阅读说明：本技术 一种基于液态金属的柔性电热疗贴 (Flexible electric heat therapy paste based on liquid metal ) 是由 梁书婷 李洁 黄孟军 谢志刚 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于液态金属的柔性电热疗贴,它是由柔性基底(1)、液态金属(2)、封装层(3)、导线(4)、开关(5)、电源(6)组成。所述柔性基底(1)上开有凹槽(11),所述液态金属(2)充满所述凹槽(11),所述封装层(3)在所述凹槽(11)上方；所述开关(5)、电源(6)、导线(4)与液态金属(2)组成一个闭合回路；所述凹槽为“H”形(111)、“干”字形(112)、“士”字形(113)以及“X”形(114)组成的组合图形。本发明提供的电热疗贴可以重复使用、更柔软、可折叠、与人体贴合度更好、发热更均匀；性价比更高、使用领域更广。(The invention provides a flexible electric heat therapy paste based on liquid metal, which consists of a flexible substrate (1), liquid metal (2), a packaging layer (3), a lead (4), a switch (5) and a power supply (6). A groove (11) is formed in the flexible substrate (1), the groove (11) is filled with the liquid metal (2), and the packaging layer (3) is arranged above the groove (11); the switch (5), the power supply (6), the lead (4) and the liquid metal (2) form a closed loop; the groove is a combined pattern consisting of an H shape (111), a dry shape (112), a Chinese character 'shi' shape (113) and an X shape (114). The electric heat therapy patch provided by the invention can be repeatedly used, is softer and foldable, has better fit degree with a human body, and generates heat more uniformly; the cost performance is higher, and the application field is wider.)

一种基于液态金属的柔性电热疗贴

技术领域

本发明涉及理疗技术领域，尤其涉及一种基于液态金属的柔性电热疗贴。

背景技术

目前，人们对于持续低温加热的需求量不断的增加。例如女性在生理时期会出现痛经的症状，需要通过持续低温加热的物理方法来减轻痛苦，她们通常选择暖宝宝贴。暖宝宝贴发热材料主要由铁粉、活性碳、蛭石、水、盐等材料构成。发热原理是铁粉自然氧化，放出热量。因为在使用前不能发生反应，所以袋子材质要很特别，由原料层，明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的，它还得有一个常规不透气的外袋。在使用时，去掉外袋，让内袋（无纺布袋）暴露在空气里，空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率进行控制的，如果透氧太快，热量会在短时间内散失完，而且还有可能烫伤皮肤；如果透氧太慢，达不到加热效果。

同时，如今的老人、久坐办公人员、手术后患者的人数也在不断地增加，这些人对于持续低温的物理方法也有很大的需求。比如：对于体质日益变差的老人来说，膝部、腰部到了冬天比较脆弱，所以也要采用一定的保护，如佩戴能够进行发热的护腰和护膝；对于久坐的办公人员，他们颈肩腰背连续坚持牢固姿态，椎间盘和棘间韧带长期处于一种重要对峙状况，就会招致颈肩腰背生硬酸胀、或俯仰回身艰苦。因为久坐不动，血液轮回缓解，日久会使心脏性能阑珊，惹起心肌萎缩，所以需要采用持续加热的方法来缓解这种痛苦；对于手术后患者，其术后的关节、皮肤等组织部位由于低温可能导致细胞活性降低、组织恢复缓慢，需要通过低温加热的方法来改善其术后伤口处的温度，以使人体快速恢复组织活力，加快伤口痊愈速度。

但目前的暖宝宝等用于低温加热的护贴存在不可重复使用、不够柔软、贴合效果较差等缺点，与膝盖、腰部、颈椎等硬质部位接触时不能完美贴合、导致热量大量散失，不具有经济性以及广泛应用性。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于液态金属的柔性电热疗贴，其与人体贴合性好，即使使用在膝盖、颈椎等硬质关节处，也能与皮肤保持良好的贴合性；同时，本发明发热均匀、可重复利用、应用领域广泛。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于液态金属的柔性电热疗贴，其特征在于：它是由柔性基底、液态金属、封装层、导线、开关、电源组成；所述柔性基底上开有凹槽，所述液态金属均匀分布于所述凹槽内且填满所述凹槽，所述凹槽为连续的，所述封装层置于凹槽上方、用于密封液态金属；所述导线为两根、它们一端分别与所述凹槽内的液态金属连接、另一端连接开关与电源，所述开关、电源、导线与液态金属组成一个闭合回路；

所述凹槽在所述柔性基底上为组合图形，所述组合图形中间位置为相互连接的“H”形，所述“H”形的横线中点上部连接“干”字形、横线中点下部连接“士”字形且所述“干”字形与所述“士”字形的两条横线均比所述“H”形的横线短；所述“干”字形上端横线两端点以及所述“士”字形下端横线两端点分别连接一个“X”形的端点；所述凹槽上、下部分图形关于所述“H”形的横线对称。

电热疗贴与膝盖、颈椎等硬质关节处等硬质关节处接触时，其柔性基底不可避免的会出现弯曲、折叠；由于弯曲、折叠的影响，凹槽内的液态金属出现流动，从而导致柔性基底弯曲或折叠凸点出现含液态金属少或者不含液态金属的断点、出现断路或电热疗贴温度不均匀的现象，进而导致某处过热或过冷、影响电热疗贴的正常使用、甚至损害人体皮肤。本发明的凹槽采用“H”形、“干”字形、“士”字形以及“X”形的结构组合，防止弯曲、折叠时，由于柔性基底的变形导致液态金属汇集于一点或几点、从而出现断点的现象，确保了电热疗贴在平面、弯曲、折叠等各种条件下温度的均匀性，同时也保证电热疗贴与人体的贴合度以及发热量。

进一步，为了进一步保证不出现断点以及电热疗贴温度的均匀性，所述凹槽宽度为500um～2mm、深度为20um～1mm。

进一步，为了确保液态金属的最高利用效率以及保证发热量，所述导线与所述“X”形端点内的液态金属连接，且此“X”形端点未与所述“士”字形或所述“干”字形连接。

进一步，为了确保发热效率以及电热疗贴温度的均匀性，所述液态金属由镓、铟、锡、铋均匀混合而成，其质量比为62～68：23～25:5～8:3～6。

进一步，为了确保柔性基底的柔软性，进而保证电热疗贴与人体的贴合性，所述柔性基底采用本剂与交联剂的组合物、其质量比为1～2:10～1；所述本剂为PDMS、PVC、硅胶中的一种。

进一步，为了保证封装的密封性、确保液态金属不外流，所述封装层采用封装胶与交联剂的组合物、其质量比为3～5:1～1.5；所述封装胶为环氧树脂、聚丙烯酸酯中的一种。

进一步，所述凹槽采用激光雕刻技术进行雕刻。

进一步，所述电源为固定电源或移动电源。

本发明具有如下技术效果：

本发明通过柔性基底、液态金属、封装层的组合，实现了电热疗贴的广泛运用，保证电热疗贴与人体良好的贴合度；由于液态金属的特性，确保了电热疗贴的持续低温发热以及重复利用性，保证了电热疗贴的实用性以及经济性。同时，通过液态金属的配比以及凹槽结构的设计，确保电热疗贴温度的均匀性，防止电热疗贴弯曲、折叠时，因凹槽出现断点而影响电热疗贴发热或出现温度不均的现象，进而确保电热疗贴功能的稳定性，更具安全性。

附图说明

图1为本发明实施例中电热疗贴的结构示意图。

图2为图 1的A-A向剖面放大图。

图3为本发明实施例中凹槽的形状结构示意图。

其中，1、柔性基底；11、凹槽；111、“H”形；112、“干”字形；113、“士”字形；114、“X”形；2、液态金属；3、封装层；4、导线；5、开关；6、电源。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-3所示，一种基于液态金属的柔性电热疗贴，其特征在于：它是由柔性基底1、液态金属2、封装层3、导线4、开关5、电源6组成；所述柔性基底1上开有凹槽11，为了进一步保证不出现断点以及电热疗贴温度的均匀性，所述凹槽11宽度为500um～2mm、深度为20um～1mm。所述液态金属2均匀分布于所述凹槽11内且填满所述凹槽11，所述凹槽11为连续的，所述封装层3置于凹槽11上方、用于密封液态金属2；所述导线4为两根、它们一端分别与所述凹槽11内的液态金属2连接、另一端连接开关5与电源6，开关5、电源6、导线4与液态金属2组成一个闭合回路；所述电源6为固定电源或移动电源。为了确保液态金属的最高利用效率以及保证发热量，所述导线4与所述“X”形114端点内的液态金属2连接，且此“X”形114端点未与所述“士”字形113或所述“干”字形112连接。所述凹槽11采用激光雕刻技术进行雕刻。

所述凹槽11在所述柔性基底1上为组合图形，所述组合图形中间位置为相互连接的“H”形111，所述“H”形111的横线中点上部连接“干”字形112、横线中点下部连接“士”字形113且所述“干”字形112与所述“士”字形113的两条横线均比所述“H”形111的横线短；所述“干”字形112上端横线两端点以及所述“士”字形113下端横线两端点分别连接一个“X”形114的端点；所述凹槽11上、下部分图形关于所述“H”形111的横线对称。如图3所示，凹槽11其中间位置由两个相互连接的“H”形111组成，“H”形111横线中点上部连接两个“干”字形112、横线中点下部连接两个“士”字形113，每个“干”字形112的上端横线分别连接两个“X”形114，每个“士”字形113的下端横线分别连接两个“X”形114。

为了确保发热效率以及电热疗贴温度的均匀性，所述液态金属2由镓、铟、锡、铋均匀混合而成，其质量比为62～68：23～25:5～8:3～6、优选比例为65:24:7:4。所述液态金属的制备方法为：将配置好的液态金属放置在一个合适的烧杯中，将烧杯放置在水浴锅中，水浴锅温度设置为70℃，使液态金属在70℃下进行水浴加热，加热使配置好的几种金属达到熔融状态；然后在烧杯中加入一颗磁力搅拌子，使已经处于熔融状态的金属在70℃以下进行磁力搅拌1h，得到混合均匀的液态金属2。

为了确保柔性基底1的柔软性、进而保证电热疗贴与人体的贴合性，所述柔性基底1采用本剂与交联剂的组合物，其质量比为1～2:10～1、优选比例为1:10；所述本剂为PDMS、PVC、硅胶中的一种、优选PDMS。所述柔性基底1制备方法为：将本剂与交联剂混合同时用玻璃棒进行均匀搅拌，10min后将搅拌均匀的组合物缓慢倒入培养皿中（培养皿中的胶体厚度控制在2-4mm左右）。将倒好的胶体左右倾斜，使得胶体均匀摊开；观察培养皿中胶体是否存在气泡，若有气泡，就使用一次性胶头滴管将气泡吹掉，若有些更小的气泡吹不掉时，可轻轻震荡培养基，直到气泡去除为止。最后将培养皿放置到紫外线处照射，经48h后得到需要的柔性基底1。

为了保证封装的密封性、确保液态金属2不外流，所述封装层3采用封装胶与交联剂的组合物，其质量比为3～5:1～1.5、优选比例为3:1；所述封装胶为环氧树脂、聚丙烯酸酯中的一种、优选环氧树脂。所述封装层3制备方法为：将封装胶与交联剂混合，均匀搅拌5min即可。

本发明提供的电热疗贴可以重复使用、更柔软、可折叠、与人体贴合度更好、发热更均匀；性价比更高、使用领域更广，可用于老人冬天的护膝、护腰穿戴，久坐人员的腰酸疼痛的环节，手术后患者伤口的保温以及恢复等。