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CN102471050B - 碳纳米管-金属粒子复合组合物及利用其的发热方向盘 - Google Patents

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CN102471050B CN201080031626.9A CN201080031626A CN102471050B CN 102471050 B CN102471050 B CN 102471050B CN 201080031626 A CN201080031626 A CN 201080031626A CN 102471050 B CN102471050 B CN 102471050B
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Abstract

本发明提供一种碳纳米管-金属粒子复合组合物及包括由该复合组合物形成的碳纳米管发热涂层的发热方向盘，本发明的碳纳米管-金属粒子复合组合物包括：a)制造分散有碳纳米管的碳纳米管分散溶液的步骤；b)对上述步骤a)的碳纳米管分散溶液进行酸处理的步骤；c)对上述步骤b)的碳纳米管分散溶液进行中和处理的步骤；d)混合上述步骤c)的碳纳米管分散溶液和包含有金属粒子的金属溶液，在碳纳米管表面结合金属粒子的步骤。

Description

碳纳米管-金属粒子复合组合物及利用其的发热方向盘
技术领域
本发明涉及碳纳米管-金属粒子复合组合物及包括由该复合组合物形成的碳纳米管发热涂层的发热方向盘。
背景技术
一般来说，车辆的方向盘(steering wheel)安装在与转向齿轮连接的转向轴的一侧前端部，方向盘的旋转量通过转向轴传递给转向齿轮并旋动车轮，为了提高驾驶者的握感，上述方向盘一般由轻型材质的PVC(聚氯乙烯)或聚氨酯等制作。
上述方向盘在冬季长时间在外停车的情况下，方向盘由周边的冷空气被冷却，把持方向盘时感到手冷，需要启动暖风机提升温度或是用皮或布材质的把套的保温效果来减轻冰冷感觉。但是，在使用暖风机的情况下，驾驶者需要长时间等待温度上升，而把套有着保温效果欠缺的问题，为此，公开有在方向盘中内置加热线部件(发热体)，并通过温度调节装置调节方向盘的温度的发热方向盘。
现有技术的发热方向盘中公开有多种结构，如图1中图示出的其一部分所示，构成用加热线垫圈30包裹成型于芯部10的外侧部的合成树脂部20，根据需要用皮或布材质的把套40包裹上述加热线垫圈30的结构，上述加热线垫圈30构成为，配有加热线31(发热体)并由温度调节器32调节温度的发热装置。上述加热线31一般由镍铬线等金属发热体或PTC(positive temperature coefficiency，正温度系数)陶瓷发热体等构成。
但是，在现有技术的发热方向盘中，由于制作加热线垫圈并包裹的工序等使制造工序变得复杂，并由于垫圈而降低握感(grip)(太软)。木材或金属等的图案转移层通过液压转移方法(将转移膜溶于水，并利用水的柔和性在物体上转移图案的方法)形成，在附着加热线垫圈的方向盘中无法形成木材或金属等的图案转移层。此外，存在有必须要有用于调节加热线垫圈的温度的温度调节器等问题。
并且，现有技术的发热方向盘直接接触于对触觉敏感的手，因此，优选地避免电阻值持续变化或是负电阻值变化的物质，以便最小化温度急剧地上升或急剧地下降的现象。为此，可以在发热方向盘中适用透明碳纳米管(CNT)作为发热体。
其中，碳纳米管重要的是其分散，并且，对减小碳纳米管和碳纳米管之间的接触电阻上进行有较多研究。若减小碳纳米管和碳纳米管之间的接触电阻，则导电率将降低的同时，也能够作为透明电极物质使用，对此也有如下所述的提示。
在韩国专利申请10-2008-0112799号中，作为减小接触电阻的方法，其主要目的在于制作出CNT-金属纳米粒子混合物，以在塑料基板上制造薄膜。上述混合物表现为，在碳纳米管表面吸附金属前驱体，以减小碳纳米管薄膜的整体电阻。并且，记载有利用银纳米粒子通过热处理在吸附的一部分表面成长为簇(Cluster)的机理(Mechanism)。在由此形成的碳纳米管-金属纳米粒子混合物的情况下，虽然能够减小电阻值，银纳米粒子很难被均匀地吸附于构成稳定的壁(Wall)结构的碳纳米管(CNT)，引起各部位的检测值不均匀的结果。
为了将上述碳纳米管作为发热体利用，在使用由上述吸附方法形成的碳纳米管-金属纳米粒子混合物的情况下，可以确认在具有三维曲折的塑料(Plastic)把手面上涂敷(Coating)时，无法发挥均匀的发热特性，并随着电源(Power)的连续的开启-关闭(On-Off)，电阻值发生变化。
发热把手直接接触于对触觉敏感的手，因此，应当避免电阻值持续变化或是负电阻值变化的物质，以便最小化温度急剧地上升或急剧地下降的现象。
在将碳纳米管单独地分散并涂敷于发热把手上的情况下，由于高的接触电阻而很难对准发热把手所要求的发热量，在将纳米金属单独地分散并涂敷于发热把手上的情况下，由于低的电阻系数而引起初始发热。
在不使用碳纳米管而使用碳的情况下，由于基于温度的电阻值的变化大，不适合于需要精密的温度控制(Control)的发热把手用途。
随着持续的温度上升，电阻值将上升。电阻值的持续上升带来电流流动的减小，结果会导致断路，作为防止该现象发生的方法，适当地使用碳素以实现相互互补的特性。
发明内容
技术问题
因此，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种制造工序简单，握感良好，能够形成图案转移层，不必必须要有温度调节器，热传递效率优秀，防止集热现象的发热方向盘。
并且，本发明的目的在于提供一种在碳纳米管分散溶液中化学性地粘贴金属纳米粒子，使导电率持续并在前面均匀地形成的碳纳米管-金属粒子复合组合物，以及通过使用该碳纳米管-金属粒子复合组合物，电的电阻值不发生变化的发热方向盘。
并且，本发明的目的在于提供一种在碳纳米管-金属粒子复合组合物中混合粘结剂而制作单液型的溶液，将其均匀地分散涂敷于3D结构的塑料(Plastic)把手表面，从而通过与塑料把手的附着力，在精密的温度范围内具有发热特性，并在160℃以下的温度变化下，电阻值不发生变化的发热方向盘。
解决问题的手段
本发明提供一种碳纳米管-金属粒子复合组合物，包括：a)制造分散有碳纳米管的碳纳米管分散溶液的步骤；b)对上述步骤a)的碳纳米管分散溶液进行酸处理的步骤；c)对上述步骤b)的碳纳米管分散溶液进行中和处理的步骤；d)混合上述步骤c)的碳纳米管分散溶液和包含金属粒子的金属溶液，在碳纳米管表面结合金属粒子的步骤。
本发明提供一种发热方向盘，包括：芯部，保持方向盘的刚性；合成树脂部，形成于上述芯部的外侧部；碳纳米管发热涂层，在上述合成树脂部的外侧面，涂敷形成有上述碳纳米管-金属粒子复合组合物；电极，电连接于上述碳纳米管发热涂层，用于引导发热。
发明的效果
根据本发明的发热方向盘，通过喷射分散液来形成发热涂层，具有制造工序简单，发热涂层的握感良好，可以在发热涂层的外侧形成木材或金属等的图案转移层，不必必须要有温度调节器，发热涂层的热传递效率优秀，防止集热现象的效果。
并且，提供一种在碳纳米管分散溶液中以化学方法粘贴金属纳米粒子，使导电率持续并在前面均匀地形成的碳纳米管-金属粒子复合组合物，以及通过使用该碳纳米管-金属粒子复合组合物，电的电阻值不发生变化的发热方向盘。
并且，提供一种在碳纳米管-金属粒子复合组合物中混合粘结剂而制作单液型的溶液，将其均匀地分散涂敷于3D结构的塑料(Plastic)把手表面，从而通过与塑料把手的附着力，在精密的温度范围内具有发热特性，并在160℃以下的温度变化下，电阻值不发生变化的发热方向盘。
附图说明
图1是表示现有技术的发热方向盘的结构图。
图2是表示适用本发明的发热方向盘的俯视图。
图3是表示图2中的沿着箭头A-A线的剖视图。
图4是表示根据本发明的另一实施例的发热方向盘的剖视图。
图5是表示适用本发明的发热方向盘的制造工序图。
图6是表示适用本发明的发热方向盘的制造流程图。
图7的(a)部分是表示普通碳纳米管发热体的粒子模型。
图7的(b)部分是表示由碳纳米管(CNT)和银(Ag)粒子或金属粒子等的导电体构成的发热体的粒子模型。
图8的(a)部分是表示普通碳的电网络模型。
图8的(b)部分是表示碳纳米管(CNT)的电网络模型。
图9是表示本发明的实施例1的过程的图。
图10是表示要涂敷本发明的实施例1及比较例1～2的溶液的发热方向盘的照片。
图11是表示在图10的把手包覆皮材质的成品的照片。
图12是表示根据本发明的实施例1的耐久性测试结果。
附图标记的说明
110：芯部 120：合成树脂部
130：碳纳米管发热涂层 131：电极
140：把套 150：转移层
160：外部涂层
具体实施方式
根据本发明中的碳纳米管-金属粒子复合组合物，包括：a)制造分散有碳纳米管的碳纳米管分散溶液的步骤；b)对上述步骤a)的碳纳米管分散溶液进行酸处理的步骤；c)对上述步骤b)的碳纳米管分散溶液进行中和处理的步骤；以及d)混合上述步骤c)的碳纳米管分散溶液和包含金属粒子的金属溶液，在碳纳米管表面结合金属粒子的步骤。
其中，上述步骤a)的碳纳米管是选自MWNT(multi wall nanotube，多壁碳纳米管)、TWNT(Thin wall nanotube，薄壁碳纳米管)及SWNT(single wall nanotube，单壁碳纳米管)中的一种以上纳米管。
在上述步骤a)中，通过将上述碳纳米管分散于溶剂来制造分散溶液。
在上述步骤b)中，添加选自硝酸、硫酸、盐酸及高氯酸中的一种以上酸进行酸处理。
在上述步骤c)中，添加选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液及氢氧化铵水溶液中的一种以上水溶液进行中和处理。
一般来说，当对碳纳米管进行酸处理时，随机地生成羧基，同时pH值下降而带有酸性。在将其过滤使用的情况下，由于受到酸的侵蚀的碳纳米管分子结构上存在无数的缺陷(defected)，具有导电性变差的特征。为了解决上述问题，本发明中实施中和处理，将pH还原为6以上。pH优选达到7为好。
在酸处理后，即使只过滤碳纳米管使用，周边也将存在微量的酸性离子，因此在添加金属纳米粒子时，其可能会容易被残余物酸化。由于以获取纯金属纳米粒子并混合于上述酸处理的碳纳米管的方式制造而成，因此在不考虑pH的状态下，将金属纳米粒子与碳纳米管混合时，在金属纳米粒子通过库仑力进行物理吸附之前，可能会由残余酸性离子被酸化。
因此，在本发明中，为了在导入有羧基的碳纳米管中化学性地粘结金属粒子，为了金属粒子不受到酸性离子的攻击而进行中和处理后，造成碳纳米管的稳定化及使酸性离子在金属粒子化学性地结合的过程中不参与反应。
在上述步骤c)中，利用超声波混合上述步骤b)的碳纳米管分散溶液和选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液及氢氧化铵水溶液中的一种以上。
在上述步骤d)中，包含金属粒子的金属溶液中包含：溶剂；选自四辛基溴化铵(TOAB)、1，2-二氯苯(1，2-dichlorobenzene)、N-甲基吡咯烷酮(NMP：N-methylpyrrolidone)以及N，N-二甲基甲酰胺(DMF：N，N-dimethylformamide)中的一种以上与甲醛(formaldehyde)或乙醛(acetaldehyde)混合的溶液；以及选自Ag、Pt、Pd、Au、Cu、Ni、Al、Ag/Cu、Ag/Ni的盐中的一种以上的金属盐。
作为上述金属盐的具体例有AgCl、AgI、AgBr、AgNO3、AgCN及KAg(CN)2等，但是并非限定于此，上述金属盐更优选地溶解于HNO3溶解液后，添加少量NH3使用。
在上述步骤d)中，碳纳米管表面的金属粒子可以是选自Ag、Pt、Pd、Au、Cu、Ni、Al、Ag/Cu、Ag/Ni及Cu/Ni中的一种以上。并且，碳纳米管表面的金属粒子的直径优选为10至300nm。
本发明中还包括：将上述步骤d)的溶液分散于选自甲基乙基酮(MEK)、4-甲基-2-戊酮(MIBK)、丙酮(acetone)、环己酮(cyclohexanone)、甲酮系溶液、乙二醇丁醚醋酸酯(butoxyethylacetate)、丁基卡必醇醋酸酯(BCA：butyl carbitol acetate)、醋酸盐类溶液中的一种以上而制造分散溶液的步骤；以及混合上述分散溶液和粘结剂的步骤。
其中，作为粘结剂有选自聚氨酯树脂(Poly Urethane resin)、聚酯树脂(Poly ester resin)及丙烯酸树脂(Acryl resin)中的一种以上。
实施例1
将MWNT(multi wall nanotube，多壁碳纳米管)2mg与100ml蒸馏水放入玻璃烧杯中，利用微射流均质机(Microfluidizer(M-110S))在15000psi压力下实施物理性的分散，得到CNT分散溶液。并且，用近距离声波定位器(Sonicator(ULH-700))对按3∶1混合硫酸和硝酸的水溶液进行1小时的超声波混合。
接着，用NaOH水溶液进行中和后，混合于DMF水溶液上的四辛基溴化铵和甲苯10ml、乙醛1ml后，在硝酸水溶液中添加0.1g的AgCl后，缓慢添加浓的NH3，准备包含RX的混合溶液。随后，将上述包含RX的混合溶液混合于包含NaOH的MWNT，实施80℃、3小时的混合并进行置换反应(Phase Transfer Reaction)，使在CNT表面析出Ag粒子并结合。将上述进行反应的溶液在铝膜(anodisc，200nm)中利用过滤装置进行过滤，分散于甲基乙基酮溶液后，添加粘结剂(LG化学EXP-7)进行混合，制造出根据本发明的碳纳米管-金属粒子复合组合物(参照图9)。
比较例1
将MWNT(multi wall nanotube，多壁碳纳米管)2mg与100ml蒸馏水放入玻璃烧杯中，利用微射流均质机(Microfluidizer(M-110S))在15000psi压力下实施物理性的分散，得到CNT分散溶液。其中，放入NMP(n-methylpyrrolidone，n-甲基吡咯烷酮)10ml，用近距离声波定位器(Sonicator(ULH-700))进行10小时的超声波混合。
将其在铝膜(anodisc，200nm)中通过过滤装置进行过滤后，接着通过银前驱体溶液(将硝酸银5g和丁胺4.5ml混合于甲苯60ml而制造)进行过滤，制造出CNT-金属纳米粒子混合物。
将其在120℃以下进行2小时的热处理后，将其分散于甲基乙基酮溶液后，添加粘结剂(LG化学EXP-7)进行混合，制造出CNT-金属纳米粒子混合物溶液。
比较例2
将MWNT(multi wall nanotube，多壁碳纳米管)2mg用100ml甲基乙基酮放入玻璃烧杯中，利用微射流均质机(Microfluidizer(M-110S))在15000psi压力下实施物理性的分散，得到CNT分散溶液后，添加粘结剂(LG化学EXP-7)制造出溶液。
实验例1
将实施例1及比较例1～2的溶液均匀地喷射涂敷在具有3D形状的塑料把手(Urethane)表面。考虑到氨基甲酸酯(Urethane)把手的Dereadation变形温度，将其在100℃以下进行2小时的干燥后，跨上把手的3点(Point)(参照图10及图11)并用表面电阻检测器(MCP-HT450)反复检测2次，将其结果表示在表1中。
(表1)
如上所述，在只单独地使用碳纳米管的情况下(比较例2)，表现出106以上的高的面电阻值，不利于作为发热把手实现，在CNT-金属纳米粒子混合物的情况下(比较例1)，可以确认由于Ag的分散程度不均匀，与检测对应的值的浮动较大。即，为了作为发热材料使用，只有以CNT-金属纳米粒子合成物状态利用，才能得到表面的均等的电阻值。
实验例2
在通过根据本发明的实施例1制作的把手包覆皮材质形成成品后(参照图11)，利用IT6720电源(Power Supply)接入DC 12伏(Volt)实施温度上升测试。虽然在比较例1包覆皮材质形成成品，并利用IT6720电源(Power Supply)接入DC12伏(Volt)，但在经过2分钟(min)时温度上升后，断路而未能运转。并且，在比较例2中，在DC 12伏(volt)下未流动有电流。
实验例3
在通过根据本发明的实施例1制作的把手包覆皮材质形成成品后，在-20℃的低温腔室中放置6小时(hr)进行冷却。随后，将产品拿出到25℃的常温，利用IT6720电源(Power Supply)接入DC12伏(Volt)，由温差电偶(thermocouple)检测把手表面的温度变化。如图12的耐久性测试结果所示，在经由1分钟时上升到25℃以上的温度，从把手表面开始感觉到温热，在经过5分钟的时间点达到约35℃.。满足了15分钟以内需要达到40℃的加热把手标准(ES56110-05)，在去除用于保持把手的一定的温度的PID控制器的状态下的长期稳定性测试的结果，在保持50～53℃的情况下，未发生火灾或皮材质表面的变形。
如上所述，在本发明中，金属纳米粒子在碳纳米管中均匀地编制，为了在制造分散溶液时防止金属纳米粒子脱离出来，能够制造出利用置换反应的碳纳米管-金属粒子复合组合物。
当制作出上述碳纳米管-金属粒子复合组合物时，在作为碳纳米管的固有特性的碳-碳共有结合结构和基于此的电流移动的特性上，固有电阻将消失，能够得到铜线的1000倍程度的电流密度，并由与碳纳米管结合的金属纳米粒子的电荷传递通道，能够同时得到减小接触电阻的特性。
通过本发明能够得到金属粒子均匀地编制到碳纳米管每个粒子的特性，并由于金属纳米粒子被强化学性结合于碳纳米管，在混合粘结剂的涂敷溶液中，不发生碳纳米管和金属纳米粒子之间的分离现象。并且，由于均匀地涂敷于3D的塑料把手形状的碳纳米管-金属粒子合成物得到强粘结(Binding)，防止随着时间的经过而产生负电阻，或是金属纳米粒子分离而引起接触电阻。比起单纯地为了降低导电率，可以在所需的发热把手的发热要求范围内一定又均匀地保持。
此外，根据本发明中的发热方向盘，包括：芯部，保持方向盘的刚性；合成树脂部，形成于上述芯部的外侧部；碳纳米管发热涂层，在上述合成树脂部的外侧面，涂敷形成有本发明碳纳米管-金属粒子复合组合物；电极，电连接于上述碳纳米管发热涂层并引导发热。
本发明的碳纳米管发热涂层，其特征在于，由碳纳米管粒子和金属粒子化学性地结合的碳纳米管-金属粒子复合组合物涂敷。
在上述碳纳米管发热涂层的外侧包裹有把套。
上述把套由选自皮、布材质及PU(聚氨酯)中的某一种构成。
在上述碳纳米管发热涂层的外侧形成有基于液压转移方法的转移层。
在上述转移层外侧形成有外部涂层。
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。
图2是表示适用本发明的发热方向盘的俯视图(辐条中去除把套的状态)，图3是表示图2中沿着箭头A-A线的剖视图。如图所示，适用本发明的发热方向盘100的结构如下：在由钢或轻合金构成的芯部110的外侧部形成合成树脂部120，在上述合成树脂部120的外侧面形成涂敷形成有碳纳米管-金属粒子复合组合物的碳纳米管发热涂层130，在上述碳纳米管发热涂层130的外侧包裹有把套140。
上述芯部110由轮圈111和辐条112构成，并构成圆形剖面、ㄈ剖面或H剖面等多种剖面形态。
上述合成树脂部120将PU(聚氨酯)、EPS(膨胀聚苯乙烯)或EPP(膨胀聚丙烯)作为原料使用并泡沫化(Foam：expanded plastic)而形成，或是使用ABS等合成树脂并射出成型而形成。
上述碳纳米管发热涂层130是将碳纳米管-金属粒子复合组合物喷射到上述合成树脂部120而涂敷的层，特别优选地，喷射而涂敷由上述碳纳米管(CNT)中化学性地结合银(Ag)粒子等金属粒子而成的碳纳米管-金属粒子复合组合物。
上述碳纳米管发热涂层130的单位面积的涂敷质量优选为3～15g/m2。
形成与上述碳纳米管发热涂层130进行电连接并引导发热的电极131。上述电极131中根据需要也能够连接温度调节器132，但是由于通过碳纳米管(CNT)自身具有的固有特性(电荷量控制)能够实现温度控制，也可以无需设置另外的温度调节器132。在上述温度调节器132中连接电源连接器133。
碳纳米管(CNT)是具有数至数百微米(μm)的直径和长度的各向异性的原材。在碳纳米管中，一个碳素原子与3个其它碳素原子结合而构成六角形的蜂窝图案。在平坦的纸张上画出上述蜂窝图案后圆形卷起纸张时，将构成纳米管结构。即，一个纳米管具有与中空的管或与气缸相同的模样。将其称为纳米管的原因在于，该管的直径一般为1纳米(10亿分之1米)程度较小。在纸张上画出蜂窝图案并圆形卷起时，将构成纳米管，此时，根据按照何种角度卷起纸张，碳纳米管将成为如同金属的电导体(Armchair，扶手椅)，或是成为半导体(ZigZag结构，之字形机构)。
上述把套140是由皮或布材质或是PU(聚氨酯)构成的装饰材料，上述皮或布材质包裹碳纳米管发热涂层130并由裁缝等方式进行结合，上述PU(聚氨酯)由涂敷等方式进行结合，以包裹碳纳米管发热涂层130)。
由于对于利用碳纳米管的发热体的一般的公知技术在韩国专利授权第0749886号等中公开，对于碳纳米管发热涂层的形成的详细说明将省略。
在如上所述构成的根据本发明的发热方向盘中，如图5的工序图和图6的流程图所示，在芯部110的外侧使合成树脂部120成形(S1)。随后，在上述合成树脂部120的外侧，喷射作为金属粒子在碳纳米管表面化学性地结合的碳纳米管-金属粒子复合组合物的分散液(Lq)，形成碳纳米管发热涂层130(S2)。在上述碳纳米管发热涂层130中形成电极131(S3)，根据需要而设置温度调节器132后，通过在上述碳纳米管发热涂层130的外侧包裹结合把套140来完成。
另一方面，如图4中用剖面所示，作为本发明的另一实施例，在芯部110的外侧形成合成树脂部120，在上述合成树脂部120的外侧面形成碳纳米管发热涂层130。在上述碳纳米管发热涂层130的外侧形成木材或金属等的图案转移层150，在上述转移层150的外侧追加地形成外部涂层160。上述木材或金属等的图案转移层150通过公知的液压转移方法形成，上述外部涂层160通过公知的多种材质和多种方法进行涂敷。
在在现有技术的发热方向盘中适用的加热线发热体中，由于加热体和加热线的接触面属于局部性的接触，因此降低对于被加热体的热传递效率，并且达到最高温度的升温时间慢。但是，在本发明的发热方向盘中适用的碳纳米管发热体中，由于被加热体和发热层的接触面属于全面性的接触，因此对于被加热体的热传递效率优秀，并且达到最高温度的升温时间快。
此外，由于图7的(a)部分及图8的(a)部分所示的普通碳素发热体(芴、非结晶碳、石墨)具有作为碳的特性的阴(-)的温度电阻系数，反复的使用引起电阻数值降低而很难确保可靠性。并且，由于现有技术中的金属性物质的发热体具有阳(+)的温度电阻系数，因此反复的使用引起电阻数值上升而很难确保可靠性，但是在图7的(b)部分及图8的(b)部分所示的碳纳米管(CNT)中，由于其在分子结构上是线状结构而不是球形，发生断路的部分少而在电阻数值上更加稳定。特别是，由金属粒子在碳纳米管表面化学性地结合的碳纳米管-金属粒子复合组合物构成的发热体将保留PTC(positive temperaturecoefficiency，正温度系数)的性质，因此温度电阻系数几乎近于0，反复的使用也没有电阻数值的变化而容易确保可靠性。这不能单纯地由具有阴(-)的温度电阻系数的碳和具有阳(+)的温度电阻系数的金属的混合来补正，而是通过在碳纳米管(CNT)表面利用化学性结合的金属粒子等的导电体的结合，来实现如上所述的特性。
此外，如图8的(a)部分中用电网络模型所示，普通碳在粘结剂内只有碳和碳粒子接触才能通电，因此，在适用涂敷时，存在有碳粒子在特定部位中汇聚的可能性，从而在特定部位生成较多的热量。与此对比，如图8的(b)部分中用电网络模型所示，在碳纳米管(CNT)中，即使粒子之间不粘贴而具有某种程度的相隔距离，也将实现通电的电网络现象。由此，只用与普通碳的含量相比很少的含量，也能够实现同等以上的性能，排除碳纳米管(CNT)粒子在特定部位汇聚的可能性，具备均等的发热分布，而没有集热现象。
在如上所述的本发明的发热方向盘中，将现有技术的发热方向盘中附着加热线垫圈的工序，代替为喷射碳纳米管(CNT)和金属粒子等的导电体的工序，与现有技术相比显著地节省制造费用。并且，能够形成木材或金属等的图案转移层，保持良好的握感，实现自由的形状及电阻设计，与现有技术比较时，能够实现显著的能源节省。此外，在碳纳米管(CNT)物质的特性(电荷量控制)上，不必必须要有另外的温度调节器。

Claims (13)

1.一种发热方向盘，其特征在于，包括：
芯部，保持方向盘的刚性；
合成树脂部，形成于所述芯部的外侧部；
碳纳米管发热涂层，在所述合成树脂部的外侧面，涂敷形成有碳纳米管-金属粒子复合组合物；
电极，电连接于所述碳纳米管发热涂层，用于引导发热，
其中所述碳纳米管发热涂层的单位面积的涂敷质量为3～15g/m2，
其中所述碳纳米管-金属粒子复合组合物由包括以下步骤的方法制备：
a)制造分散有碳纳米管的碳纳米管分散溶液的步骤；
b)对所述步骤a)的碳纳米管分散溶液进行酸处理的步骤；
c)对所述步骤b)的碳纳米管分散溶液进行中和处理的步骤；
d)混合所述步骤c)的碳纳米管分散溶液和包含金属粒子的金属溶液，在碳纳米管表面结合金属粒子的步骤，以及
将所述步骤d)的溶液分散于醋酸酯溶液中而制造分散溶液的步骤；以及
混合所述分散溶液和粘结剂的步骤。
2.根据权利要求1所述的发热方向盘，其特征在于，所述步骤a)的碳纳米管是选自多壁碳纳米管、薄壁碳纳米管及单壁碳纳米管中的一种以上的纳米管。
3.根据权利要求1所述的发热方向盘，其特征在于，在所述步骤a)中，通过将所述碳纳米管分散于溶剂来制造分散溶液。
4.根据权利要求1所述的发热方向盘，其特征在于，在所述步骤b)中，添加选自硝酸、硫酸、盐酸及高氯酸中的一种以上进行酸处理。
5.根据权利要求1所述的发热方向盘，其特征在于，在所述步骤c)中，添加选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液及氢氧化铵水溶液中的一种以上进行中和处理。
6.根据权利要求5所述的发热方向盘，其特征在于，在所述步骤c)中，利用超声波混合所述步骤b)的碳纳米管分散溶液和选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液及氢氧化铵水溶液中的一种以上水溶液。
7.根据权利要求1所述的发热方向盘，其特征在于，在所述步骤d)中，包含金属粒子的金属溶液通过将溶剂，选自四辛基溴化铵、1，2-二氯苯、N-甲基吡咯烷酮以及N，N-二甲基甲酰胺中的一种与甲醛或乙醛混合的溶液，以及选自Ag、Pt、Pd、Au、Cu、Ni、Al、Ag/Cu、Ag/Ni的盐中的一种以上的金属盐进行混合制造而成。
8.根据权利要求1所述的发热方向盘，其特征在于，在所述步骤d)中，碳纳米管表面的金属粒子是选自Ag、Pt、Pd、Au、Cu、Ni、A1、Ag/Cu、Ag/Ni及Cu/Ni中的一种以上金属离子。
9.根据权利要求1所述的发热方向盘，其特征在于，所述醋酸酯溶液包括选自乙二醇丁醚醋酸酯和丁基卡必醇醋酸酯中的一种以上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发热方向盘，其特征在于，在所述碳纳米管发热涂层的外侧包裹有把套。
11.根据权利要求10所述的发热方向盘，其特征在于，所述把套由选自皮、布及聚氨酯中的一种构成。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的发热方向盘，其特征在于，在所述碳纳米管发热涂层的外侧形成有基于液压转移方法的转移层。
13.根据权利要求12所述的发热方向盘，其特征在于，在所述转移层外侧形成有外部涂层。
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