安全智能石墨烯电热毯及其制备方法与温度控制方法与流程

1.本发明属于电热毯领域，具体为安全智能石墨烯电热毯及其制备方法与温度控制方法。


背景技术：

2.现有生活中，现有电热毯，又名电褥子，是在较冷天气中，用于直接接触性的人体抗寒的电暖器，应用年代已久，一直采取的电热丝盘蛇方法置于毛毯间，采取必要的安全绝缘方式，大部分电热毯采用的是220v市电，完全靠电热丝外部绝缘皮，大部分材料采用pvc与硅胶来做绝缘，但易老化，盘蛇状的电热丝也出现电热丝发热温度高于两线之间空余温度，很难做到整个电热面积的温度均匀，如果用户使用不当，电热毯表面破损或电热丝刚好被尖锐利器刺断或刺破绝缘层漏电，那后果不堪设想，全国各地因电热毯事故死伤多人或短路起火损失财产的案例新闻报道太多。同时现有的电热毯，温度控制简单，控制器过220v，电子元器件易老化及损坏，就是简单的开关作用，其中大多数有档位控制，采取是限压限阻的拨动装置，常见，高中低档，复杂的1-9档，部分高档产品也只是设定温度加定时，但此类温度并不准，没有采用ntc温度探头，而日本韩国高档电热毯虽然带有ntc温探头，但只有恒温及定时功能，不能真正给到消费者过高的体验。比如，现有电热毯常见的应用，为了考虑安全，产品须睡觉前加好热，睡觉了得关电停止工作状态，因为采用是220v电压，怕发生意外，碰到寒冷的天气，人在半夜冷醒，如果不关电，一直加热，会出现热醒，一晚下来会使用皮肤干燥，长期使用，会使用脱水与低温烫伤皮肤组织，引发皮肤病等，辐射大，对辐射过敏者不能使用，部分有档位工作产品，只能针对档位来输出电热毯功率实现温度加热，但适合人体的温度处决于自然环境、工作环境、体感温度等决定需要电热的温度，可能前些时间用2档，今天就不能再用2档工作了，其中通过档位调压与调阻来实现功率大小的控制器并不能达到温度暂停，而是一直用发热新动态，导致温度也有可能过高或过低，过高影响睡眠质量，过低会冷醒，常见无定时装置，使用过后忘记关断外出，损耗电能外更可怕发生安全事故。
3.

技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供安全智能石墨烯电热毯及其制备方法与温度控制方法，解决了背景技术中提到的问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：安全智能石墨烯电热毯，包括柔性石墨烯发热体，所述柔性石墨烯发热体的顶部设置有两个导电电极，所述柔性石墨烯发热体的底部固定连接有第一tpu绝缘膜，所述柔性石墨烯发热体的顶部固定连接有第二tpu绝缘膜，所述第一tpu绝缘膜的底部固定连接有毯底，所述第二tpu绝缘膜的顶部固定连接有毯面，所述第二tpu绝缘膜与毯面之间设置有ntc温度传感器，所述毯面顶部的一端通过螺钉连接有电热毯导线母端，所述电热毯导线母端远离毯面的一端插接有电热毯导线公端，所述电热毯导线公端远离电热毯导线母端的一端固定安装有温度控制器，所述温度控制器的外部且位于电热毯导线公端的一侧固定连接有
电源线母端，所述电源线母端远离温度控制器的一端插接有电源线公端，所述电源线公端远离电源线母端的一端固定安装有电源适配器。
5.作为优选，所述温度控制器包括面壳和底壳，所述面壳与底壳之间通过螺钉连接，所述面壳顶部的一端固定安装有透明镜片，所述底壳的顶部通过螺钉连接有pcba板，所述pcba板的顶部且位于透明镜片的正下方固定安装有lcd显示屏，所述pcba板的顶部远离lcd显示屏的一端设置有按键，所述按键的顶部延伸至面壳的顶部，所述面壳的顶部且位于按键的外侧固定安装有导光圈。
6.作为优选，所述第一tpu绝缘膜、第二tpu绝缘膜与柔性石墨烯发热体之间且位于导电电极的外侧均设置有高温绝缘胶布和绝缘醋酸布。
7.作为优选，所述毯底底部的一端通过螺钉连接有与电热毯导线母端相配合的卡扣底板。
8.作为优选，所述电热毯导线母端与电热毯导线公端之间设置有防水连接螺帽。
9.作为优选，所述pcba板与按键之间设置有硅胶片。
10.作为优选，所述导电电极、ntc温度传感器均与电热毯导线母端电性连接。
11.作为优选，所述电源适配器远离电源线公端的一端插接有电源线插头。
12.安全智能石墨烯电热毯的制备方法，包括以下步骤：s1、首先制备ptc纳米石墨烯柔性发热体，将特制的无纺布设置为基材，根据产品尺寸进行定型平铺与制作，特性无纺布为柔性基材来实现发热体的柔软性，将化学分解好的的水性石墨烯晶须浆料，均匀浸透于无纺布体中，放置高温80度的恒温炉中，定时30分钟，让第一层水性石墨烯高温固化，固化完成第一层石墨烯发热体；s2、第一层石墨固化定型后，再将水性石墨性晶须浆料均匀浸透于无纺布，进行第二层水性石墨烯晶须固化，置入恒温箱120度温度，时间为30分钟，到时间后，取出，此时第二层水性石墨烯层固化完成；s3、再进行第三层石墨烯层固化工作，将水性石墨烯晶须浆料均匀浸透于第二层上，置于恒温箱160度，时间为20分钟，第三层水性石墨烯干化固化后，已经在无纺布上完全形成全石墨烯发热体膜状；s4、再进行第四层水性石墨烯晶须，均匀面积浸透，因为水性材料，会增加石墨烯的流动性，利用流动性特点，可以使无纺布上的石墨烯层分布的更加均衡，第四层石墨烯主要利用流动来提升均衡性，因此置入200恒温箱中，只需要10分钟即可，同时将导电银浆分布于石墨烯发热膜边缘10mm宽，一起与第四层石墨烯固化，经过上述工艺制作后，ptc纳米石墨烯柔性发热体制作完成；s5、ptc柔性石墨烯发热体制作完成后，开始设计毯体，将已经剪裁好相应尺寸tpu绝缘高温熔胶膜平铺在作业平台上，规划好尺寸标准，将ptc柔性石墨烯发热体平铺在tpu绝缘贴合膜上；s6、布置导电紫铜电极电路，将紫铜电极电路置入柔性发热膜的导电银极上，形成电路并联回路，确保紫铜电极与导电极的紧密性，增加高温绝缘胶布将紫铜电极与导电极紧压在一起；s7、石墨烯发热体上的紫铜电极及高温保护胶布布置好后，再增加一层醋酸布高温胶布密封紧贴；
s8、将石墨烯层再次翻转，增加反面的抗强度及绝缘性，采取步骤s6、步骤s7相同方法；s9、完成后，将反面的tpu高温绝缘溶合膜平铺在石墨烯发热体上，此时，石墨烯发热体已经在中间层，在tpu高温绝缘溶合膜上布置ntc温度传感器元器件，导线由侧边角连接口引出；s10、将上、下毯面绦沦纤维材料剪裁尺寸平铺好，将前面完成的工序置入面料中，固定好相应位置；s11、将固定好地毯面结构置入高温平压热合设备中，采取高温热合，此时，将平压热合设备温度调制到150度，热合平压5分钟，此时tpu高温绝缘膜经过高温，完全将产品结合为一体，并形成了集绝缘、柔性发热膜、导电电极、ntc温度传感器产品的毯面，此时，毯面柔软，发热体受到了保护，绝缘膜防水，由于采用低压设计，毯面已经达到了基本绝缘要求，充分考虑人体使用的安全性；s12、毯面热合成型后，找出电极及ntc温度传感器性号引线的接点，标识好出线方式位置，毯面通过剪裁包边工序；s13、包边完成后，开始使用夹线盒来安装毯面接点，将电源线并联于电极接点上，ntc温度传感器信息号连接，连接好采用热缩套管绝缘接点，将夹线盒底板与电路定位槽相扣，连接的线路双边错分置入定位槽中，采用a/b密封树脂胶做防水凝固绝缘，固化后，连接头已经完全紧固并防水，再将夹线盒通过螺丝固定，连接导线至公端引出；s14、将毯面及连接完成，配合温度控制器引出导线，双温区配套双温控器，其中双人毯采用双倍功率电源适配器即可。
13.安全智能石墨烯电热毯的温度控制方法，包括以下步骤：s1、该控制器采用ntc温度探头，lcd屏，通过mcu芯片中软件设计，实现温度调节、时间调节以及功能选择；s2、温度调节：当温度处于20-60度时，任一温度，一度一调，恒温方式，时间调节20分钟-12小时调节，20分钟为一档一调；s3、多功能选择：睡眠功能为恒定在23-26度区间工作，同时可根据实际的市场反馈修改程序，舒适功能为设定工作到加热值时，再降5度，再循环升温，保持热量，节能功能为温度达到设定值时，产品工作30分钟，再停止10分钟这种分段式工作，保持热量。
14.本发明的有益效果是：1、产品采用低压直流电，提升产品接触性安全，为了实现dc24v全电路工作，产品本身的控制部分及发热体均为dc24v低压，但又区别于传统的dc24v电热毯；2、产品将传统档位温度控制器，转换成更精确的温度点控制，实现了一度一调，定时及产品工作状态一一显示在lcd显示屏上，用户可直接了解毯的发热状况；3、采用石墨烯柔性发热材料，确保产品柔软舒适，区别于电热丝的蛇盘状，无凹凸感，产品由线发热实现整面状发热，使得加热更加充分均匀，扩大了发热区域，同时更加合理化的配合先进的控制技术；4、产品设计思想与理念对电热的应用更加合理，安全上有充分保障，产品有ii类，但实际上人体接触处iii类电器低压区，合理的安全程序控制，让事故减少，并实现零安全事故。
15.附图说明：为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
16.图1是本发明单人电热毯结构拆分图；图2是本发明温度控制器外部结构示意图；图3是本发明温度控制器内部结构拆分图；图4是本发明双人电热毯结构示意图；图5是本发明单人电热毯原理示意图；图6是本发明双人电热毯原理示意图；图7是本发明单人电热毯温度控制器内部pcba板电路原理图；图8是本发明双人电热毯温度控制器内部pcba板电路原理图；图9是本发明温度控制器内部mcu芯片电路原理图；图10是本发明ntc温度传感器电路原理图。
17.图中：1、柔性石墨烯发热体；2、导电电极；3、第一tpu绝缘膜；4、第二tpu绝缘膜；5、高温绝缘胶布；6、绝缘醋酸布；7、毯底；8、卡扣底板；9、毯面；10、ntc温度传感器；11、电热毯导线母端；12、电热毯导线公端；13、温度控制器；131、面壳；132、底壳；133、透明镜片；134、pcba板；135、lcd显示屏；136、硅胶片；137、按键；138、导光圈；14、电源线母端；15、电源线公端；16、电源适配器；17、电源线插头。
18.具体实施方式：如图1-10所示，本具体实施方式采用以下技术方案：实施例：安全智能石墨烯电热毯，包括柔性石墨烯发热体1，所述柔性石墨烯发热体1的顶部设置有两个导电电极2，所述柔性石墨烯发热体1的底部固定连接有第一tpu绝缘膜3，所述柔性石墨烯发热体1的顶部固定连接有第二tpu绝缘膜4，所述第一tpu绝缘膜3的底部固定连接有毯底7，所述第二tpu绝缘膜4的顶部固定连接有毯面9，通过毯底7与毯面9之间的配合，便于更好的形成电热毯；所述第二tpu绝缘膜4与毯面9之间设置有ntc温度传感器10，通过ntc温度传感器10便于更好的进行温度传感；所述毯面9顶部的一端通过螺钉连接有电热毯导线母端11，所述电热毯导线母端11远离毯面9的一端插接有电热毯导线公端12，所述电热毯导线公端12远离电热毯导线母端11的一端固定安装有温度控制器13，通过温度控制器13便于更好的配合ntc温度传感器10进行使用，实现温度控制；所述温度控制器13的外部且位于电热毯导线公端12的一侧固定连接有电源线母端14，所述电源线母端14远离温度控制器13的一端插接有电源线公端15，所述电源线公端15远离电源线母端14的一端固定安装有电源适配器16。
19.其中，所述温度控制器13包括面壳131和底壳132，所述面壳131与底壳132之间通过螺钉连接，所述面壳131顶部的一端固定安装有透明镜片133，所述底壳132的顶部通过螺钉连接有pcba板134，所述pcba板134的顶部且位于透明镜片133的正下方固定安装有lcd显示屏135，所述pcba板134的顶部远离lcd显示屏135的一端设置有按键137，所述按键137的顶部延伸至面壳131的顶部，所述面壳131的顶部且位于按键137的外侧固定安装有导光圈138，通过按键137便于更好的对设备进行控制，通过lcd显示屏135便于更好的显示设备的工作状态。
20.其中，所述第一tpu绝缘膜3、第二tpu绝缘膜4与柔性石墨烯发热体1之间且位于导电电极2的外侧均设置有高温绝缘胶布5和绝缘醋酸布6，便于更好的增加设备的绝缘效果。
21.其中，所述毯底7底部的一端通过螺钉连接有与电热毯导线母端11相配合的卡扣底板8，便于更好的对电热毯导线母端11进行安装。
22.其中，所述电热毯导线母端11与电热毯导线公端12之间设置有防水连接螺帽，通过防水连接螺帽便于更好的增加电热毯导线母端11与电热毯导线公端12之间的防水效果。
23.其中，所述pcba板134与按键137之间设置有硅胶片136，通过硅胶片136便于更好的对pcba板134与按键137进行缓冲。
24.其中，所述导电电极2、ntc温度传感器10均与电热毯导线母端11电性连接，通过电热毯导线母端11便于更好的对导电电极2与ntc温度传感器10通电。
25.其中，所述电源适配器16远离电源线公端15的一端插接有电源线插头17，通过电源适配器16与电源线插头17，便于更好的对设备通电。
26.安全智能石墨烯电热毯的制备方法，包括以下步骤：s1、首先制备ptc纳米石墨烯柔性发热体，将特制的无纺布设置为基材，根据产品尺寸进行定型平铺与制作，特性无纺布为柔性基材来实现发热体的柔软性，将化学分解好的的水性石墨烯晶须浆料，均匀浸透于无纺布体中，放置高温80度的恒温炉中，定时30分钟，让第一层水性石墨烯高温固化，固化完成第一层石墨烯发热体；s2、第一层石墨固化定型后，再将水性石墨性晶须浆料均匀浸透于无纺布，进行第二层水性石墨烯晶须固化，置入恒温箱120度温度，时间为30分钟，到时间后，取出，此时第二层水性石墨烯层固化完成；s3、再进行第三层石墨烯层固化工作，将水性石墨烯晶须浆料均匀浸透于第二层上，置于恒温箱160度，时间为20分钟，第三层水性石墨烯干化固化后，已经在无纺布上完全形成全石墨烯发热体膜状；s4、再进行第四层水性石墨烯晶须，均匀面积浸透，因为水性材料，会增加石墨烯的流动性，利用流动性特点，可以使无纺布上的石墨烯层分布的更加均衡，第四层石墨烯主要利用流动来提升均衡性，因此置入200恒温箱中，只需要10分钟即可，同时将导电银浆分布于石墨烯发热膜边缘10mm宽，一起与第四层石墨烯固化，经过上述工艺制作后，ptc纳米石墨烯柔性发热体制作完成；s5、ptc柔性石墨烯发热体制作完成后，开始设计毯体，将已经剪裁好相应尺寸tpu绝缘高温熔胶膜平铺在作业平台上，规划好尺寸标准，将ptc柔性石墨烯发热体平铺在tpu绝缘贴合膜上；s6、布置导电紫铜电极电路，将紫铜电极电路置入柔性发热膜的导电银极上，形成电路并联回路，确保紫铜电极与导电极的紧密性，增加高温绝缘胶布将紫铜电极与导电极紧压在一起；s7、石墨烯发热体上的紫铜电极及高温保护胶布布置好后，再增加一层醋酸布高温胶布密封紧贴；s8、将石墨烯层再次翻转，增加反面的抗强度及绝缘性，采取步骤s6、步骤s7相同方法；s9、完成后，将反面的tpu高温绝缘溶合膜平铺在石墨烯发热体上，此时，石墨烯发
热体已经在中间层，在tpu高温绝缘溶合膜上布置ntc温度传感器元器件，导线由侧边角连接口引出；s10、将上、下毯面绦沦纤维材料剪裁尺寸平铺好，将前面完成的工序置入面料中，固定好相应位置；s11、将固定好地毯面结构置入高温平压热合设备中，采取高温热合，此时，将平压热合设备温度调制到150度，热合平压5分钟，此时tpu高温绝缘膜经过高温，完全将产品结合为一体，并形成了集绝缘、柔性发热膜、导电电极、ntc温度传感器产品的毯面，此时，毯面柔软，发热体受到了保护，绝缘膜防水，由于采用低压设计，毯面已经达到了基本绝缘要求，充分考虑人体使用的安全性；s12、毯面热合成型后，找出电极及ntc温度传感器性号引线的接点，标识好出线方式位置，毯面通过剪裁包边工序；s13、包边完成后，开始使用夹线盒来安装毯面接点，将电源线并联于电极接点上，ntc温度传感器信息号连接，连接好采用热缩套管绝缘接点，将夹线盒底板与电路定位槽相扣，连接的线路双边错分置入定位槽中，采用a/b密封树脂胶做防水凝固绝缘，固化后，连接头已经完全紧固并防水，再将夹线盒通过螺丝固定，连接导线至公端引出；s14、将毯面及连接完成，配合温度控制器引出导线，双温区配套双温控器，其中双人毯采用双倍功率电源适配器即可。
27.安全智能石墨烯电热毯的温度控制方法，包括以下步骤：s1、该控制器采用ntc温度探头，lcd屏，通过mcu芯片中软件设计，实现温度调节、时间调节以及功能选择；s2、温度调节：当温度处于20-60度时，任一温度，一度一调，恒温方式，时间调节20分钟-12小时调节，20分钟为一档一调；s3、多功能选择：睡眠功能为恒定在23-26度区间工作，同时可根据实际的市场反馈修改程序，舒适功能为设定工作到加热值时，再降5度，再循环升温，保持热量，节能功能为温度达到设定值时，产品工作30分钟，再停止10分钟这种分段式工作，保持热量。
28.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。