一種碳纖維節能發熱線及其制作方法與流程

本發明涉及節能領域，特別涉及一種碳纖維節能發熱線及其制作方法。

背景技術：

碳纖維是一種力學性能優異的新材料，用碳纖維制成各種規格的發熱線纜，具有碳元素及纖維的雙重優點及特性，具有良好的熱轉換率、發熱快、電阻值穩定且分布均勻等優點而廣泛地應用于各個領域。它的比重不到鋼的1/4，抗拉強度卻是鋼的7-9倍，抗拉彈性模量亦高于鋼，與金屬電纜相比，占有很大優勢，是傳統地暖電纜的最佳替代產品。

現在市面上的碳纖維線纜一般是由多根碳纖維發熱絲絞合形成一股碳纖維發熱體4，參見圖1，再在上述碳纖維發熱體4的外側周部上包裹上絕緣用護套5而形成，這樣制作形成的碳纖維線纜至少存在以下兩個缺點：

第一、單股碳纖維發熱體要達到需要的發熱量，就需要絞合大量的碳纖維發熱絲，電阻降低，電流變大，實際發熱功率變大，即消耗的電量大；

第二、現有的碳纖維線纜外層的護套耐熱程度較低，滿足不了一些高溫應用環境的使用要求。

技術實現要素：

為了解決現有技術的問題，本發明提供了一種碳纖維節能發熱線及其制作方法，技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種碳纖維節能發熱線，包括設置成束狀的至少兩根碳纖維發熱單元線，每根碳纖維發熱單元線包括設置成束狀的多根碳纖維絲和絕緣層，所述多根碳纖維絲設置在絕緣層內，不同的碳纖維發熱單元線的碳纖維絲數量相同或者不同。

進一步地，所述發熱線還包括導熱保護層，所述導熱保護層設置在所述至少兩根碳纖維發熱單元線的外側。

進一步地，所述絕緣層由耐高溫絕緣材料制成。

進一步地，所述導熱保護層由耐高溫pvc阻燃材料或耐高溫cpvc阻燃材料制成。

進一步地，碳纖維節能發熱線的端部設置有接頭，所述接頭用于與供電接口配合。

進一步地，所述碳纖維發熱單元線為兩根，每根碳纖維發熱單元線包括6000根碳纖維絲；或者，所述碳纖維發熱單元線為三根，每根碳纖維發熱單元線包括4000根碳纖維絲。

另一方面，本發明提供了一種碳纖維節能發熱線的制作方法，包括以下步驟：

s1、將絕緣層包覆在多根碳纖維絲的外側，制成單根碳纖維發熱單元線；

s2、將導熱保護層包覆在多根碳纖維發熱單元線外側；

s3、裁剪得到碳纖維節能發熱線。

進一步地，s1中，所述單根碳纖維發熱單元線包括6000根碳纖維絲。

進一步地，s1中，所述絕緣層由耐高溫絕緣材料制成，s2中，所述導熱保護層由耐高溫pvc阻燃材料或耐高溫cpvc阻燃材料制成。

進一步地，s3之后還包括，在碳纖維節能發熱線的兩端與接頭連接，所述接頭包括兩個金屬件，所述金屬件與發熱線的端部一一對接接。

本發明提供的碳纖維節能發熱線能夠產生以下有益效果：

a.束狀的多根碳纖維絲組成單根碳纖維發熱單元線，本發明采用雙根或多根碳纖維發熱單元線，單根碳纖維發熱單元線的碳纖維絲數量減小，電阻加大，電流變小，發熱功率降低，節約電能；

b.發揮多根碳纖維發熱單元線的熱疊加作用，達到需要的溫度；

c.在碳纖維節能發熱線的端部設置接頭，與供電接口配合，方便發熱線的鋪設。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例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獲得其他的附圖。

圖1是現有技術中碳纖維發熱線纜的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱線的結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱線的接頭示意圖；

圖4是本發明實施例提供的碳纖維節能發熱線的制作方法流程圖。

其中，附圖標記為：1-碳纖維發熱單元線，2-絕緣層，3-導熱保護層，4-碳纖維發熱體，5-絕緣用護套，6-接頭，61-第一金屬件，62-第二金屬件。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，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一部分的實施例，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做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、裝置、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

實施例1

在本發明的一個實施例中，提供了一種碳纖維節能發熱線，參見圖2，所述碳纖維節能發熱線包括設置成束狀的至少兩根碳纖維發熱單元線1，每根碳纖維發熱單元線1包括設置成束狀的多根碳纖維絲和絕緣層2，所述多根碳纖維絲設置在絕緣層2內，不同的碳纖維發熱單元線1的碳纖維絲數量相同或者不同。

在本實施例中，每根碳纖維發熱單元線1均由6000根碳纖維發熱絲絞合形成，絞合的6000根碳纖維發熱絲的外層包覆有絕緣層2，所述絕緣層2為耐高溫材料制成，這里的耐高溫范圍為260℃左右，優選采用鐵氟龍材料，鐵氟龍學名為聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)，英文縮寫為ptfe，這種材料的產品一般統稱作"不粘涂層"，是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑，同時，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點，且具有良好的絕緣性能，包覆有鐵氟龍制絕緣層2的碳纖維發熱絲定義為單根碳纖維發熱單元線1。在本發明的另一個實施例中，所述絕緣層2可采用其他的耐高溫絕緣材料制成，比如聚酰亞胺、聚四氟乙烯(ptfe)、改性聚甲醛(pom)等材料。本發明對使用的耐高溫絕緣材料的具體種類不作限定。

在本實施例中，所述碳纖維發熱單元線1的數量為兩根，兩根碳纖維發熱單元線1并列靠緊設置，并在兩根碳纖維發熱單元線1的外側包覆導熱保護層3，所述導熱保護層3采用耐高溫pvc材料制成，pvc學名為聚氯乙烯，英文簡稱pvc(polyvinylchloride)，本發明實施例中的耐高溫的溫度為120℃-130℃，在本發明的另一個優選實施例中，所述導熱保護層3優選采用耐高溫cpvc材料制成，cpvc樹脂由聚氯乙烯(pvc)樹脂氯化改性制得，耐高溫的溫度可達到150℃。

本發明的碳纖維節能發熱線的端部設置有接頭6，所述接頭6用于與供電接口配合，極大地為接線提供了便利，優選地，接頭6與供電接口之間通過密封圈連接，以防止進水，參見圖3，在本實施例中，所述接頭6中包括第一金屬件61和第二金屬件62，所述第一金屬件61和第二金屬件62與碳纖維發熱線的兩端一一對接。

以9.5m的碳纖維線纜為例，現有技術中，采用單根12k規格(12000根碳纖維發熱絲)的碳纖維發熱單元線1，發熱功率約為176w，采用本發明實施例中雙根6k規格(6000根碳纖維發熱絲)的碳纖維發熱單元線1，兩根碳纖維發熱單元線1發熱功率總和降低至140w，大大降低了電能消耗。

實施例2

與實施例1不同的是，本實施例中的碳纖維發熱單元線1為三根，每根碳纖維發熱單元線1包括4000根碳纖維絲。與現有技術中單根12k規格(12000根碳纖維發熱絲)的碳纖維發熱線相比，同樣可以實現電能消耗的降低。

相對應地，三根碳纖維發熱單元線1的碳纖維發熱絲均由絕緣層2包裹，導熱保護層3裹覆三根碳纖維發熱單元線1，其他數量的碳纖維發熱單元線1制成的碳纖維節能發熱線在此不一一列舉。

實施例3

本發明的一個實施例中，提供了一種碳纖維節能發熱線的制作方法，參見圖4，所述方法包括以下步驟：

s1、將絕緣層包覆在多根碳纖維絲的外側，制成單根碳纖維發熱單元線；

s2、將導熱保護層包覆在多根碳纖維發熱單元線外側；

s3、裁剪得到碳纖維節能發熱線。

其中，s1中，所述單根碳纖維發熱單元線包括6000根碳纖維絲，所述絕緣層由耐高溫絕緣材料制成；s2中，所述導熱保護層由耐高溫pvc阻燃材料或耐高溫cpvc阻燃材料制成，具體說明如上，在此不再贅述。

進一步地，s3之后還包括，在碳纖維節能發熱線的兩端與接頭連接，所述接頭包括兩個金屬件，所述金屬件與發熱線的端部一一對接接。

本發明實施例提供的碳纖維節能發熱線采用雙根或多根碳纖維發熱線替代現有技術中單根碳纖維發熱線的制作工藝，在達到相同發熱溫度的前提下，大大降低了發熱功率，節約電能。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。