一種電熱膜、電熱板及相應(yīng)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電熱取暖技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電熱膜、電熱板及相應(yīng)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電熱膜是近年來新興的一種電熱元件。其基材通常是PET特制聚酯薄膜或其它有機(jī)薄膜或有機(jī)板材。發(fā)熱體為墨線或細(xì)的電熱絲或細(xì)的碳纖維絲，電極組為金屬載流條。電熱膜片的發(fā)熱體被間隔鋪設(shè)在基材上，兩端與電極組連接，形成多根并聯(lián)或串聯(lián)的電阻絲，通電后形成線發(fā)熱的電熱膜。此種電熱膜的發(fā)熱溫度較低，溫度范圍較窄，如現(xiàn)在比較流行的地暖很多就是這樣的電熱膜。此電熱膜由于發(fā)熱體為絲線狀，絲與絲之間有大量的間隙，發(fā)熱面積很小，熱交換很慢，發(fā)熱十分不均勻，熱效率不高，再加上基材的耐溫不高，絕緣等級(jí)較低，所以也限制了它的使用范圍。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)電加熱器具用的電熱元件大多采用鐵鉻鋁、鎳鉻、鎢、鉬等金屬材料和PTC電熱元件制作，其受熱結(jié)構(gòu)與上面提及的常規(guī)電熱膜結(jié)構(gòu)基本一樣(采用條狀或線狀發(fā)熱體)。由于這些材料本身所存在的不可彌補(bǔ)的性能缺陷，以及加熱元件受熱結(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致在使用過程中出現(xiàn)了諸多難以解決的性能方面的技術(shù)問題。例如:加熱元件受熱不均、預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)熱體發(fā)紅發(fā)光、存在電磁輻射、電熱轉(zhuǎn)換效率低、能耗大(能源利用率通常低于50%);金屬加熱易氧化，影響使用壽命；PTC電熱元件易局部擊穿，出現(xiàn)加熱功率逐年衰落等等。這些缺陷和不足還直接影響到電熱產(chǎn)品的安全和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服目前國(guó)內(nèi)外使用的電熱膜及傳統(tǒng)電加熱器具用的電熱元件的發(fā)熱體所采用的絲狀或線狀，從而導(dǎo)致的發(fā)熱面積很小、熱交換很慢、預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)熱十分不均勻、發(fā)熱體發(fā)紅發(fā)光、存在電磁輻射、電熱轉(zhuǎn)換效率低、能耗大、金屬加熱易氧化、功率衰減快、絕緣等級(jí)較低、使用壽命較短等諸多缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種電熱膜、電熱板及相應(yīng)的制造方法。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供的一種電熱膜、電熱板及相應(yīng)的制造方法通過以下技術(shù)要點(diǎn)來解決問題:一種電熱膜，包括起承載、絕緣作用的基材及涂布于所述基材上的發(fā)熱涂層，所述發(fā)熱涂層包括粘膠劑、碳發(fā)熱材料，所述碳發(fā)熱材料為目數(shù)介于5000至10000目之間的碳粉，所述碳粉由炭黑粉及石墨粉混合而成，所述炭黑粉與石墨粉的質(zhì)量份比值介于1:1至1:4之間。
[0006]一種用于以上電熱膜的制造方法，包括順序進(jìn)行的以下步驟:
A、配料步驟:將炭黑粉與石墨粉按照質(zhì)量份比值介于1:1至1:4之間配比方式混合得到粉料；
B、粉碎步驟:將上述粉料粉碎至5000至10000目之間，得到超細(xì)粉；
C、均混步驟:向上述超細(xì)粉中加入粘膠劑后均混，得到發(fā)熱涂層漿料； D、涂布烘烤步驟:將發(fā)熱涂層漿料涂布于基材上并對(duì)發(fā)熱涂層漿料進(jìn)行烘烤，得到電熱膜。
[0007]作為以上電熱膜的制造方法的優(yōu)選方案，在步驟C中，還包括向超細(xì)粉中加入異丙醇和無水乙醇并均混，所述異丙醇與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值介于1:4至1:10之間，所述無水乙醇與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值介于1:4至1:10之間。
[0008]作為對(duì)電熱膜成分的進(jìn)一步優(yōu)選限定，所述發(fā)熱涂層還包括填料和穩(wěn)定劑，所述填料、穩(wěn)定劑、粘膠劑、碳發(fā)熱材料均勻混合，所述填料為滑石粉、鈦白粉、氧化硅粉、白云母粉、絹云母粉、礦石粉中的一種或幾種；所述粘膠劑為無機(jī)粘膠劑、有機(jī)粘膠劑、有機(jī)硅粘膠劑、有機(jī)氟粘膠劑中的一種或幾種；所述穩(wěn)定劑為熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑中的一種或幾種。
[0009]所述粘膠劑為有機(jī)硅粘膠劑，粘膠劑與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值介于1:2至1:3之間；所述填料為滑石粉，填料與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值不大于10 ;所述穩(wěn)定劑為KH-560偶聯(lián)劑，穩(wěn)定劑與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值介于1:20至1:10之間；所述發(fā)熱涂層上還設(shè)置有電極組，所述電極組為不銹鋼帶電極、銅帶電極、鋁帶電極的一種或兩種。
[0010]一種電熱板，包括電熱膜，所述電熱膜包括起承載、絕緣作用的基材及涂布于所述基材上的發(fā)熱涂層，所述發(fā)熱涂層包括粘膠劑、碳發(fā)熱材料，所述碳發(fā)熱材料為目數(shù)介于5000至10000目之間的碳粉，所述碳粉由炭黑粉及石墨粉混合而成，所述炭黑粉與石墨粉的質(zhì)量份比值介于1:1至1:4之間，還包括覆蓋于發(fā)熱涂層上的覆蓋板，所述覆蓋板為絕緣材料。
[0011]一種用于以上電熱板的制造方法，包括在制造對(duì)應(yīng)電熱膜方法的基礎(chǔ)上，在步驟D后增加熱壓步驟E，所述熱壓步驟E為將覆蓋板置于發(fā)熱涂層上，在240至270°C的溫度和15至20MPa的壓力下熱壓4至5小時(shí)。作為優(yōu)選方案，所述覆蓋板和基材為:金云母板與白云母板組成的混合板、金云母板、白云母板中的一種。
[0012]作為對(duì)電熱板結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)選限定，所述覆蓋板與基材的外側(cè)均設(shè)置有裝飾層O
[0013]還包括沿著電熱板周向方向設(shè)置的用于保護(hù)覆蓋板與基材和實(shí)現(xiàn)兩者夾緊的包邊。
[0014]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供了一種電熱膜、電熱板及相應(yīng)的制造方法，采用本發(fā)明提供的電熱膜配方制造出的電熱膜及包含該電熱膜的電熱板，由于發(fā)熱體使用了均勻涂布于基材上的超細(xì)碳系粉體材料，形成純電阻負(fù)載的面發(fā)熱電熱膜，所以發(fā)熱十分均勻，且無電磁輻射，對(duì)人體無害；在5001以下的溫度無可見光發(fā)出，電熱轉(zhuǎn)換效率非常高；由于發(fā)熱體是碳系粉體材料，不會(huì)被空氣中的氧氣所氧化，所以使用壽命長(zhǎng)；采用以上配方得到的電熱膜及含有該電熱膜的電熱板，在滿足使用功率的情況下，由于是面發(fā)熱，再加上電熱膜及電熱板的厚度很薄、質(zhì)量很小，即熱容量很小，所以發(fā)熱迅速，即插即熱。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述的一種電熱板具體一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的一種電熱膜的制造方法的工藝流程圖； 圖3為本發(fā)明所述的一種電熱板的制造方法的工藝流程圖。
[0016]其中圖中的標(biāo)記分別為:1、包邊，2、覆蓋板，3、裝飾層，4、電極，5、電熱膜，6、基材。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明提供了一種電熱膜、電熱板及相應(yīng)的制造方法，用于解決:目前國(guó)內(nèi)外使用的電熱膜及傳統(tǒng)電加熱器具用的電熱元件的發(fā)熱體所采用的絲狀或線狀，從而導(dǎo)致的發(fā)熱面積很小、熱交換很慢、預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)熱十分不均勻、發(fā)熱體發(fā)紅發(fā)光、存在電磁輻射、電熱轉(zhuǎn)換效率低、能耗大、金屬加熱易氧化、功率衰減快、絕緣等級(jí)較低、使用壽命較短等諸多缺點(diǎn)。本發(fā)明技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)依賴于通過對(duì)電熱膜的成分控制加以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)本發(fā)明提供了基于上述電熱膜的電熱板以及電熱膜和電熱板各自的制造方法。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例:
實(shí)施例1:
一種電熱膜，包括起承載、絕緣作用的基材6及涂布于所述基材6上的發(fā)熱涂層，所述發(fā)熱涂層包括粘膠劑、碳發(fā)熱材料，所述碳發(fā)熱材料為目數(shù)介于5000至10000目之間的碳粉，所述碳粉由炭黑粉及石墨粉混合而成，所述炭黑粉與石墨粉的質(zhì)量份比值介于1:1至I:4之間。
[0018]本實(shí)施例中，所述發(fā)熱材料選用碳系并優(yōu)選炭黑和石墨的混合物，理由在于，炭黑的電阻通常是正溫度系數(shù)的，面石墨通常在700°C以下是負(fù)溫度系數(shù)的，將二者進(jìn)行1:1至I:4之間的比例混合，就能使碳發(fā)熱材料不同功率的發(fā)熱膜的溫度系數(shù)保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，而不會(huì)使發(fā)熱膜的功率隨著溫度的不同而產(chǎn)生較大的變動(dòng)，從而起到自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用。
[0019]本實(shí)施例中，所述發(fā)熱材料選用的炭黑和石墨，同時(shí)對(duì)碳粉粒度進(jìn)一步限定為介于5000至10000目，超細(xì)的粒度可使發(fā)熱涂層的導(dǎo)電顆粒物盡量小，從而使導(dǎo)電顆粒間的距離盡量小，以避免導(dǎo)電顆粒間流過電流時(shí)產(chǎn)生微小的飛弧而燒壞電熱膜。同時(shí)，石墨的導(dǎo)電顆粒是片狀的，它在電熱膜里的搭接類似魚鱗，從而改善了因炭黑顆粒是球狀而形成的顆粒間搭接有間隙的問題，可完全避免電熱膜打火現(xiàn)象，使電熱膜的使用壽命得到大幅提高，也使得安全得到充分的保障。
[0020]實(shí)施例2:
本實(shí)施例為實(shí)施例1所述的電熱膜提供了一種制造方法，如圖2所示，該制造方法包括順序進(jìn)行的以下步驟:
A、配料步驟:將炭黑粉與石墨粉按照質(zhì)量份比值介于1:1至1:4之間配比方式混合得到粉料；
B、粉碎步驟:將上述粉料粉碎至5000至10000目之間，得到超細(xì)粉；
C、均混步驟:向上述超細(xì)粉中加入粘膠劑后均混，得到發(fā)熱涂層漿料；
D、涂布烘烤步驟:將發(fā)熱涂層漿料涂布于基材6上并對(duì)發(fā)熱涂層漿料進(jìn)行烘烤，得到電熱膜5。
[0021]作為該制造方法的優(yōu)選措施，在步驟C中，還包括向超細(xì)粉中加入異丙醇和無水乙醇并均混，所述異丙醇與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值介于1:4至1:10之間，所述無水乙醇與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值介于1:4至1:10之間。
[0022]所述在超細(xì)粉中加入1:4至1:10的異丙醇和無水乙醇，一方面是為了改善發(fā)熱涂層漿料的流動(dòng)性，使?jié){料干濕適中、便于涂覆和印刷；另一方面是為了改善導(dǎo)電顆粒與粘膠劑的親和性，使發(fā)熱涂層的強(qiáng)度得到提高，同時(shí)也提高了發(fā)熱涂層與基材6或覆蓋板2的附著力，從而提高了發(fā)熱板的整體強(qiáng)度。
[0023]實(shí)施例3:
本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步限定，作為對(duì)電熱膜成分的進(jìn)一步優(yōu)選限定，所述發(fā)熱涂層還包括填料和穩(wěn)定劑，所述填料、穩(wěn)定劑、粘膠劑、碳發(fā)熱材料均勾混合，所述填料為滑石粉、鈦白粉、氧化硅粉、白云母粉、絹云母粉、礦石粉中的一種或幾種；所述粘膠劑為無機(jī)粘膠劑、有機(jī)粘膠劑、有機(jī)硅粘膠劑、有機(jī)氟粘膠劑中的一種或幾種；所述穩(wěn)定劑為熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑中的一種或幾種。
[0024]所述粘膠劑為有機(jī)硅粘膠劑，粘膠劑與碳發(fā)熱材料的質(zhì)量份比值介