩定性、及拉伸發熱安定性，並且包括：一基材，其為撓性纖維材料所構成；複數條奈米導電線，其均勻分散於該基材上；以及複數個奈米導電顆粒，其均勻分散於基材上；其中該高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料不包含有奈米碳管或石墨；該基材相對於該些奈米導電線的重量比係介於1：0.1至1：1之間；該基材相對於該些奈米導電顆粒的重量比係介於1：1至1：5之間；各該奈米導電線的截面直徑為55~75nm、長度為20~40μm；各該奈米導電顆粒的粒徑大小為50~300nm；該複合電熱材料在施加0.8V偏壓下達到44℃的時間為小於10秒內；在室溫下施加0.8V偏壓3600秒能保持溫度穩定，平均溫度42.5℃，偏差1.04℃。
如請求項1所述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料，其中該基材是利用靜電紡絲所製成的奈米級高分子纖維所構成，且該奈米導電線之直徑為該奈米級高分子纖維之直徑的1.0%至10.0%。
如請求項2所述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料，其中該奈米級高分子纖維的材質係選自熱塑性聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚醯亞胺(PI)、聚氨酯(PU)、聚醯胺(PA)、及其組合中之任一種。
如請求項1所述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料，其中該奈米導電線為選自金、銀、銅、鐵、鋁或前述導電材料之混合物、合金或氧化物。
如申請專利範圍第1項所述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料，其中該奈米導電顆粒為金、銀、銅、鐵、鋁、或前述導電材料之混合物、合金或氧化物。
一種高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料之製作方法，其係包含有以下步驟：(a)提供一基材，該基材為撓性纖維材料所構成；(b)將奈米導電線分散液塗佈於該基材上並乾燥，使該奈米導電線均勻附著於該基材，形成一導電網結構；(c)以奈米導電顆粒前驅物溶液浸潤於該導電網結構，使該奈米導電顆粒前驅物溶液均勻沾附於該基材與該奈米導電線之表面；以及(d)以還原劑浸潤於該導電網結構，使該奈米導電顆粒前驅物溶液與該還原劑接觸發生還原反應，進而形成奈米導電顆粒並沉積於該基材與該奈米導電線之表面；其中該基材相對於該些奈米導電線的重量比係介於1：0.1至1：1之間；該基材相對於該些奈米導電顆粒的重量比係介於1：1至1：5之間；各該奈米導電線的截面直徑為55~75nm、長度為20~40μm；以及各該奈米導電顆粒的粒徑大小為50~300nm。
如請求項6所述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料之製作方法，其中該基材是利用靜電紡絲所製成的奈米級高分子纖維所構成，且該奈米導電線之直徑為該奈米級高分子纖維之直徑的1.0%至10.0%。
如請求項6所述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料之製作方法，其中該還原劑包含有聯氨、硼氫化鈉、乙醇、抗壞血酸、次亞磷酸鈉、檸檬酸三鈉中之至少一種成分。
一種高發熱安定型可拉伸性電熱元件，其係包含有如請求項1至5中任一項所述之高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料、設置於該高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料下方的纖維布、以及設置於該高發熱安定型可拉伸性複合電熱材料兩端的電極線。
如請求項9所述之高發熱安定型可拉伸性電熱元件，其中該纖維布的材質維選自棉(Cotton)、麻(Linen)、動物毛(Wool)、絲(Silk)、縲縈(Rayon)、聚乙烯(Polyethylene)、聚丙烯(Polypropylene)、聚醯胺(Polyamide)、聚酯(Polyester)、醋酸(Acetate)中之至少一種。