一種電熱膜、電熱板及相應的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電熱取暖技術領域，特別是涉及一種電熱膜、電熱板及相應的制造方法。
【背景技術】
[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薄膜或有機板材。發熱體為墨線或細的電熱絲或細的碳纖維絲，電極組為金屬載流條。電熱膜片的發熱體被間隔鋪設在基材上，兩端與電極組連接，形成多根并聯或串聯的電阻絲，通電后形成線發熱的電熱膜。此種電熱膜的發熱溫度較低，溫度范圍較窄，如現在比較流行的地暖很多就是這樣的電熱膜。此電熱膜由于發熱體為絲線狀，絲與絲之間有大量的間隙，發熱面積很小，熱交換很慢，發熱十分不均勻，熱效率不高，再加上基材的耐溫不高，絕緣等級較低，所以也限制了它的使用范圍。
[0003]目前，國內外傳統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，其受熱結構與上面提及的常規電熱膜結構基本一樣(采用條狀或線狀發熱體)。由于這些材料本身所存在的不可彌補的性能缺陷，以及加熱元件受熱結構的限制，導致在使用過程中出現了諸多難以解決的性能方面的技術問題。例如:加熱元件受熱不均、預熱時間長、發熱體發紅發光、存在電磁輻射、電熱轉換效率低、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品的安全和可靠性。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是為了克服目前國內外使用的電熱膜及傳統電加熱器具用的電熱元件的發熱體所采用的絲狀或線狀，從而導致的發熱面積很小、熱交換很慢、預熱時間長、發熱十分不均勻、發熱體發紅發光、存在電磁輻射、電熱轉換效率低、能耗大、金屬加熱易氧化、功率衰減快、絕緣等級較低、使用壽命較短等諸多缺點，本發明提供了一種電熱膜、電熱板及相應的制造方法。
[0005]為解決上述問題，本發明提供的一種電熱膜、電熱板及相應的制造方法通過以下技術要點來解決問題: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熱涂層，所述發熱涂層包括粘膠劑、碳發熱材料，所述碳發熱材料為目數介于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，包括順序進行的以下步驟:
A、配料步驟:將炭黑粉與石墨粉按照質量份比值介于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，得到超細粉；
C、均混步驟:向上述超細粉中加入粘膠劑后均混，得到發熱涂層漿料； D、涂布烘烤步驟:將發熱涂層漿料涂布于基材上并對發熱涂層漿料進行烘烤，得到電熱膜。
[0007]作為以上電熱膜的制造方法的優選方案，在步驟C中，還包括向超細粉中加入異丙醇和無水乙醇并均混，所述異丙醇與碳發熱材料的質量份比值介于1:4至1:10之間，所述無水乙醇與碳發熱材料的質量份比值介于1:4至1:10之間。
[0008]作為對電熱膜成分的進一步優選限定，所述發熱涂層還包括填料和穩定劑，所述填料、穩定劑、粘膠劑、碳發熱材料均勻混合，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；所述粘膠劑為無機粘膠劑、有機粘膠劑、有機硅粘膠劑、有機氟粘膠劑中的一種或幾種；所述穩定劑為熱穩定劑、抗氧劑、偶聯劑、交聯劑中的一種或幾種。
[0009]所述粘膠劑為有機硅粘膠劑，粘膠劑與碳發熱材料的質量份比值介于1:2至1:3之間；所述填料為滑石粉，填料與碳發熱材料的質量份比值不大于10 ;所述穩定劑為KH-560偶聯劑，穩定劑與碳發熱材料的質量份比值介于1:20至1:10之間；所述發熱涂層上還設置有電極組，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熱涂層，所述發熱涂層包括粘膠劑、碳發熱材料，所述碳發熱材料為目數介于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量份比值介于1:1至1:4之間，還包括覆蓋于發熱涂層上的覆蓋板，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，包括在制造對應電熱膜方法的基礎上，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。作為優選方案，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]作為對電熱板結構的進一步優選限定，所述覆蓋板與基材的外側均設置有裝飾層O
[0013]還包括沿著電熱板周向方向設置的用于保護覆蓋板與基材和實現兩者夾緊的包邊。
[0014]本發明具有以下有益效果:
本發明提供了一種電熱膜、電熱板及相應的制造方法，采用本發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，由于發熱體使用了均勻涂布于基材上的超細碳系粉體材料，形成純電阻負載的面發熱電熱膜，所以發熱十分均勻，且無電磁輻射，對人體無害；在5001以下的溫度無可見光發出，電熱轉換效率非常高；由于發熱體是碳系粉體材料，不會被空氣中的氧氣所氧化，所以使用壽命長；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，由于是面發熱，再加上電熱膜及電熱板的厚度很薄、質量很小，即熱容量很小，所以發熱迅速，即插即熱。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明所述的一種電熱板具體一個實施例的結構示意圖；
圖2為本發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。
【具體實施方式】
[0017]本發明提供了一種電熱膜、電熱板及相應的制造方法，用于解決:目前國內外使用的電熱膜及傳統電加熱器具用的電熱元件的發熱體所采用的絲狀或線狀，從而導致的發熱面積很小、熱交換很慢、預熱時間長、發熱十分不均勻、發熱體發紅發光、存在電磁輻射、電熱轉換效率低、能耗大、金屬加熱易氧化、功率衰減快、絕緣等級較低、使用壽命較短等諸多缺點。本發明技術效果的實現依賴于通過對電熱膜的成分控制加以實現，同時本發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。下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但是本發明不僅限于以下實施例:
實施例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上的發熱涂層，所述發熱涂層包括粘膠劑、碳發熱材料，所述碳發熱材料為目數介于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量份比值介于1:1至I:4之間。
[0018]本實施例中，所述發熱材料選用碳系并優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的，面石墨通常在700°C以下是負溫度系數的，將二者進行1:1至I:4之間的比例混合，就能使碳發熱材料不同功率的發熱膜的溫度系數保持在一個適當的范圍內，而不會使發熱膜的功率隨著溫度的不同而產生較大的變動，從而起到自動調節的作用。
[0019]本實施例中，所述發熱材料選用的炭黑和石墨，同時對碳粉粒度進一步限定為介于5000至10000目，超細的粒度可使發熱涂層的導電顆粒物盡量小，從而使導電顆粒間的距離盡量小，以避免導電顆粒間流過電流時產生微小的飛弧而燒壞電熱膜。同時，石墨的導電顆粒是片狀的，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]實施例2:
本實施例為實施例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行的以下步驟:
A、配料步驟:將炭黑粉與石墨粉按照質量份比值介于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，得到超細粉；
C、均混步驟:向上述超細粉中加入粘膠劑后均混，得到發熱涂層漿料；
D、涂布烘烤步驟:將發熱涂層漿料涂布于基材6上并對發熱涂層漿料進行烘烤，得到電熱膜5。
[0021]作為該制造方法的優選措施，在步驟C中，還包括向超細粉中加入異丙醇和無水乙醇并均混，所述異丙醇與碳發熱材料的質量份比值介于1:4至1:10之間，所述無水乙醇與碳發熱材料的質量份比值介于1:4至1:10之間。
[0022]所述在超細粉中加入1:4至1:10的異丙醇和無水乙醇，一方面是為了改善發熱涂層漿料的流動性，使漿料干濕適中、便于涂覆和印刷；另一方面是為了改善導電顆粒與粘膠劑的親和性，使發熱涂層的強度得到提高，同時也提高了發熱涂層與基材6或覆蓋板2的附著力，從而提高了發熱板的整體強度。
[0023]實施例3:
本實施例在實施例1的基礎上作進一步限定，作為對電熱膜成分的進一步優選限定，所述發熱涂層還包括填料和穩定劑，所述填料、穩定劑、粘膠劑、碳發熱材料均勾混合，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；所述粘膠劑為無機粘膠劑、有機粘膠劑、有機硅粘膠劑、有機氟粘膠劑中的一種或幾種；所述穩定劑為熱穩定劑、抗氧劑、偶聯劑、交聯劑中的一種或幾種。
[0024]所述粘膠劑為有機硅粘膠劑，粘膠劑與碳發熱材料的質量份比值介