一种PTC加热膜的制备方法与流程

一种ptc加热膜的制备方法
技术领域
1.本发明涉及加热膜材料技术领域，具体涉及一种ptc加热膜的制备方法。


背景技术：

2.锂电池作为新能源汽车的核心部件，其充放电性能对使用环境温度的要求非常苛刻，尤其在低温环境下，锂电池组供电能的电动车会出现电池无法充电和放电或是充电和放电容量极低，影响车辆无法正常启动，因此汽车电池模组通常会配置电加热装置。传统加热装置为金属电热丝加热，配合温控传感器控制，对传感器可靠性要求极高，失效直接导致高温电池燃烧；ptc加热膜低温能以较大功率启动，加热速率高，达到热平衡后，电阻变大，功率变小，能自控温，安全性较高。
3.传统的金属加热膜如专利cn205069813u，不可自控温，在加载电压或者电流之后，发热芯会一直产热，容易发生热失控，给新能源汽车带来安全隐患；如果金属加热膜受到刺破、弯折折断芯片后，会导致加热膜无法正常使用，甚至会导致加热膜短路等问题。传统的金属加热膜生产需要经过蚀刻工艺，蚀刻工艺危险性高，对人体有危害，产生的废液会对环境造成危害，同时制作过程无法实现自动化连续性生产，生产效率较低。针对以上问题有必要寻找一种新的加热膜，提高加热膜的安全性能及生产效率。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种ptc加热膜的制备方法，用于解决传统金属加热膜不能自控温，生产过程危害大，流程复杂，自动化程度低的问题。
5.本发明的目的通过下述技术方案实现：一种ptc加热膜的制备方法，包括如下步骤：
6.s1、使用印刷机在pi膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成银浆层，备用；
7.s2、在烘干的银浆层基础上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好导电银浆和碳浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成碳浆层，备用；
8.s3、将经步骤s2处理后的pi膜通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜，备用；
9.s4、将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线，将导线与铆钉焊接在一起，备用；
10.s5、对经步骤s4中焊接导线的加热膜热在焊接导线的位置处贴耳料；
11.s6、热压耳料，得到ptc加热膜。
12.本发明中设计的上述ptc加热膜的制备方法，在生产过程中不需要经过蚀刻工艺，生产过程不会对操作人员及环境造成危害，制作过程可实现自动化连续性生产，生产效率高，操作简单；制得的ptc加热膜具有ptc效应，能自控温，低温下能以较大功率启动，温升速
率会较大，达到设定温度后，温度不再上升，内部油墨为并联，其中电路损坏，不会对整片加热膜造成短路等影响，安全性较高。
13.测量导电银浆、碳浆厚度可选用激光式或射线式非接触测厚仪，如激光非接触式测厚仪，红外线非接触式测厚仪，x荧光光谱仪等；银浆层的印刷厚度控制为20-40μm，碳浆层的印刷厚度控制为30-50μm。
14.优选的，步骤s1中，所述导电银浆如下重量比的原料：银粉15-20％、聚酰胺/聚苯胺导电混合物60-80％、玻璃粉3-15％和溶剂2-22％。
15.优选的，步骤s2中，所述碳浆如下重量比的原料：导电碳粉25-30％、丙烯酸树脂25-30％、硼硅玻璃5-8％、乙基纤维素3-5％和溶剂30-37％。
16.优选的，步骤s1中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为80-150℃，烘烤时间为5-30min。
17.优选的，步骤s2中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为80-150℃，烘烤时间为5-30min。
18.优选的，步骤s4中，焊接导线时采用锡丝加热融化使导线与铆钉焊接在一起。
19.优选的，步骤s6中，热压耳料时的温度为160-200℃，压力为0.1-0.3mpa，热压时间为95-105s。
20.优选的，步骤s1中，所述pi膜采用厚度0.075-0.08mm，密度为1.4
×
103kg/m3，纵向拉伸强度≥135mpa，横向拉伸强度≥115mpa，断裂伸长率≥35％，150℃时收缩率≤1.0％，200℃时表面电阻率≥1.0
×
10
13
ω，耐热等级为h。
21.本发明中焊接导线的位置会露出焊点，不能起到绝缘的作用，需要加上一层绝缘层，本发明使用的绝缘材料是耳料。
22.优选的，步骤s5中，所述耳料由皮料和热熔胶膜组成，所述皮料层的一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜贴合，所述生面热压贴附在加热膜主体上。
23.优选的，所述皮料的材质为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜或透明聚酯防火薄膜。
24.本发明的有益效果在于：本发明设计的ptc加热膜的制备方法在生产过程中不需要经过蚀刻工艺，生产过程不会对操作人员及环境造成危害，制作过程可实现自动化连续性生产，生产效率高，操作简单；制得的ptc加热膜具有ptc效应，能自控温，低温下能以较大功率启动，温升速率会较大，达到设定温度后，温度不再上升，内部油墨为并联，其中电路损坏，不会对整片加热膜造成短路等影响，安全性较高。
附图说明
25.图1是本发明的工艺流程图；
26.图2是本发明在pi膜上印刷银浆层的结构示意图；
27.图3是本发明在银浆层上印刷碳浆层的结构示意图；
28.图4是本发明在碳浆层上覆盖膜的结构示意图；
29.图5是在图4中结构的基础上设置铆钉和导线的结构示意图；
30.图6是在图5中焊接导线的位置加设皮料的结构示意图。
31.附图标记为：1-pi膜、2-银浆层、3-碳浆层、4-盖膜、5-铆钉、6-导线、7-1/7-2-皮
料。
具体实施方式
32.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-6对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
33.如图2所示，在pi膜1上印刷导电银浆并测量导电银浆厚度，印刷一般采用丝网印刷的方式，印刷好银浆的pi膜1通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤一般采用恒温烘烤的形式，烘烤条件为在80℃～150℃温度范围烘烤15min～30min。
34.如图3所示，在烘干的银浆层2基础上印刷一层碳浆并测量碳浆厚度，印刷一般采用丝网印刷的方式，印刷好银浆、碳浆的pi膜1通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤一般采用恒温烘烤的形式，烘烤条件为在80℃～150℃温度范围烘烤15min～30min。
35.如图4所示，烘干好的印有银浆碳浆的pi膜1通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜4的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜产品。
36.如图5所示，裁切好的加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜4，在焊线位打铆钉5、锤铆钉，打好的铆钉5经过锤打后更容易焊接导线6，焊接导线6一般采用锡丝加热融化使导线6与铆钉5焊接在一起。
37.如图6所示，热压耳料，得到ptc加热膜产品。焊接导线6的位置会露出焊点，不能起到绝缘的作用，需要加上一层绝缘层，本发明使用的绝缘材料是耳料，耳料由皮料7-1和热熔胶膜组成，所述皮料7-1层的其中一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜层贴合，其中皮料7-1层的生面热压贴附在加热膜主体上，皮料7-1的材质为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜透明聚酯防火薄膜。耳料贴在焊点处不够牢固，为了防止耳料脱落，对贴耳料处进行热压处理，热压条件为温度160～200℃，压力0.1～0.25mpa，热压时间95～105s。
38.实施例1
39.一种ptc加热膜的制备方法，包括如下步骤：
40.s1、使用印刷机在pi膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成银浆层，备用；
41.s2、在烘干的银浆层基础上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好导电银浆和碳浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成碳浆层，备用；
42.s3、将经步骤s2处理后的pi膜通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜，备用；
43.s4、将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线，将导线与铆钉焊接在一起，备用；
44.s5、对经步骤s4中焊接导线的加热膜热在焊接导线的位置处贴耳料；
45.s6、热压耳料，得到ptc加热膜。
46.步骤s1中，所述导电银浆如下重量比的原料：银粉15％、聚苯胺60％、玻璃粉3％和溶剂2％。
47.步骤s2中，所述碳浆如下重量比的原料：导电碳粉25％、丙烯酸树脂25％、硼硅玻璃5％、乙基纤维素3％和溶剂30％。
48.步骤s1中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为5min。
49.步骤s2中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为5min。
50.步骤s4中，焊接导线时采用锡丝加热融化使导线与铆钉焊接在一起。
51.步骤s6中，热压耳料时的温度为160℃，压力为0.1mpa，热压时间为95s。
52.步骤s5中，所述耳料由皮料和热熔胶膜组成，所述皮料层的一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜贴合，所述生面热压贴附在加热膜主体上；所述皮料的材质为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜或透明聚酯防火薄膜。
53.实施例2
54.一种ptc加热膜的制备方法，包括如下步骤：
55.s1、使用印刷机在pi膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成银浆层，备用；
56.s2、在烘干的银浆层基础上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好导电银浆和碳浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成碳浆层，备用；
57.s3、将经步骤s2处理后的pi膜通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜，备用；
58.s4、将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线，将导线与铆钉焊接在一起，备用；
59.s5、对经步骤s4中焊接导线的加热膜热在焊接导线的位置处贴耳料；
60.s6、热压耳料，得到ptc加热膜。
61.步骤s1中，所述导电银浆如下重量比的原料：银粉16％、聚酰胺65％、玻璃粉6％和溶剂7％。
62.步骤s2中，所述碳浆如下重量比的原料：导电碳粉26％、丙烯酸树脂26％、硼硅玻璃6％、乙基纤维素3.5％和溶剂31％。
63.步骤s1中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为11min。
64.步骤s2中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为100℃，烘烤时间为11min。
65.步骤s4中，焊接导线时采用锡丝加热融化使导线与铆钉焊接在一起。
66.步骤s6中，热压耳料时的温度为170℃，压力为0.15mpa，热压时间为98s。
67.步骤s5中，所述耳料由皮料和热熔胶膜组成，所述皮料层的一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜贴合，所述生面热压贴附在加热膜主体上；所述皮料的材质为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜或透明聚酯防火薄膜。
68.实施例3
69.一种ptc加热膜的制备方法，包括如下步骤：
70.s1、使用印刷机在pi膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成银浆层，备用；
71.s2、在烘干的银浆层基础上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好导电银浆和碳浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成碳浆层，备用；
72.s3、将经步骤s2处理后的pi膜通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜的加
热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜，备用；
73.s4、将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线，将导线与铆钉焊接在一起，备用；
74.s5、对经步骤s4中焊接导线的加热膜热在焊接导线的位置处贴耳料；
75.s6、热压耳料，得到ptc加热膜。
76.步骤s1中，所述导电银浆如下重量比的原料：银粉17％、聚酰胺和聚苯胺按照1:1组成的导电混合物70％、玻璃粉9％和溶剂12％。
77.步骤s2中，所述碳浆如下重量比的原料：导电碳粉27％、丙烯酸树脂27％、硼硅玻璃7％、乙基纤维素4％和溶剂33％。
78.步骤s1中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为120℃，烘烤时间为17min。
79.步骤s2中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为120℃，烘烤时间为17min。
80.步骤s4中，焊接导线时采用锡丝加热融化使导线与铆钉焊接在一起。
81.步骤s6中，热压耳料时的温度为180℃，压力为0.2mpa，热压时间为100s。
82.步骤s5中，所述耳料由皮料和热熔胶膜组成，所述皮料层的一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜贴合，所述生面热压贴附在加热膜主体上；所述皮料的材质为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜或透明聚酯防火薄膜。
83.实施例4
84.一种ptc加热膜的制备方法，包括如下步骤：
85.s1、使用印刷机在pi膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成银浆层，备用；
86.s2、在烘干的银浆层基础上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好导电银浆和碳浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成碳浆层，备用；
87.s3、将经步骤s2处理后的pi膜通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜，备用；
88.s4、将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线，将导线与铆钉焊接在一起，备用；
89.s5、对经步骤s4中焊接导线的加热膜热在焊接导线的位置处贴耳料；
90.s6、热压耳料，得到ptc加热膜。
91.步骤s1中，所述导电银浆如下重量比的原料：银粉19％、聚苯胺75％、玻璃粉12％和溶剂17％。
92.步骤s2中，所述碳浆如下重量比的原料：导电碳粉29％、丙烯酸树脂29％、硼硅玻璃7％、乙基纤维素4.5％和溶剂35％。
93.步骤s1中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤时间为24min。
94.步骤s2中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤时间为24min。
95.步骤s4中，焊接导线时采用锡丝加热融化使导线与铆钉焊接在一起。
96.步骤s6中，热压耳料时的温度为190℃，压力为0.23mpa，热压时间为103s。
97.步骤s5中，所述耳料由皮料和热熔胶膜组成，所述皮料层的一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜贴合，所述生面热压贴附在加热膜主体上；所述皮料的材质
为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜或透明聚酯防火薄膜。
98.实施例5
99.一种ptc加热膜的制备方法，包括如下步骤：
100.s1、使用印刷机在pi膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成银浆层，备用；
101.s2、在烘干的银浆层基础上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好导电银浆和碳浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成碳浆层，备用；
102.s3、将经步骤s2处理后的pi膜通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜，备用；
103.s4、将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线，将导线与铆钉焊接在一起，备用；
104.s5、对经步骤s4中焊接导线的加热膜热在焊接导线的位置处贴耳料；
105.s6、热压耳料，得到ptc加热膜。
106.步骤s1中，所述导电银浆如下重量比的原料：银粉20％、聚酰胺80％、玻璃粉15％和溶剂22％。
107.步骤s2中，所述碳浆如下重量比的原料：导电碳粉30％、丙烯酸树脂30％、硼硅玻璃8％、乙基纤维素5％和溶剂37％。
108.步骤s1中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤时间为30min。
109.步骤s2中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤时间为30min。
110.步骤s4中，焊接导线时采用锡丝加热融化使导线与铆钉焊接在一起。
111.步骤s6中，热压耳料时的温度为200℃，压力为0.3mpa，热压时间为105s。
112.步骤s5中，所述耳料由皮料和热熔胶膜组成，所述皮料层的一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜贴合，所述生面热压贴附在加热膜主体上；所述皮料的材质为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜或透明聚酯防火薄膜。
113.上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、使用印刷机在pi膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成银浆层，备用；s2、在烘干的银浆层基础上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好导电银浆和碳浆的pi膜通过卷对卷的移动方式进入烘烤区域，烘烤形成碳浆层，备用；s3、将经步骤s2处理后的pi膜通过卷对卷的移动方式进入覆膜机，覆好盖膜的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜，备用；s4、将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线，将导线与铆钉焊接在一起，备用；s5、对经步骤s4中焊接导线的加热膜热在焊接导线的位置处贴耳料；s6、热压耳料，得到ptc加热膜。2.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述导电银浆如下重量比的原料：银粉15-20％、聚酰胺/聚苯胺导电混合物60-80％、玻璃粉3-15％和溶剂2-22％。3.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述碳浆如下重量比的原料：导电碳粉25-30％、丙烯酸树脂25-30％、硼硅玻璃5-8％、乙基纤维素3-5％和溶剂30-37％。4.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s1中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为80-150℃，烘烤时间为5-30min。5.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s2中，烘烤时采用恒温烘烤，烘烤温度为80-150℃，烘烤时间为5-30min。6.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s4中，焊接导线时采用锡丝加热融化使导线与铆钉焊接在一起。7.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s6中，热压耳料时的温度为160-200℃，压力为0.1-0.3mpa，热压时间为95-105s。8.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述pi膜采用厚度0.075-0.08mm，密度为1.4
×
103kg/m3，纵向拉伸强度≥135mpa，横向拉伸强度≥115mpa，断裂伸长率≥35％，150℃时收缩率≤1.0％，200℃时表面电阻率≥1.0
×
10
13
ω，耐热等级为h。9.根据权利要求1所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：步骤s5中，所述耳料由皮料和热熔胶膜组成，所述皮料层的一面为生面，另一面为熟面，所述熟面与所述热熔胶膜贴合，所述生面热压贴附在加热膜主体上。10.根据权利要求9所述的一种ptc加热膜的制备方法，其特征在于：所述皮料的材质为硅胶和玻纤布，以玻纤布作为基布，经硅胶以涂覆或压延方式生产而成，热熔胶膜为阻燃pet薄膜或透明聚酯防火薄膜。

技术总结
本发明涉及加热膜材料技术领域，具体涉及一种PTC加热膜的制备方法，包括如下步骤：在PI膜上印刷导电银浆，测量导电银浆厚度，将印刷好导电银浆的PI膜放入烘烤区域烘烤形成银浆层；在银浆层上印刷一层碳浆，测量碳浆厚度，将印刷好碳浆的PI膜放入烘烤区域烘烤形成碳浆层；将处理后的PI膜放入覆膜机，覆好盖膜的加热膜经过裁切台被裁切成单片加热膜；将裁切好的单片加热膜用激光脱除焊线位处的盖膜，在焊线位打铆钉、锤铆钉，打好的铆钉经过锤打后焊接导线；在加热膜热焊接导线的位置处贴耳料；热压耳料，得到PTC加热膜。采用本发明中PTC加热膜的制备方法可解决传统金属加热膜不能自控温，生产过程危害大，自动化程度低的问题。自动化程度低的问题。自动化程度低的问题。


技术研发人员：陈佳明 林欣健 戴智特 王晓勇 文玉良 李佳惠 叶博良 罗旭航 刘旭鹏
受保护的技术使用者：东莞市硅翔绝缘材料有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/6