一种汽车方向盘套用远红外加热装置及汽车方向盘套的制作方法

[0001]
本实用新型涉及远红外材料技术领域，具体涉及一种汽车方向盘套用远红外加热装置及汽车方向盘套。


背景技术：

[0002]
在天气寒冷时，刚进入汽车，车内温度较低，冰冷的方向盘使得驾驶员不愿意碰触，即使车内有空调也需要较长时间才稍有效果，且对方向盘效果也不佳。若不愿长时间等待而选择带手套驾驶，则极易出现不规范也有较大的安全隐患。因此，现有技术中有较多对方向盘套进行加热的研究。
[0003]
目前，已有的方向盘加热通常是采用加热套，其加热方式为电加热丝、石墨烯电热膜、陶瓷加热等。但是电加热丝作为发热元件，其发热效率不高，加热套线路复杂且具有较大的安全隐患，设置在方向盘套内也极为不便；石墨烯电热膜或陶瓷粉作为涂层工艺，在使用过程中涂层会逐渐与基体分离，逐渐失去加热效果，因此不仅使用寿命短，而且造成资源的浪费及废弃物产生量的增加。


技术实现要素：

[0004]
针对上述问题，本实用新型提供了一种汽车方向盘套用远红外加热装置及汽车方向盘套。该加热装置在汽车方向盘套中应用时无需复杂的线路设计，结构牢固，加热效率高、发热均匀，安全舒适，温度可在10～45℃之间无极调控，具有很好的使用效果。
[0005]
本实用新型是通过以下技术方案实现的
[0006]
一种汽车方向盘套用远红外加热装置，该装置包括远红外发热体层，远红外发热体层上下两表面分别平行设置的绝缘保护层，下表面绝缘保护层外表面平行设置的隔热层。
[0007]
进一步地，每相邻两层之间均设有双面热熔胶膜层(然后通过热压贴合)。
[0008]
进一步地，所述的远红外加热体层包括晶须碳纳米管远红外发热纸，发热纸层两侧端端部分别设置的电极以及与电极相连接的导线。
[0009]
进一步地，所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的厚度为0.05～0.1mm。
[0010]
进一步地，所述的远红外加热体层还包括温控芯片，温控芯片设置于须晶碳纳米管远红外发热纸的表面。
[0011]
进一步地，所述绝缘保护层的厚度为0.01～0.03mm，绝缘保护层优选为防水热熔胶布，所述的隔热层的厚度为0.3～0.5mm，隔热层优选为单面背胶cp泡棉。
[0012]
进一步地，所述的电极为铜网或镍网。
[0013]
一种汽车方向盘套，包括上述的远红外加热装置，远红外加热装置上表面设置一层汽车方向盘套。
[0014]
进一步地，所述的远红外加热装置通过耐高温胶贴附于方向盘套的下表面。
[0015]
其中，所述晶须碳纳米管远红外发热纸的制备方法包括以下步骤：
[0016]
(1)取晶须碳纳米管经过石墨化、球磨处理；然后与分散剂及溶剂混合均匀，均匀混合液经研磨得到晶须碳纳米管分散液；
[0017]
(2)取耐高温有机纤维与疏解剂和水混合后，依次经过疏解、打浆处理，得到耐高温有机纤维浆料；
[0018]
(3)将步骤(1)得到的晶须碳纳米管分散液与步骤(2)得到的耐高温有机纤维浆料混合、搅拌，得到混合浆料；
[0019]
(4)将步骤(3)得到的混合浆料通过造纸机抄造、烘干，然后经过热压胶联成型得到晶须碳纳米管远红外发热纸。
[0020]
步骤(1)所述石墨化处理的温度为2800～3000℃、石墨化处理时间为5～8小时；经过球磨处理得到粒径d90为20～30μm的颗粒；所述的分散剂为sds、pvp或者sdbs，所述溶剂为水；其中晶须碳纳米管与分散剂、溶剂的质量比为1：0.05～0.1：200～500；步骤(2)所述耐高温有机纤维：疏解剂：水的质量比为1：0.01～0.05：200～300；步骤(3)所述采用造纸机抄造时的上浆浓度为1～3
‰
，车速为15m/s；烘干时的温度为120℃，烘干至恒重；热压交联成型时的热压温度为250～280℃、压力为10～16mpa。
[0021]
分散液与浆料混合时以晶须碳纳米管与耐高温有机纤维质量比1：1进行混合。
[0022]
与现有技术相比，本实用新型具有以下积极有益效果
[0023]
本实用新型所得远红外加热装置粘附于汽车方向盘套内部，装置简单，加热元件与方向盘套结合牢固，对汽车方向盘加热均匀；既不会由于过多的电阻丝造成低效率加热及安全隐患，也不存在涂层与基体分离而导致失效的问题，具有很好的使用效果。
[0024]
该加热装置在方向盘套内对其进行加热时，利用汽车的12v、24v电压输出接口即可，通过导线连接的温控芯片可以控制加热的温度，温度可以在10～45℃范围内无极调控，使得方向盘能够达到冬暖夏凉的效果，使用更加方便安全。
附图说明
[0025]
图1表示远红外加热装置剖面示意图，
[0026]
图2表示远红外发热体结构示意图之一，
[0027]
图3表示远红外发热体结构示意图之二，
[0028]
图4表示带有远红外加热装置的方向盘套结构示意图之一，
[0029]
图5表示带有远红外加热装置的方向盘套结构示意图之二，
[0030]
图中符号表示：1表示远红外发热体层，101表示晶须碳纳米管远红外发热纸层，102表示温控芯片，103表示电极，104表示导线，2表示绝缘保护层，3表示隔热层，4表示双面热熔胶膜，5表示远红外加热装置，6表示汽车方向盘套。
具体实施方式
[0031]
下面通过具体实施方式对本实用新型进行更加详细的说明，以便于对本实用新型技术方案的理解，但并不用于对本实用新型保护范围的限制。
[0032]
本实用新型提供了一种汽车方向盘套用远红外加热装置，该装置包括远红外发热体层、远红外发热体层上下两表面分别设置的绝缘保护层，以及下表面绝缘保护层外表面的隔热层，(即由上向下依次是绝缘保护层、远红外发热体、绝缘保护层、隔热层)；每相邻两
层之间均设有双面热熔胶膜层，通过双面热熔胶膜热压贴合。
[0033]
其中，远红外发热体层包括晶须碳纳米管远红外发热纸层以及发热纸层上平行放置的温控芯片，还包括发热纸层两侧端端部分别设置的电极，以及与电极相连接的导线。远红外加热体层还包括温控芯片，温控芯片设置于须晶碳纳米管远红外发热纸的表面；温控芯片通过其两电极串联在远红外加热体的加热电路中。所述晶须碳纳米管远红外发热纸层的厚度优选为0.05～0.1mm，如0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.10mm；所述的温控芯片为本领域技术人员熟知的温控芯片。
[0034]
优选地，电极为铜网电极或镍网电极，铜网或镍网以缝制或压合的方式固定在晶须碳纳米管远红外发热纸的两侧端端部作为电极，然后导线一端焊接在电极上，另一端用于连接外部电源用于红外发热体的加热。其中，温控芯片可以调控加热的温度(可以利用汽车的12v、24v电压输出接口，小汽车电瓶一般是12伏电压输出，大汽车和货车一般是24伏电压输出，发热纸的电极直接连接到汽车电瓶两极即可)，通过简单易于调节的方式即可达到冬暖夏凉、最适宜的温度，如可以利用汽车的12v、24v电压输出接口，温度调控通过手机经由wifi连接温控芯片进行温度调控。安全实用性强，具有很好的使用效果。
[0035]
温控芯片的两极串联在远红外发热纸电路中，其温度设定为10～45℃之间的任意一个数值，根据实际环境条件设定具体所需温度即可。
[0036]
优选地，其中绝缘保护层的厚度为0.01～0.03mm，绝缘保护层优先为防水热熔胶布，隔热层的厚度为0.3～0.5mm，隔热层优选为单面背胶cr泡棉。
[0037]
优选地，上述晶须碳纳米管远红外发热纸的制备方法包括以下步骤：
[0038]
(1)取晶须碳纳米管经过石墨化、球磨处理；然后与分散剂及溶剂混合均匀，均匀混合液经研磨得到晶须碳纳米管分散液；
[0039]
其中，石墨化处理的温度为2800～3000℃、处理时间为5～8小时，经过石墨化处理后成为石墨化的晶须碳纳米管，结晶度达95％以上，具有良好的导电导热性能，又因不是层状结构具有较好的稳定性。具有很好的使用性能。
[0040]
经过球磨处理得到粒径d90为20～30μm的颗粒；
[0041]
其中的分散剂优选为sds(十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠)、pvp(聚乙烯吡咯烷酮、乙稀基吡咯烷铜均聚物)或者sdbs(十二烷基苯磺酸钠)，溶剂优选为去离子水；
[0042]
混合时晶须碳纳米管(未石墨化的晶须碳纳米管)与分散剂、去离子水的质量比优选为1：0.05～0.1：200～500；
[0043]
(2)取耐高温有机纤维与疏解剂和去离子水混合后，依次经过疏解、打浆处理，得到耐高温有机纤维浆料；
[0044]
其中所用的耐高温有机纤维可以为芳纶纤维或聚酰亚胺纤维等本领域技术人员熟知的耐高温有机纤维；所用的疏解剂可以为聚氧化乙烯或者十二烷基苯磺酸钠；其中耐高温有机纤维：疏解剂：去离子水的质量比优选为1：0.01～0.05：200～300。
[0045]
(3)将步骤(1)得到的晶须碳纳米管分散液与步骤(2)得到的耐高温有机纤维浆料混合、搅拌(可以通过本领域技术人员熟知的双行星搅拌机进行搅拌)，得到混合浆料；
[0046]
优选的，晶须碳纳米管分散液与耐高温有机纤维浆料混合时以晶须碳纳米管与耐高温有机纤维质量比1：1进行混合。
[0047]
(4)将步骤(3)得到的混合浆料通过造纸机抄造、烘干，然后经过热压胶联成型得
到晶须碳纳米管远红外发热纸。
[0048]
所用的造纸机可以为本领域技术人员熟知的造纸机，采用造纸机抄造时的上浆浓度为1～3
‰
、车速为15m/s。抄造后进行烘干，烘干为在120℃条件下烘干至恒重(绝干)。热压交联成型时的热压温度为250～280℃、压力为10～16mpa。其中，热压可使远红外发热纸中的芳纶纤维向玻璃化转变，热压后远红外发热纸的强度、韧性、表面光洁度，电导率大幅度提高。
[0049]
本实用新型还提供了一种汽车方向盘套。将上述的远红外加热装置贴附于汽车方向盘套的内部，置于汽车方向盘上。其中加热装置可以通过耐高温胶贴附与汽车方向盘套内，其中的耐高温胶可以为本领域技术人员熟知的耐高温胶，如耐高温ab胶。
[0050]
所述的汽车方向盘套具体如下：
[0051]
根据汽车方向盘套的展开面积；
[0052]
将制备得到的晶须碳纳米管远红外发热纸裁剪为合适大小，两侧端缝制铜网或镍网电极、并在电极上焊接导线；
[0053]
然后在晶须碳纳米管远红外发热纸上下两个表面均设置绝缘保护层，发热纸上表面与绝缘保护层之间设置温控芯片，下表面的绝缘保护层外表面设置一层隔热层。
[0054]
将上述贴合后的结构弯曲后通过耐高温胶贴附于方向盘套内，温控芯片的两极串联在远红外发热纸的电路中，远红外发热体的两极连接在汽车的电压输出接口上(12v或24v等)，温控芯片温度设定为10～45℃之间的任意一个数值，根据实际环境条件设定具体所需温度即可。
[0055]
该加热装置置于方向盘套内后，接通电源即可进行加热，含有晶须碳纳米管远红外发热纸的加热装置加热均匀、效率高，不会出现类似电阻丝的缠绕、加热不均匀、效率低以及不安全的问题，也不会出现易脱离基体的现象，具有很好的使用效果。同时通过温控芯片调节对方向盘的加热温度，其温度可以在10～45℃范围内调控，冬季可以提高方向盘的温度、使驾驶员安全行驶，夏季可以降低方向盘温度，防止手出汗打滑带来的安全隐患，且温度调节简单快捷。所以，该加热装置在方向盘套中具有很好的实际使用效果。
[0056]
该加热装置直接贴附于汽车方向盘套内，无需复杂的电阻丝排布、安全便捷，加热均匀且热损失小。而且该装置不会出现与基体分离的现象，能够长期高效使用，具有很好的加热效果及实际使用效果。

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