專利名稱：基于膜的加熱裝置及其相關方法
基于膜的加熱裝置及其相關方法公開領域本公開的領域為基于膜的加熱裝置，其中熱沿著膜的表面產(chǎn)生。
背景技術：
金屬漿料已用來制造由耐溫膜支撐的電阻式加熱元件。然而，此類組合物卻可能有問題，因為金屬漿料制成的加熱元件會發(fā)生撓裂、剝落或另外地隨著時間而劣化，并且沿著其長度表現(xiàn)出不可取的電壓漂移(下降)。需要基于膜的加熱技術，該技術具有優(yōu)于此類金屬漿料制成的膜加熱系統(tǒng)的優(yōu)點。附圖
簡沭附圖以舉例的方式示出本發(fā)明，但附圖對本發(fā)明不構成任何限制。圖I是基于膜的加熱裝置的部分剖視圖，所述裝置具有基膜、第一層壓板和第二層壓板；圖2是基于膜的加熱裝置的另一個實施方案的剖視圖，所述裝置具有基膜、第一層壓板、第二層壓板和第二基膜；圖3至5是基于膜的加熱裝置的不同實施方案的剖視圖，所述裝置具有基膜、第一層壓板、第二層壓板和覆蓋層；并且圖6是指示實施例I的熱電偶位置的圖形。發(fā)明概沭本發(fā)明涉及基于膜的加熱裝置。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置包括基膜，所述基膜具有基膜內(nèi)表面和基膜外表面。基于基膜的總重量，所述基膜包含55至90重量％的量的基膜芳族聚酰亞胺和10至45重量％的量的基膜導電填料。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置包括第一層壓板，所述第一層壓板包括第一層壓板粘合劑層，所述第一層壓板粘合劑層具有第一層壓板粘合劑層外表面和粘結至所述基膜內(nèi)表面的第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面?；诘谝粚訅喊逭澈蟿拥目傊亓?，所述第一層壓板粘合劑層包含55至90重量％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺，其中70至100摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐?；诘谝粚訅喊逭澈蟿拥目傊亓?，所述第一層壓板粘合劑層包含10至45重量％的第一層壓板粘合劑層導電填料。所述第一層壓板包括第一層壓板金屬箔，所述第一層壓板金屬箔具有粘結至第一層壓板粘合劑層外表面的第一層壓板金屬箔內(nèi)表面；和第一層壓板金屬箔外表面。所述第一層壓板金屬箔具有5至200微米的厚度。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置包括第二層壓板，所述第二層壓板包括第二層壓板粘合劑層，所述第二層壓板粘合劑層具有第二層壓板粘合劑層外表面和粘結至所述基膜內(nèi)表面的第二層壓板粘合劑層內(nèi)表面?；诘诙訅喊逭澈蟿拥目傊亓?，所述第二層壓板粘合劑層包含55至90重量％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺，其中70至100摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐?；诘诙訅喊逭澈蟿拥目傊亓浚龅诙訅喊逭澈蟿影?0至45重量％的第二層壓板粘合劑層導電填料。所述第二層壓板包括第二層壓板金屬箔，所述第二層壓板金屬箔、具有粘結至第二層壓板粘合劑層外表面的第二層壓板金屬箔內(nèi)表面；和第二層壓板金屬箔外表面。所述第二層壓板金屬箔具有5至200微米的厚度。所述第一層壓板的至少一部分和所述第二層壓板的至少一部分間隔開，并且通過所述基膜的至少一部分相互連接。發(fā)明詳沭定義如本文所用，術語“包含”、“包括”、“具有”或它們的任何其它變型均旨在涵蓋非排它性的包括。例如，包括要素列表的方法、工藝、制品或設備不必僅僅限于那些要素而是可包括未明確列出的或此類方法、工藝、制品或設備固有的其它要素。此外，除非明確指明相反，“或”是指包含性的“或”，并且不是指排它性的“或”。例如，以下任何一種情況均滿足條件A或B :A是真實的(或存在的)且B是虛假的(或不存在的)，A是虛假的(或不存在的)且B是真實的(或存在的)，以及A和B都是真實的(或存在的)。另外，使用“ 一個”或“ 一種”來描述本發(fā)明的元件和組件。這樣做僅僅是為了方 便并且給出本發(fā)明的一般含義。該描述應理解為包括一個或至少一個，并且除非明顯地另有所指，單數(shù)也包括復數(shù)。如本文所用，術語“二酐”旨在包括前體、衍生物或它們的類似物，嚴格地講，它們可能并不是二酐，但仍然可以與二胺反應以形成聚酰胺酸，聚酰胺酸可繼而被轉化為聚酰亞胺。如本文所用，術語“二胺”旨在包括前體、衍生物或它們的類似物，嚴格地講，它們可能并不是二胺，但仍然可以與二酐反應以形成聚酰胺酸，聚酰胺酸可繼而被轉化為聚酰亞胺。如本文所用，術語“聚酰胺酸”旨在包括衍生自二酐和二胺的組合，并且能夠通過化學或熱轉化方法轉化為聚酰亞胺的任何聚酰亞胺前體材料(預聚物)。如本文所用，術語“高溫”旨在包括200°C或更高的溫度。如本文所用，術語“長期”旨在包括總共50小時或更多的時間。50小時或更多的時間可以是累積的(例如一次幾小時，經(jīng)多次使用達到總共50小時或更多的時間)或連續(xù)的。術語“粘合的”、“粘合”或其任何其它變型與“粘結的”或“粘結”同義，并且這些術
語可以互換使用?！爸苯诱澈稀敝荚诤w直接附接至彼此的兩個層(膜)而無任何居間層，除非另外指明。當含量、濃度或其它數(shù)值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選的范圍或具有優(yōu)秀上限值和優(yōu)選下限值的列表形式給出時，應將其理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任何配對形成的所有范圍，無論范圍是否單獨公開。當本文描述數(shù)值范圍時，除非另外指明，所述范圍旨在包括其端點，以及所述范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分數(shù)。本文的材料、方法和實例僅僅是例證性的，并非旨在限制，除非具體指明。盡管與本文所述方法和材料類似或等同的方法和材料也可用于本發(fā)明的實踐或測試，但本文描述了合適的方法和材料。本發(fā)明涉及加熱裝置。該加熱裝置是基于高溫膜的加熱裝置，具有長期或重復使用的均勻加熱。參見附圖，圖I示出了本發(fā)明的基于膜的加熱裝置10?；谀さ募訜嵫b置10具有基膜12，所述基膜具有基膜內(nèi)表面12b和基膜外表面12a?；?2包含基膜導電填料14。基于膜的加熱裝置10還具有至少一個第一層壓板和第二層壓板。第一層壓板包括第一層壓板粘合劑層16，第一層壓板粘合劑層具有第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面16a和第一層壓板粘合劑層外表面16b。第一層壓板粘合劑層16具有第一層壓板粘合劑層導電填料18。第一層壓板還包括第一層壓板金屬箔20,第一層壓板金屬箔具有第一層壓板金屬箔內(nèi)表面20a和第一層壓板金屬箔外表面。第一層壓板金屬箔內(nèi)表面20a直接粘合至第一層壓板粘合劑層外表面16b。第二層壓板包括第二層壓板粘合劑層22，第二層壓板粘合劑層具有第二層壓板粘合劑層內(nèi)表面22a和第二層壓板粘合劑層外表面22b。第二層壓板粘合劑層22具有第二層壓板粘合劑層導電填料24。第二層壓板還包括第二層壓板金屬箔26，第二層壓板金屬箔具有第二層壓板金屬箔內(nèi)表面26a和第二層壓板金屬箔外表面。第二層壓板金屬箔內(nèi)表面26a直接粘合至第二層壓板粘合劑層粘合劑外表面22b。第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面16a直接粘合至基膜內(nèi)表面12b的一部分。第二層壓板粘合劑層內(nèi)表面22a直接粘合至基膜內(nèi)表面12b的不同于第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面16a的部分。
圖2示出了本發(fā)明的一個實施方案?；谀さ募訜嵫b置10任選地包括第二基膜28。第二基膜28具有第二基膜內(nèi)表面28a和第二基膜外表面28b。第二基膜內(nèi)表面28a直接粘合至基膜外表面12a。圖3示出了本發(fā)明的一個實施方案?；谀さ募訜嵫b置可任選地包括覆蓋層30。覆蓋層30附接至基膜外表面12a。圖4示出了本發(fā)明的另一個實施方案?；谀さ募訜嵫b置可任選地包括覆蓋層30。覆蓋層30附接至基膜內(nèi)表面12b的暴露區(qū)域，以及第一層壓板粘合劑層16、第一層壓板金屬箔20、第二層壓板粘合劑層22和第二層壓板金屬箔26的暴露區(qū)域。圖5示出了本發(fā)明的另一個實施方案?；谀さ募訜嵫b置任選地包括覆蓋層30，所述覆蓋層包封基膜12、第一層壓板粘合劑層16、第一層壓板金屬箔20、第二層壓板粘合劑層22和第二層壓板金屬箔26?；せ诨さ目傊亓?，基膜包含的基膜芳族聚酰亞胺介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者的量55、60、65、70、75、80、85和90重量％。在一些實施方案中，基于基膜的總重量，基膜芳族聚酰亞胺以55至90重量％的量存在。在一些實施方案中，基于基膜的總重量，基膜芳族聚酰亞胺以60至85重量％的量存在。在一些實施方案中，基于基膜的總重量，基膜芳族聚酰亞胺以65至80重量％的量存在。在一個實施方案中，本發(fā)明的基膜芳族聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二酐和至少一種芳族二胺。在一些實施方案中，芳族二胺選自4，4’ - 二氨基二苯基丙烷、4，4’ -二氨基二苯基甲烷、對二氨基聯(lián)苯、2，2’ -雙(三氟甲基)對二氨基聯(lián)苯、2，2’ -雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、3，5- 二氨基三氟甲苯、四甲基對苯二胺、3，3’，5，5’ -四甲基對二氨基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基二苯基硫醚、3，3’ - 二氨基二苯諷、4，4’ - 二氨基二苯諷、I, 5- 二氨基-萘、1，4- 二氨基-萘、4，4’ - 二氨基二苯基硅烷、4，4’ - 二氨基二苯基(苯基氧化膦)、4，4’ - 二氨基二苯基-N-苯胺、3，4’- 二氨基苯基醚、I, 4-雙(4-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯、4, 4’ - 二氨基苯甲酰苯胺、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯、9，9’ -雙(4-氨基苯基)氟、間聯(lián)甲苯胺、鄰聯(lián)甲苯胺、3，3’- 二輕基_4，4’- 二氨基聯(lián)苯、1，4- 二氨基苯(對苯二胺)、1，3- 二氨基苯(對苯二胺)、1，2- 二氨基苯、以及它們的混合物。在一些實施方案中，芳族二酐選自2，3，6，7-萘四羧酸二酐、3，3’，4，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、1，2，5，6-萘四羧酸二酐、2，2’ 3，3’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、2，3’，3，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、3，3’ 4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、2，2-雙-(3，4- 二羧基苯基)丙烷二酐、雙(3，4- 二羧基苯基)砜二酐、3，4，9，10-茈四羧酸二酐、1，I-雙(3，4- 二羧基苯基)乙烷二酐、雙-(3，4- 二羧基苯基)甲烷二酐、4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸二酐、雙(3，4- 二羧基苯基)砜二酐、2，2-雙(3，4- 二羧基苯基)、六氟丙烷二酐、雙(3，4- 二羧基苯基)硫化物、氫醌、雙鄰苯二甲酸酐、以及它們的混合物。在一些實施方案中，至少70摩爾％的基膜芳族聚酰亞胺衍生自均苯四甲酸二酐和4，4’ - 二氨基二苯醚。在一些實施方案中，基膜芳族聚酰亞胺衍生自均苯四甲酸二酐和4，4’ - 二氨基二苯醚?；诨さ目傊亓浚ぐ幕щ娞盍辖橛谙铝袛?shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者的量10、15、20、25、30、35、40和45重量％。在一些實施方案中，基于基膜的總重量，基膜導電填料以10至45重量％的量存在。在一些實施方案中， 基于基膜的總重量，基膜導電填料以15至40重量％的量存在。在一些實施方案中，基于基膜的總重量，基膜導電填料以20至35重量％的量存在。在一些實施方案中，基膜導電填料是炭黑。在一些實施方案中，基膜導電填料選自乙炔黑、超耐磨爐黑、導電爐黑、導電槽法炭黑和細熱裂黑、以及它們的混合物。炭黑的表面氧化(通常通過揮發(fā)物含量測量)是指存在于聚集體表面的各種含氧物質(zhì)(例如羧基、羥基、醌)。雖然這些物質(zhì)在某種程度上存在于所有炭黑，但是某些炭黑還經(jīng)過后處理，從而有意提高表面氧化量。表面上的氧絡合物用作電絕緣層。因此，低揮發(fā)物含量通常對于高導電性是所期望的。然而，也有必要考慮炭黑的分散難度。導電填料的均勻分散有利于基于膜的加熱裝置的均勻加熱。表面氧化提高了炭黑的解凝聚和分散。在一些實施方案中，當基膜導電填料是炭黑時，另一個實施方案中，炭黑具有的揮發(fā)物含量小于或等于1%。在一個實施方案中，炭黑是11矣￥|^>| 16 (得自Columbian Chemicals Company),在另一個實施方案中，炭黑是CDX 7055U(得自 ColumbianChemicals Company)。在一些實施方案中，基膜導電填料的電阻為至少100歐姆/平方。在一些實施方案中，基膜導電填料的電阻為至少1000歐姆/平方。在另一個實施方案中，基膜導電填料的電阻為至少10，000歐姆/平方。在一些實施方案中，基膜導電填料是金屬或合金。在一些實施方案中，基膜導電填料是導電填料的混合物。在一些實施方案中，基膜導電填料經(jīng)研磨以獲得所需的附聚物大小(粒度)。在一些實施方案中，基膜導電填料的平均粒度介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者0. 05,0. 1,0. 2、O. 3、O. 4、O. 5、O. 6、O. 7、O. 8、O. 9和I微米?？墒褂肏oriba散射光顆粒分析儀測定平均粒度。在一些實施方案中，基膜導電填料的平均粒度為O. 05至I微米。在一些實施方案中，基膜導電填料的平均粒度為O. I至O. 5微米。一般來講，大于I微米的平均粒度更可能引起電短路和/或熱點。在另一個實施方案中，基膜導電填料粒度小于或等于I微米?？赡苄枰话慵夹g和實驗來微調(diào)導電填料類型和量，以足以達到取決于具體應用的所需電阻。在一些實施方案中，所需基膜電阻為10歐姆平方至1，000，000歐姆平方，所述電阻使用得自Veeco Instruments Inc 的 FPP5000 型四點探針測量。在一些實施方案中，基膜厚度介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者:8、10、20、40、60、80、100、120、140、160、180和200微米。在一些實施方案中，基膜厚度為8至200微米。在一些實施方案中，基膜厚度為8至100微米。在一些實施方案中，基膜厚度為8至50微米。在一些實施方案中，基膜厚度為8至25微米。在一些實施方案中，基膜任選地包含非導電填料。在一些實施方案中，基于基膜的總重量，非導電填料以介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者的量存在1、2、4、6、8、10、12、14和15重量％。在一些實施方案中，基膜包含I至15重量％的非導電填料。在一些實施方案中，非導電填料選自金屬氧化物、碳化物、硼化物和氮化物。在一些實施方案中，非導電填料選自，但不限于氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、云母、滑石、鈦酸鋇、硫酸鋇、磷酸二鈣、以及它們的混合物。基膜的制備基膜可通過本領域熟知的任何方法制備。在一些實施方案中，制備了基膜導電填料漿液。在一個實施方案中，基膜導電填料可加入溶于溶劑(例如DMAC)的聚酰胺酸溶液中，或者溶于溶劑的基膜導電填料溶液可與溶于溶劑的聚酰胺酸溶液混合。對漿液進行混 合。在一些實施方案中，漿液在轉子定子高速分散研磨機中混合。在一些實施方案中，研磨漿液，直到獲得所需的基膜導電填料粒度。在一些實施方案中，使用球磨機。在一些實施方案中，對研磨后的漿液進行過濾以除去任何殘余大顆粒。該漿液可存放于配備混合器的槽中以維持分散體狀態(tài)，直至漿液可供使用或漿液可在研磨后直接使用。制備了聚酰胺酸溶液。可通過本領域熟知的方法制備聚酰胺酸溶液。通?？赏ㄟ^將芳族二胺溶解于干燥(貧水)溶劑中，并且在惰性氣氛，攪拌和控溫條件下慢慢加入二酐來制備聚酰胺酸溶液。有機溶劑應溶解這兩種聚合反應物中的一種或兩種。有機溶劑會溶解形成的聚酰胺酸。該溶劑應基本上不與所有的聚合反應物和聚酰胺酸聚合產(chǎn)物反應。出于本發(fā)明的目的，合適的溶劑包括此類羧酰胺的低分子量成員，尤其是N，N- 二甲基甲酰胺和N，N- 二甲基乙酰胺。其它有效溶劑為N，N- 二乙基甲酰胺、N, N- 二乙基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、四甲基脲、二甲基砜等等。溶劑可單獨或互相組合使用。聚酰胺酸溶液可以過濾或可以不過濾。在一些實施方案中，聚酰胺酸溶液在高剪切混合器中與基膜導電填料漿液以及任選地非導電填料衆(zhòng)液混合。在一些實施方案中，分散體也可包括技術人員已知的一種或多種合適的分散劑，以幫助形成穩(wěn)定分散體。不論如何制備分散體，都應按照避免過度附聚的方式進行基膜導電填料的分散。在一些實施方案中，溶液可澆鑄或施加于載體例如環(huán)形金屬表面(傳送帶)或旋轉鼓輪上。在一些實施方案中，可加入少量剝離劑使?jié)茶T膜易于從澆鑄表面剝離。在一些實施方案中，基膜芳族聚酰亞胺經(jīng)化學轉化而成。在一些實施方案中，基膜芳族聚酰亞胺經(jīng)熱轉化而成。在一些實施方案中，調(diào)整聚酰胺酸、基膜導電填料漿液的量，以獲得基膜導電填料所需填充量和澆鑄溶液所需粘度。第一層壓板第一層壓板包括第一層壓板粘合劑層和第一層壓板金屬箔。第一層壓板粘合劑層包含第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第一層壓板粘合劑層導電填料。第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。熱塑性聚酰亞胺通常是這樣的聚酰亞胺，其玻璃化轉變溫度小于280°C或更優(yōu)選地小于250°C。它們在適當?shù)臒岷蛪毫ο戮哂凶銐虻牧鲃有?，以在第一層壓板金屬箔和基膜之間形成牢固粘結(大于或等于2pli)。芳族二胺和芳族二酐部分的使用確保了高溫穩(wěn)定性。在一些實施方案中，只要含量不對粘合劑層的高溫穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，可使用少量脂族二胺或脂環(huán)族二胺。通常，使用至少部分柔性芳族二胺和/或二酐制備本發(fā)明的熱塑性聚酰亞胺。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺芳族二酐選自，但不限于4，4-氧雙鄰苯二甲酸酐、2，3’，3，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、氫醌雙鄰苯二甲酸酐、雙-(3，4- 二羧基苯基)雙苯基A 二酐、3，3’，4，4’ - 二苯砜四羧酸二酐、以及它們的混合物。在一些實施方案中，熱塑性聚酰亞胺芳族二胺選自，但不限于1，3-雙(3-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、2，2-雙(4_[4_氨基苯氧基]苯基)丙烷、2，2-雙(4-[4_氨基苯氧基]苯基)六氟丙烷、雙-4-[3-氨基苯氧基]苯基諷、雙-4-[4-氣基苯氧基]苯基諷、4，4’ -雙(4-氣基苯氧基)聯(lián)苯、3，4’ - _■氣基苯基醚、以及它們的混合物。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺至少部分地衍生自4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐(ODPA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)和1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯(RODA)。基于第一層壓板粘合劑層的總重量，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺以介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者的量存在55、65、70、75、80、85和90重量％。在一些實施方案中，基于第一層壓板粘合劑層的總重量,第一層 壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺以55至90重量％的量存在。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自70至95摩爾％氧雙鄰苯二甲酸二酐、5至30摩爾％均苯四甲酸二酐和至少70摩爾％ 1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯。在一些實施方案中，存在至少80摩爾％ 1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯。在一些實施方案中，70至100摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在一些實施方案中，介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、99和100摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在一些實施方案中，80至100摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，90至100摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，70至99摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，80至99摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，80至99摩爾％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐?；诘谝粚訅喊逭澈蟿拥目傊亓?，第一層壓板粘合劑層導電填料以介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者的量存在10、15、20、25、30、35、40和45重量％。在一些實施方案中,基于第一層壓板粘合劑層的總重量,第一層壓板粘合劑層導電填料以10至45重量％的量存在。在一些實施方案中，基于第一層壓板粘合劑層的總重量，第一層壓板粘合劑層導電填料以15至40重量％的量存在。在一些實施方案中，基于第一層壓板粘合劑層的總重量，第一層壓板粘合劑層導電填料以20至35重量％的量存在。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層的厚度介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者:5、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75和
80微米。在一些實施方案中,第一層壓板粘合劑層的厚度為5至80微米。第一層壓板粘合劑層應足夠厚以將第一層壓板金屬箔粘合至基膜，但不應太厚而使第一層壓板金屬箔至基膜出現(xiàn)電壓下降或不期望的電阻。第一層壓板金屬箔的厚度介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者:5、10、20、40、60、80、100、120、140、160、180和200微米。在一些實施方案中，第一層壓板金屬箔的厚度為5至200微米。第一層壓板金屬箔可以由任何合適的導電材料組成。在一些實施方案中，第一層壓板金屬箔選自，但不限于金、銀、鉬、鎳、鈕、不銹鋼、鈦、lnconc!"、因瓦合金和招。在一些實施方案中，第一層壓板金屬箔是銅。
第二層壓板第二層壓板包括第二層壓板粘合劑層和第二層壓板金屬箔。第二層壓板粘合劑層包含第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層導電填料。第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和一種芳族二酐。在一些實施方案中，只要含量不對粘合劑層的高溫穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，可使用少量脂族二胺或脂環(huán)族二胺。通常，使用至少部分柔性芳族二胺和/或二酐制備本發(fā)明的熱塑性聚酰亞胺。在一些實施方案中，第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺芳族二酐選自，但不限于4，4-氧雙鄰苯二甲酸酐、2，3’，3，4’ -聯(lián)苯四羧酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、氫醌雙鄰苯二甲酸酐、雙-(3，4- 二羧基苯基)雙苯基A 二酐、3. 3’，4，4’ - 二苯砜四羧酸二酐、以及它們的混合物。在一些實施方案中，第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺芳族二胺選自，但不限于1，3-雙(3-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯、雙-4_[3-氨基苯氧基]苯基砜、雙-4-[4-氨基苯氧基]苯基砜、3，4’ - 二氨基苯基醚、以及它們的混合物。在一些實施方案中，第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺至少部分地衍生自4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐(0DPA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)和1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯(R0DA)。在另一個實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺部分地衍生自4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐和1，3_雙(4-氨基苯氧基)苯。基于第二層壓板粘合劑層的總重量，第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺以介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者的量存在55、60、65、70、75、80、85和90重量％。在一些實施方案中，基于第二層壓板粘合劑層的總重量，第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺以55至90重量％的量存在。在一些實施方案中，第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自70至95摩爾％氧雙鄰苯二甲酸二酐、5至30摩爾％均苯四甲酸二酐和至少70摩爾％ 1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯。在一些實施方案中，存在至少80摩爾％ 1,3-雙(4-氨基苯氧基)苯。在一些實施方案中，70至100摩爾％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在一些實施方案中，介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、99和100摩爾％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在一些實施方案中，80至100摩爾％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，90至100摩爾％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，70至99摩爾％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，80至99摩爾％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。在另一個實施方案中，90至99摩爾％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐?；诘诙訅喊逭澈蟿拥目傊亓?，第二層壓板粘合劑層導電填料以介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者的量存在10、15、20、25、30、35、40和45重量％。在一些實施方案中，基于第二層壓板粘合劑層的總重量，第二層壓板粘合劑層導電填料以10至45重量％的量存在。在一些實施方案中，基于第二層壓板粘合劑層的總重量，第二層壓板粘合劑層導電填料以15至40重量％的量存在。在一些實施方案中，基于第二層壓板粘合劑層的總重量，第二層壓板粘合劑層導電填料以20至35重量％的量存在。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料是不同的。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料是相同的。在另一個實施方案中，基膜導電填料、第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料是相同的。在另一個實施方案中，基膜導電填料、第一層壓板粘合劑 層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料是獨立地相同或不同的。在一些實施方案中，基膜導電填料、第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料各自包含炭黑。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料獨立地選自乙炔黑、超耐磨爐黑、導電爐黑、導電槽法炭黑和細熱裂黑、以及它們的混合物。在一些實施方案中，當?shù)谝粚訅喊逭澈蟿訉щ娞盍匣虻诙訅喊逭澈蟿訉щ娞盍匣蛩鼈兌邽樘亢跁r，炭黑具有的揮發(fā)物含量小于或等于2%。在另一個實施方案中，炭黑具有的揮發(fā)物含量小于或等于1%。在一個實施方案中，炭黑是RAVEN* 16 (得自Columbian Chemicals Company),在另一個實施方案中，炭黑是CDX7055U (得自Columbian Chemicals Company)。在一些實施方案中，基膜導電填料、第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料是炭黑。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料的電阻為至少I 00歐姆/平方。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料、第二層壓板粘合劑層導電填料或它們二者的電阻為至少1000歐姆/平方。在另一個實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料或第二層壓板粘合劑層導電填料或它們二者的電阻為至少10，000歐姆/平方。第一層壓板粘合劑層導電填料可以是導電填料的混合物。第二層壓板粘合劑層導電填料可以是導電填料的混合物。第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料有助于向基膜輸送電流。如果第一層壓板粘合劑層或第二層壓板粘合劑層中未使用導電填料，則粘合劑層是不導電的，并且將作為介質(zhì)阻擋層。如果第一層壓板粘合劑層導電填料和第二層壓板粘合劑層導電填料的電導率很低，則需要更多的電流來達到基膜所需的電阻。與基膜相比，第一層壓板粘合劑層和第二層壓板粘合劑層應具有相同或更高的電導率。如果第一層壓板粘合劑層和第二層壓板粘合劑層的電導率低于基膜的電導率，那么可能發(fā)生第一層壓板金屬箔或第二層壓板金屬箔或它們二者的不期望加熱?？赡苄枰话慵夹g和實驗來微調(diào)導電填料類型和含量，以足以在平衡粘合強度和物理特性的同時達到基膜所期望的電阻。
在一些實施方案中，將第一層壓板粘合劑層導電填料或第二層壓板粘合劑層導電填料或它們二者研磨以獲得所需的粒度。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料或第二層壓板粘合劑層導電填料的平均粒度介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者0. 05,0. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,0. 8、0. 9和I微米?？墒褂肏oriba散射光顆粒分析儀測定平均粒度。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料或第二層壓板粘合劑層導電填料的平均粒度為O. 05至I微米。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料或第二層壓板粘合劑層導電填料的平均粒度為O. I至O. 5微米。在另一個實施方案中，第一層壓板粘合劑層導電填料或第二層壓板粘合劑層導電填料小于或等于I微米。在一些實施方案中，第二層壓板粘合劑層的厚度介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者:5、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75和
80微米。在一些實施方案中，第二層壓板粘合劑層的厚度為5至80微米。第二層壓板粘合劑層應足夠厚以將第二層壓板金屬箔粘合至基膜，但不應太厚而使第二層壓板金屬箔至基 膜出現(xiàn)電壓下降或不期望的電阻。丙烯酸和環(huán)氧粘合劑不能經(jīng)受用以將金屬箔粘合至基膜的高層壓溫度(290°C或更高)。丙烯酸和環(huán)氧粘合劑不能經(jīng)受長期使用情形的高溫(200°C或以上)。本發(fā)明的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺可經(jīng)受大于290°C的高層壓溫度，并且能夠在高溫下長期使用。第二層壓板金屬箔的厚度介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者:5、10、20、40、60、80、100、120、140、160、180和200微米。在一些實施方案中，第二層壓板金屬箔的厚度為5至200微米。通常對于低電壓應用(小于48伏)，薄金屬箔可用于第一層壓板金屬箔和第二層壓板金屬箔而不失效。高電壓應用通常需要厚金屬箔。金屬箔厚度可根據(jù)應用或電壓要求定制。本發(fā)明的第一層壓板粘合劑層和第二層壓板粘合劑層提供了第一層壓板金屬箔和第二層壓板金屬箔與基膜的良好粘合性。粘合必須足以防止氣泡和空隙，氣泡和空隙可引起電弧放電和潛在的裝置(加熱器)失效。此外，長期使用情形下應保持良好的粘合性。第二層壓板金屬箔可以由任何合適的導電材料組成。在一些實施方案中，第二層壓板金屬箔選自，但不限于金、銀、鉬、鎳、鈕、不銹鋼、鈦、jnmner ,因瓦合金和招。在一些實施方案中，第二層壓板金屬箔是銅。在一些實施方案中，第一層壓板金屬箔和第二層壓板金屬箔是不同的。在一些實施方案中，第一層壓板金屬箔和第二層壓板金屬箔是相同的。在一個實施方案中，第一層壓板金屬箔和第二層壓板金屬箔包含銅。在一個實施方案中，第一層壓板金屬箔和第二層壓板金屬箔是銅。銅在很長的長度上很少或沒有電壓下降。當需要在很長的長度上均勻加熱時，這是特別有利的。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層、第二層壓板粘合劑層或第一層壓板粘合劑層和第二層壓板粘合劑層二者任選地包含I至15重量％的非導電填料。在一些實施方案中，非導電填料選自金屬氧化物、碳化物、硼化物和氮化物。在一些實施方案中，非導電填料選自，但不限于氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、云母、滑石、鈦酸鋇、硫酸鋇、磷酸二鈣、以及它們的混合物。在一個實施方案中，第一層壓板粘合劑層或第二層壓板粘合劑層還可包含脂族二胺、脂環(huán)族二胺、以及它們的任何組合。隨著脂族二胺(或脂環(huán)族二胺)相對于芳族二胺的摩爾％增加，聚酰亞胺的玻璃化轉變溫度(Tg)和層壓溫度通常趨于降低。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺也衍生自I至30摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、以及它們的組合。在一些實施方案中，第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺也衍生自I至30摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、以及它們的組合。在另一個實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺也衍生自I至30摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、或它們的組合。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺或它們二者也衍生自介于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者1、2、4、6、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28和30摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、或它們的組合。當脂族二胺、脂環(huán)族二胺或它們的組合大于30摩爾％時，粘合劑層的高溫穩(wěn)定性降低。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺或它們二者也衍生自I至20摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、或它們的組合。在另一個實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑 性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺或它們二者也衍生自I至10摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、或它們的組合。在一個實施方案中，為了實現(xiàn)對金屬的適當粘合，層壓溫度通常比聚酰亞胺粘合劑的玻璃化轉變溫度高約25°C。在一些實施方案中，合適的脂族二胺選自1，4-丁二胺、1，5-戊二胺( 1 )、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，9-壬二胺、1，10-癸二胺(DMD)、1，11-i^一碳二胺、1，12-十二碳二胺(DDD)U, 16-十六碳二胺、以及它們的混合物。在一些實施方案中，脂族二胺是1,6-己二胺。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺各自衍生自4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、1，3_雙(4-氨基苯氧基)苯和1，6-己二胺。第一和第二層壓板的制備可通過本領域熟知的任何方法制備第一層壓板粘合劑層和第二層壓板粘合劑層。在一個實施方案中，通過DMAC溶劑中酸酐和胺的反應制備聚酰胺酸，其中二胺稍微過量。溶于DMAC的導電填料漿液通過如下步驟制備用Silverson L4RT-A高剪切混合器在4000-6000rpm下將所需量的導電填料混合到DMAC溶劑中，混合5_10分鐘或直到導電填料分散為止。然后將導電填料漿液加入聚酰胺酸溶液，并且再次用Silverson L4RT-A高剪切混合器在大約4000-6000rpm下混合，直到聚酰胺酸中達到所需量的導電填料,例如30重量％。為了提高分子量，以漸進方式逐步加入二酐單體的DMAC終溶液，直到達到目標粘度500-1000泊。在膜澆鑄前使?jié){液脫氣以移除任何氣泡。在一些實施方案中，將已填充的成品聚合物溶液直接澆鑄在大約14英寸長X 10英寸寬X0. 001英寸厚的裸銅片上。然后將樣品置于大約80°C至100°C的熱板上，進行溶劑干燥約30分鐘，或直到達到至少70%或更多的膜固體(素坯膜狀態(tài)(green film state))。然后將銅上已填充的聚酰亞胺素坯膜置于膜固化支架上。然后將銅上已填充的聚酰亞胺粘合劑膜置于Blue M氮氣吹掃高溫爐中進行固化，以50°C /10分鐘的升溫條件在60分鐘內(nèi)從100°C升溫至400°C，然后再在60分鐘內(nèi)在氮氣環(huán)境下緩慢降至室溫。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺或第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺或它們二者通過熱轉化從聚酰胺酸轉化為聚酰亞胺。在一些實施方案中，第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺或第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺或兩種粘合劑層聚酰亞胺均使用適當?shù)膩啺坊瘎┮约盁醽磙D化。在一些實施方案中，第一層壓板和第二層壓板可通過本領域熟知的方法，例如雙帶壓或輥隙層壓制備。加熱裝置本發(fā)明的基于膜的加熱裝置涉及長期使用情形的高溫應用。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置還提供均勻加熱。一種用于促進均勻加熱的已知方法是使用節(jié)點促進控制或遷移局部熱量。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置不需要任何附加裝置，例如定位于整個膜加熱裝置上的節(jié)點，來達到均勻加熱。此外，本發(fā)明的第一層壓板粘合劑層和第二層壓板粘合劑層能夠經(jīng)受使第一層壓板金屬箔和第二層壓板金屬箔粘合至基膜所需的高層壓溫度。通常需要大于290 C的層壓溫度?；谀さ募訜嵫b置的溫度取決于電壓和金屬箔(匯流條)位置或間距。對于固定的匯流條位置，當電壓增加時，溫度也升高。對于恒定電壓，可通過減小金屬箔之間的距離來升高溫度。在一些實施方案中，使用的金屬箔多于兩個。金屬箔使用的數(shù)量將取決于受熱 區(qū)域的大小和所需的溫度。因此，可按照所需的最終用途來定制加熱裝置。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置可用于柔性或剛性應用。一些高溫最終用途應用的實例為衣物熨斗、直發(fā)器和工業(yè)加熱器應用。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置用作墻面加熱器、地板加熱器、屋頂加熱器和座椅加熱器。本發(fā)明的基于膜的加熱裝置用于風車葉片、飛機機翼前緣和直升機槳葉的加熱以防止冰雪堆積，或用于任何期望在很長的長度上很少或沒有電壓下降的應用。雖然上述應用尤其適合本發(fā)明的基于膜的加熱裝置，但是本領域技術人員可設想基于膜的加熱裝置用于除高電壓高溫應用以外的其它加熱應用，例如低電壓低溫、低電壓高溫、高電壓低溫應用?；ぞ哂谢?nèi)表面和基膜外表面。第一層壓板粘合劑層具有第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面和第一層壓板粘合劑層外表面。第一層壓板金屬箔具有第一層壓板金屬箔內(nèi)表面和第一層壓板金屬箔外表面。第一層壓板金屬箔內(nèi)表面直接粘合至第一層壓板粘合劑層外表面。第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面直接粘合至基膜內(nèi)表面的一部分。第二層壓板粘合劑層具有第二層壓板粘合劑層內(nèi)表面和第二層壓板粘合劑層外表面。第二層壓板金屬箔具有第二層壓板金屬箔內(nèi)表面和第二層壓板金屬箔外表面。第二層壓板金屬箔內(nèi)表面直接粘合至第二層壓板粘合劑層外表面。第二層壓板粘合劑層內(nèi)表面直接粘合至基膜內(nèi)表面的不同于第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面的部分。在一個實施方案中，電流借助橋接兩個層壓板的基膜流動于第一層壓板和第二層壓板之間，從而產(chǎn)生基膜的電阻式加熱。在一些實施方案中，本發(fā)明的基于膜的加熱裝置還可包括第二基膜，所述第二基膜具有第二基膜外表面和直接粘合至基膜外表面的第二基膜內(nèi)表面。在一個實施方案中，第二基膜包含第二基膜芳族聚酰亞胺。第二基膜提供介質(zhì)阻擋層。第二基膜的使用使加熱裝置附接至鄰近的導電表面，而不干擾被導電膜加熱的表面。因此，不希望第二基膜包含導電填料。第二基膜芳族聚酰亞胺可以與基膜中的基膜芳族聚酰亞胺相同或不同。在一些實施方案中，第二基膜芳族聚酰亞胺衍生自均苯四甲酸二酐和4，4’ - 二氨基二苯醚?？赏ㄟ^真空壓合層壓制備基于膜的加熱裝置。需要足夠的熱和壓力來將第一層壓板和第二層壓板(或更多)粘合至基膜。在一個實施方案中，基于膜的加熱裝置還包括覆蓋層。在一個實施方案中，覆蓋層直接附接至基膜外表面。在另一個實施方案中，覆蓋層直接附接至第二基膜外表面。在一些實施方案中，覆蓋層和基膜之間可以有附加層。在另一個實施方案中，覆蓋層附接至基膜內(nèi)表面的暴露區(qū)域(未直接粘合至第一層壓板粘合劑層或第二層壓板粘合劑層的區(qū)域)以及第一層壓板和第二層壓板的暴露區(qū)域。在另一個實施方案中，覆蓋層包封基于膜的加熱裝置，如圖5所示。在另一個實施方案中，覆蓋層可附接至基膜外表面(或第二基膜外表面28b)及第一層壓板和第二層壓板的暴露區(qū)域，以及未直接粘合至第一層壓板粘合劑層或第二層壓板粘合劑層的基膜的內(nèi)表面。在一些實施方案中，覆蓋層包封至少基膜、第一層壓板和第二層壓板。在一些實施方案中，覆蓋層包封至少基膜、第一層壓板粘合劑層、第一層壓板金屬箔、第二層壓板粘合劑層和第二層壓板金屬箔。 在一些實施方案中，覆蓋層選自四氟乙烯六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、以及它們的混合物。PFA是聚(四氟乙烯-共-全氟[烷基乙烯基醚])，包括它們的變型或衍生物，其具有如下代表整個聚合物至少50、60、70、80、85、90、95、96、97、98、99或約100重量％的部分* .
--(CfVCFA-(CF2-CF)y
I *
0
1
R|其中Rl是CnF2n+l，其中η可為等于或大于I的任何自然數(shù)，包括至多20或更多，通常η等于I至3，其中X和y是摩爾分數(shù)，其中x在O. 95至O. 99的范圍內(nèi)，通常為O. 97，并且其中y在O. 01至O. 05的范圍內(nèi)，通常為O. 03，并且如ASTM D 1238中所述，其中熔體流動速率在I至100 (克/10分鐘)的范圍內(nèi)，優(yōu)選地I至50 (克/10分鐘)，更優(yōu)選地2至30 (克/10分鐘)，并且最優(yōu)選地5至25 (克/10分鐘)。FEP是聚(四氟乙烯-共-六氟丙烯)[也稱為聚(四氟乙烯-共-六氟丙烯)共聚物]，其整體或部分地衍生自四氟乙烯和六氟丙烯，包括它們的變型或衍生物，具有如下代表整個聚合物至少50、60、70、80、85、90、95、96、97、98、99或約100重量％的部分
——(nVCF,)x-((:'F.,-CF)v
L …- · I
0
1
O
Hj其中X和y是摩爾分數(shù)，其中X在O. 85至O. 95的范圍內(nèi)，通常為O. 92，并且其中y在O. 05至O. 15的范圍內(nèi)，通常為O. 08，并且如ASTM D 1238中所述，其中熔體流動速率在I至100 (克/10分鐘)的范圍內(nèi)，優(yōu)選地I至50 (克/10分鐘)，更優(yōu)選地2至30 (克/10分鐘)，并且最優(yōu)選地5至25 (克/10分鐘)。FEP共聚物可直接或間接衍生自(i. )50、55、60、65、70或75%至約75、80、85、90或95%四氟乙烯；以及(ii. )5、10、1 5、20或25%至約25、30、35、40、45或50% (通常為7至27%)六氟丙烯。在一些實施方案中，覆蓋層選自 得自DuPont的Tefion* FEP膜、得自DuPont的Teflon PFA膜、以及它們的混合物。在一些實施方案中，覆蓋層經(jīng)表面處理，以提高與膜加熱裝置的粘合性?？梢允褂萌魏我阎谋砻嫣幚?，例如電暈或等離子處理。覆蓋層的功能是防止環(huán)境劣化，并且防止電流從受熱表面泄漏至鄰近的材料表面。在一些實施方案中，覆蓋層厚度于下列數(shù)目的任何兩者之間并且任選地包括下列數(shù)目的任何兩者:12、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120和130微米。在一些實施方案中，覆蓋層厚度為12至130微米。本發(fā)明的覆蓋層可直接輥隙或壓合層壓至膜加熱裝置。所有的公布、專利申請、專利、以及本文提及的其它參考資料以引用方式全文并入本文。除非另外定義，本文所用的所有技術和科學術語的含義均與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常理解的一樣。如發(fā)生矛盾，以本說明書及其包括的定義為準。盡管與本文所述方法和材料類似或等同的方法和材料也可用于本發(fā)明的實踐或 測試，但本文描述了合適的方法和材料。當術語“約”用于描述值或范圍的端點時，本公開內(nèi)容應理解為包括具體的值或所涉及的端點。
實施例優(yōu)點在如下實施例中示出，這些實施例不旨在限制權利要求的范圍。
權利要求
1.基于膜的加熱裝置，包括 A)基膜，所述基膜具有基膜內(nèi)表面和基膜外表面，所述基膜包含 a)基于所述基膜的總重量，55至90重量％的量的基膜芳族聚酰亞胺， b)基于所述基膜的總重量，10至45重量％的量的基膜導電填料； B)第一層壓板，所述第一層壓板包括 a)第一層壓板粘合劑層，所述第一層壓板粘合劑層具有第一層壓板粘合劑層外表面和粘結至所述基膜內(nèi)表面的第一層壓板粘合劑層內(nèi)表面，所述第一層壓板粘合劑層包含 i.基于所述第一層壓板粘合劑層的總重量，55至90重量％的第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺，其中70至100摩爾％的所述第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐， ii.基于所述第一層壓板粘合劑層的總重量，10至45重量％的第一層壓板粘合劑層導電填料， b)第一層壓板金屬箔，所述第一層壓板金屬箔具有i.粘結至所述第一層壓板粘合劑層外表面的第一層壓板金屬箔內(nèi)表面；和ii.第一層壓板金屬箔外表面， 所述第一層壓板金屬箔具有5至200微米的厚度； C)第二層壓板，所述第二層壓板包括 a)第二層壓板粘合劑層，所述第二層壓板粘合劑層具有第二層壓板粘合劑層外表面和粘結至所述基膜內(nèi)表面的第二層壓板粘合劑層內(nèi)表面，所述第二層壓板粘合劑層包含 ·1.基于所述第二層壓板粘合劑層的總重量，55至90重量％的第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺，其中70至100摩爾％的所述第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐， ii.基于所述第二層壓板粘合劑層的總重量，10至45重量％的第二層壓板粘合劑層導電填料， b)第二層壓板金屬箔，所述第二層壓板金屬箔具有i.粘結至所述第二層壓板粘合劑層外表面的第二層壓板金屬箔內(nèi)表面；和ii.第二層壓板金屬箔外表面， 所述第二層壓板金屬箔具有5至200微米的厚度； 其中所述第一層壓板的至少一部分和所述第二層壓板的至少一部分間隔開，并且通過所述基膜的至少一部分相互連接。
2.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，還包括第二基膜，所述第二基膜具有第二基膜外表面和第二基膜內(nèi)表面，所述第二基膜內(nèi)表面直接粘合至所述基膜外表面，所述第二基膜包含第二基膜芳族聚酰亞胺。
3.根據(jù)權利要求2的基于膜的加熱裝置，其中所述第二基膜芳族聚酰亞胺衍生自均苯四甲酸二酐和4，4’ - 二氨基二苯醚。
4.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，包括覆蓋層，其中所述覆蓋層選自四氟乙烯六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、以及它們的混合物。
5.根據(jù)權利要求4的基于膜的加熱裝置，其中所述覆蓋層包封至少所述基膜、所述第一層壓板粘合劑層、所述第一層壓板金屬箔、所述第二層壓板粘合劑層和所述第二層壓板金屬箔。
6.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中至少70摩爾％的所述基膜芳族聚酰亞胺衍生自均苯四甲酸二酐和4，4’ - 二氨基二苯醚。
7.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺還衍生自I至30摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、以及它們的任何組合。
8.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺還衍生自I至30摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、以及它們的任何組合。
9.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和所述第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺還衍生自I至30摩爾％的非芳族二胺，所述非芳族二胺選自脂族二胺、脂環(huán)族二胺、以及它們的任何組合。
10.根據(jù)權利要求9的基于膜的加熱裝置，其中所述脂族二胺為1，6-己二胺。
11.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板粘合劑層導電填料和所述第二層壓板粘合劑層導電填料是相同的。
12.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述基膜導電填料、所述第一層壓板粘合劑層導電填料和所述第二層壓板粘合劑層導電填料是相同的。
13.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述基膜導電填料、所述第一層壓板粘合劑層導電填料和所述第二層壓板粘合劑層導電填料各自包含炭黑。
14.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板金屬箔和所述第二層壓板金屬箔是相同的。
15.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板金屬箔和所述第二層壓板金屬箔包含銅。
16.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述基膜包含I至15重量％的非導電填料。
17.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板粘合劑層、所述第二層壓板粘合劑層、或所述第一層壓板粘合劑層和所述第二層壓板粘合劑層二者包含I至15重量％的非導電填料。
18.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和所述第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺部分地衍生自4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐和1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯。
19.根據(jù)權利要求I的基于膜的加熱裝置，其中所述第一層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺和所述第二層壓板粘合劑層熱塑性聚酰亞胺各自衍生自4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯和1，6-己二胺。
全文摘要
本公開涉及膜加熱裝置，所述膜加熱裝置具有適合高溫長期使用的均勻加熱。本公開的基于膜的加熱裝置具有基膜以及至少一個第一和第二層壓板。所述基膜包含基膜芳族聚酰亞胺和基膜導電填料。所述第一層壓板和第二層壓板各自具有粘合劑層和金屬箔。所述粘合劑層包含熱塑性聚酰亞胺和導電填料。所述熱塑性聚酰亞胺衍生自至少一種芳族二胺和至少一種芳族二酐。
文檔編號B32B27/08GK102781662SQ201180010651
公開日2012年11月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權日2010年3月19日
發(fā)明者D·E·格倫, T·E·卡內(nèi) 申請人:E·I·內(nèi)穆爾杜邦公司