取暖器、表面絕緣型PTC電熱器及其制備方法與流程

本發明涉及ptc加熱
技術領域：
，尤其涉及一種取暖器、表面絕緣型ptc電熱器及其制備方法。
背景技術：
：ptc(positivetemperaturecoefficient，正溫度系數)電熱器采用ptc陶瓷片作為發熱元件，與傳統電熱絲、電熱管、遠紅外石英電熱器相比，具備自動溫控特性，且具有無明火、安全可靠、壽命長等優點，廣泛應用于商用中央空調、風幕機、暖風機、干衣機、除濕烘干機、烘房設備、大型工業風道加熱、火車機車電暖、電動汽車加熱系統、小家電、控制柜加熱防潮等領域。ptc電熱器分可為表面帶電型和表面絕緣性兩種。對于表面帶電型ptc電熱器，其ptc片直接與散熱鋁條連接。對于表面絕緣型ptc電熱器，一般采用聚酰亞胺絕緣薄膜包裹ptc發熱片和電極片形成發熱組件，然后將發熱組件放置于鋁套管內并壓緊鋁管，使ptc發熱片和電極片與鋁管緊密結合，最后將鋁管與散熱鋁條連接。對于該結構的表面絕緣型ptc電熱器而言，由于使用了鋁管，導致ptc發熱片熱量難散發，因此不能充分發揮ptc發熱片功率，ptc發熱片單片功率利用率下降30％以上，要達到與表面帶電型ptc電熱器相同功率要求，ptc發熱片使用數量需增加30％以上；相應地，散熱鋁條使用數量增加30％以上，整個ptc電熱器體積增大30％以上，最終導致表面絕緣型ptc電熱器體積大、成本高。此外，表面絕緣型ptc電熱器中的聚酰亞胺絕緣層不是直接零距離粘結在電極片與鋁管上，會形成一層空氣薄層，降低發熱體組件的導熱性，進一步降低了ptc電熱器的熱效率。因此，如何提供一種功率利用率高、體積小、成本低的表面絕緣型ptc電熱器，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。技術實現要素：本發明的主要目的是提供一種表面絕緣型ptc電熱器，旨在解決現有技術中功率利用低下的問題。為實現上述目的，本發明提出的表面絕緣型ptc電熱器，包括ptc發熱片和連接于所述ptc發熱片上的第一電極片和第二電極片，所述第一電極片和所述第二電極片位于所述ptc發熱片的相對兩側；在所述第一電極片、ptc發熱片及第二電極片的整體外側環繞包覆設置有絕緣導熱涂層，所述絕緣導熱涂層的外側設置有金屬層，所述金屬層外側設置有散熱翅片。優選地，所述金屬層由片狀金屬纏繞設置于所述絕緣導熱涂層的外側而形成。優選地，所述金屬層與所述散熱翅片相對的表面之間設置有導熱連接層。優選地，所述第一電極片和所述第二電極片均為多邊形結構。優選地，所述第一電極片和所述第二電極片均為長條形結構，所述絕緣導熱涂層在長度方向的截面為矩形結構。優選地，所述第一電極片與所述ptc發熱片相對的表面之間設置有第一導電連接層。優選地，所述第二電極片與所述ptc發熱片相對的表面之間設置有第二導電連接層。本發明還提供一種取暖器，所述取暖器包括殼體，所述殼體內形成容置空間，所述容置空間內設置有前述任一項的表面絕緣型ptc電熱器。本發明還提供一種表面絕緣型ptc電熱器的制備方法，包括如下步驟：將第一電極片和第二電極片粘接于ptc發熱片上；在所述第一電極片、ptc發熱片及第二電極片的整體外側環繞包覆絕緣導熱涂層；在所述絕緣導熱涂層外側纏繞金屬層；在所述金屬層外側粘接散熱翅片。優選地，所述絕緣導熱涂層為改性樹脂，并通過噴涂環繞包覆于所述第一電極片、ptc發熱片及第二電極片的整體外側。本發明的表面絕緣型ptc電熱器，采用絕緣導熱涂層環繞包覆在第一電極片、ptc發熱片及第二電極片的整體外側，無需采用現有技術中的鋁管及聚酰亞胺薄膜，由于絕緣導熱涂層與電極片及ptc發熱片之間結合緊密，且沒有空氣薄層，因此既能保證電熱器表面不帶電，又能充分發揮ptc發熱片效率，結構緊湊，體積小，價格便宜。此外，由于在絕緣導熱涂層的外側設置有金屬層，該金屬層能有效降低絕緣導熱涂層受機械損壞的風險。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。圖1為本發明一實施例的表面絕緣性ptc電熱器的截面圖；圖2為本發明另一實施例的表面絕緣性ptc電熱器的結構示意圖；圖3為圖1所示實施例的表面絕緣型ptc電熱器的制備方法的流程圖。附圖標號說明：標號名稱標號名稱100ptc發熱片201第一電極片202第二電極片300絕緣導熱涂層400金屬層500散熱翅片401導熱連接層211第一導電連接層221第二導電連接層本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。需要說明，本發明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關系、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。另外，在本發明中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“連接”、“固定”等應做廣義理解，例如，“固定”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。另外，本發明各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護范圍之內。請參閱圖1，本發明實施例提供一種表面絕緣性ptc電熱器，至少包括ptc發熱片100、第一電極片201、第二電極片202、絕緣導熱涂層300、金屬層400及散熱翅片500。第一電極片201和第二電極片202連接于ptc發熱片100上，并可位于ptc發熱片100的相對兩側。在圖1所示的方位中，第一電極片201位于ptc發熱片100的上側，因此也稱“上電極片”；第二電極片202位于與第一電極片201相對的下側，因此也稱“下電極片”。第一電極片201和第二電極片202的其中一個可作為正極，另一個可作為負極，通電以后可使得ptc發熱片100工作。第一電極片201和第二電極片202可選用不銹鐵、不銹鋼、銅、銀、鋁及導電石墨等材質。ptc發熱片100可選擇陶瓷發熱體，如batio3等，其居里點為220～315℃，當ptc發熱片100的溫度超過居里點，電阻值成倍增大，而電源電壓不變，電流明顯減小并使得功率隨之減小，進而升溫減少最終溫度重新恒定在居里點處，該ptc發熱片100具有自動恒溫性能，不需要專門的溫控器和熱電阻電偶等溫度傳感器進行反饋即可進行加熱控制。第一電極片201和第二電極片202均為多邊形結構，可以是如梯形、正方形、菱形等結構。進一步地，第一電極片201和第二電極片202優選均為長條形結構(如類似于直尺形狀)，將ptc發熱片100夾持于中間。ptc發熱片100的數量可以為多個，間隔布置于第一電極片201和第二電極片202之間。該實施例在第一電極片201、ptc發熱片100及第二電極片202的整體外側環繞包覆設置有絕緣導熱涂層300，該絕緣導熱涂層300一方面可起到電絕緣的作用，另一方面能將ptc發熱片100工作時發出的熱量傳導出來。絕緣導熱涂層300可選改性樹脂、聚酰亞胺、氧化鋁層、氧化鎂層、氮化鋁、氧化金屬鈹等，優選為改性樹脂。該絕緣導熱涂層300可通過噴涂、刷涂、印刷等方式形成，優選為噴涂。此外，該絕緣導熱涂層300的厚度10μm～200μm，該厚度的絕緣導熱涂層300既能起到有效的絕緣導熱作用，也能保證制造成本較低。需要說明的是，該絕緣導熱涂層300整體包覆于第一電極片201、ptc發熱片100及第二電極片202的外側，在圖1所示的截面圖中，該絕緣導熱涂層300為閉環結構。此外，第一電極片201及第二電極片202的引線需穿過該絕緣導熱涂層300，以便于與外部電路連接。更具體地，絕緣導熱涂層300在長度方向的截面為矩形結構，以取代現有技術中的矩形鋁管，并且無需使用聚酰亞胺薄膜。此外，在矩形結構各邊的交界處還可形成圓弧過渡。當然，通過專門的工藝也可以使得該矩形結構形成直角過渡。進一步地，在絕緣導熱涂層300的外側設置有金屬層400，該金屬層400位于絕緣導熱涂層300的外側，由于金屬層400具有較優的機械強度，因此能對位于其內側的絕緣導熱涂層300起到保護作用，有效降低絕緣導熱涂層300受機械損壞的風險，不會出現因絕緣導熱涂層300破損而影響絕緣性的情況。該金屬層400可設置于絕緣導熱涂層300的一側或幾側，優選其整體包覆于絕緣導熱涂層300的外側。此外，金屬層400可選鋁層或銅層，優選鋁層，易于包覆、導熱性好且成本低，厚度為30μm～150μm。該金屬層400可通過多種工藝形成于絕緣導熱涂層300的外側，如真空濺鍍等方式。優選金屬層400由片狀金屬(如鋁紙)纏繞設置于絕緣導熱涂層300的外側而形成。此外，在纏繞完成后還可以進行壓緊固化等工序。金屬層400的外側設置有散熱翅片500，該散熱翅片500是ptc電熱器的散熱端，其具有較大的比表面積，能與外部空氣進行熱交換。散熱翅片500可采用多種可能的材質及結構形式，優選散熱翅片500為散熱波紋鋁條。根據ptc電熱器的空間布置需要，散熱翅片500可設置于金屬層400的一側或兩側。在圖1所示的實施例中，散熱翅片500包括上散熱片和下散熱片，熱傳遞效率更高、散熱效果更好。前述實施例的表面絕緣型ptc電熱器，無需采用現有技術中的鋁管及聚酰亞胺薄膜，由于絕緣導熱涂層300與電極片及ptc發熱片100之間結合緊密，且沒有空氣薄層，因此既能保證電熱器表面不帶電，使用安全；又能充分發揮ptc發熱片100效率，結構緊湊，體積小，價格便宜。此外，由于在絕緣導熱涂層300的外側設置有金屬層400，該金屬層400能有效降低絕緣導熱涂層300受機械損壞的風險。而且，由于絕緣導熱涂層300和散熱翅片500之間由金屬層400間隔，也沒有膠體浸入散熱翅片500內部的風險。金屬層400與散熱翅片500之間可通過機械固定連接，優選在金屬層400與散熱翅片500相對的表面之間設置有導熱連接層401，該導熱連接層401可選為硅膠或樹脂(進一步還可為有機硅膠及改性樹脂)。優選為硅膠，通過該硅膠能將金屬層400與散熱翅片500之間粘接。導熱連接層401的厚度為1μm～50μm。對應圖1所示的實施例，在上散熱片與金屬層400之間設置上導熱連接層，在下散熱片與金屬層400之間設置下導熱連接層。同樣地，第一電極片201與ptc發熱片100之間、第二電極片202與ptc發熱片100之間也可采用機械固定連接。優選地，第一電極片201與ptc發熱片100相對的表面之間設置有第一導電連接層211；第二電極片202與ptc發熱片100相對的表面之間設置有第二導電連接層221。具體地，第一導電連接層211位于第一電極片201下表面和ptc發熱片100上表面之間，第二導電連接層221位于第二電極片202上表面和ptc發熱片100下表面之間。第一導電連接層211和第二導電連接層221一方面起到導電的作用，將電極片上的電流傳導至ptc發熱片100上，以便于其通電發熱；另一方面，各導電連接層也起到粘接各電極片與ptc發熱片100的作用。第一導電連接層211和第二導電連接層221可選為硅膠或樹脂(進一步還可為有機硅膠及改性樹脂)，優選為具有導電性能的硅膠。此外，第一導電連接層211和第二導電連接層221的厚度均選擇為1μm～50μm。圖2為本發明另一實施例的表面絕緣性ptc電熱器的結構示意圖，其由前述實施例的結構拼接形成多排，且各排之間相互平行，該拼接形成的結構發熱功率大，尤其適用于在暖風機中使用。各排之間可通過粘接或機械方式固定。在圖2中可見的是位于最外側的金屬層400及散熱翅片500，位于內側的絕緣導熱涂層300、第一電極片201、第二電極片202及ptc發熱片100不可見。本發明還提供一種取暖器，所述取暖器包括殼體，所述殼體內形成容置空間，所述容置空間內設置有前述實施例的表面絕緣型ptc電熱器。該表面絕緣型ptc電熱器的具體結構參照上述實施例，由于本取暖器采用了上述所有實施例的全部技術方案，因此至少具有上述實施例的技術方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。請參閱圖3，前述實施例表面絕緣型ptc電熱器的制備方法包括如下步驟：步驟s10：將第一電極片201和第二電極片202粘接于ptc發熱片100上；第一電極片201可通過第一導電連接層211粘接于ptc發熱片100上，第二電極片202可通過第二導電連接層221粘接于ptc發熱片100上，且可將第一電極片201和第二電極片202粘接于ptc發熱片100的相對兩側。第一導電連接層211和第二導電連接層221可選為硅膠或樹脂(進一步還可為有機硅膠及改性樹脂)，優選為具有導電性能的硅膠。粘接的方式可選刷涂、印刷，固化溫度為150℃～250℃，固化時間為30min～80min。此外，粘接后還可進行壓緊及固化的工序。步驟s20：在第一電極片201、ptc發熱片100及第二電極片202的整體外側環繞包覆絕緣導熱涂層300；絕緣導熱涂層300可選改性樹脂、聚酰亞胺、氧化鋁層、氧化鎂層、氮化鋁、氧化金屬鈹等，并可通過噴涂、刷涂、印刷等方式包覆于第一電極片201、ptc發熱片100及第二電極片202的整體外側。優選絕緣導熱涂層300為改性樹脂，并通過噴涂環繞包覆于第一電極片201、ptc發熱片100及第二電極片202的整體外側。固化工藝條件為固化溫度50℃～300℃，固化時間為30min～60min。步驟s30：在絕緣導熱涂層300外側纏繞金屬層400；金屬層400可選鋁層或銅層，優選鋁層，通過鋁紙纏繞設置于絕緣導熱涂層300的外側而形成鋁層。此外，在纏繞完成后還可進行壓緊固化等工序。步驟s40：在金屬層400外側粘接散熱翅片500。散熱翅片500可通過導熱連接層401粘接于金屬層400外側，該導熱連接層401可選為硅膠或樹脂(進一步還可為有機硅膠及改性樹脂)，優選為硅膠。粘接的方式可選刷涂、印刷，固化溫度為150℃～250℃，固化時間為30min～80min。此外，粘接后還可進行壓緊及固化的工序。前述實施例表面絕緣型ptc電熱器的制備方法，無需采用包裹聚酰亞胺絕緣薄膜以及套設壓緊鋁管的工序，操作性強，生產效率高，制造成本低。以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是在本發明的構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的
技術領域：
均包括在本發明的專利保護范圍內。當前第1頁12