[发明专利]一种柔性电热纸及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种柔性电热纸及其制备方法与应用。该柔性电热纸的制备方法包括如下步骤：(1)将不锈钢纤维浸渍于氢氧化钠溶液中进行预处理，处理完成后加水清洗并烘干，得到预处理后的不锈钢纤维；然后将预处理后的不锈钢纤维与未打浆的漂白阔叶木浆混合分散均匀后抄成湿纸页，得到电热材料的中间层；(2)对漂白阔叶木浆进行疏解和打浆，至打浆度为30～60°SR，然后抄成湿纸页，作为电热材料的底层和面层；(3)将底层、中间层和面层按顺序依次复合，经压榨和干燥后，得到柔性电热纸。本发明以木浆纤维作为电热材料的基底，不锈钢纤维作为电热材料的主体，具有较高的强度、柔韧性和电热性能，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及电热材料领域，特别涉及一种柔性电热纸及其制备方法与应用。

背景技术

电热材料是制备各种电阻加热设备的发热元件，在电场力的作用下，电子发生定向移动，材料的特殊结构使电子运动受阻，导致内能增加，最终电能转化为热能。随着经济社会的发展，电热材料在人们日常生活中的应用越来越广泛，如发热服、室内保暖、车窗门窗除雾等。

现有的制备电热材料的方法大致分为两类：一类是对金属材料进行机械加工，制成金属电热丝、电热板等，使用这种方法制备的电热材料具有发热温度高、使用寿命长的优点；另一种方法则是以导电颗粒或纤维丝为填料，以大分子聚合物为分散介质制成轻薄的电热膜，通过集成电路设计，可进一步加工成便携式发热元件。

随着智能可穿戴设备快速发展，研究者们正致力于开发尺寸更小、功耗更低、电热性能更好的柔性发热元件，以期在智能可穿戴领域获得广阔的应用市场。但传统的金属电热材料柔性差、密度高，以聚合物为基材的电热膜存在强度低、发热温度低、生物相容性不佳等问题，这都限制了它们在可穿戴领域中的应用。

纸张具有柔性好、可设计性强以及生物相容性好的优点，是研究可穿戴设备的常用基材。现有的纸基电热材料大多由高成本的碳纤维、碳纳米管或导电聚合物制备，其制备过程复杂且无机纤维或填料间缺乏良好的结合力，需要进行额外的涂布加工处理。因此，提供一种简单有效的方法制备出低成本的柔性电热纸具有重要意义。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种柔性电热纸的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述方法制备得到的柔性电热纸。

本发明的再一目的在于提供所述柔性电热纸的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种柔性电热纸的制备方法，包括如下步骤：

(1)将不锈钢纤维浸渍于氢氧化钠溶液中进行预处理，处理完成后加水清洗并烘干，得到预处理后的不锈钢纤维；然后将预处理后的不锈钢纤维与未打浆的漂白阔叶木浆混合分散均匀后抄成湿纸页，得到电热材料的中间层；

(2)对漂白阔叶木浆进行疏解和打浆，至打浆度为30～60°SR，然后抄成湿纸页，作为电热材料的底层和面层；

(3)将底层、中间层和面层按顺序依次复合，经压榨和干燥后，得到柔性电热纸。

步骤(1)中所述的不锈钢纤维的直径为10～15μm，长度为2～5mm；不锈钢纤维的直径优选为10μm，长度优选为5mm。

步骤(1)中所述的浸渍的时间为5～15min；优选为10min。

步骤(1)中所述的氢氧化钠溶液的浓度为质量百分比3～5％；优选为质量百分比5％。

步骤(1)中所述的漂白阔叶木浆的浓度为质量百分比1～2％；优选为质量百分比2％。

步骤(1)中所述的水优选为去离子水。

步骤(1)中所述的清洗的次数为3～5次。