界面通電與界面發熱用電熱涂層及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種界面通電與界面發熱用電熱涂層及其制備方法，其特點是采用溶劑、導電材料、輔助劑和粘結劑組成。制備期間，將該組混合物充分攪拌，進行和漿處理，得到漿料。之后，將漿料涂布到基底上，獲取基材。最后，把基材烘干至恒重，獲取涂層。本發明的電熱涂層用于面面通電與界面發熱時，可增大發熱的有效面積，增強發熱的均勻性，使熱量高效地傳導輸出到特定位置，從而提高電熱元器件的整體能效。同時，該電熱涂層能在低電壓條件下（如0.5–5.0V）大面積發熱制暖，無電磁輻射，適合以電池為電源的便攜式可穿戴電熱器件產品，用于戶外等無固定電源的場所。
【專利說明】界面通電與界面發熱用電熱涂層及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電熱涂層及其制備方法，尤其涉及一種界面通電與界面發熱用電 熱涂層及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 電致發熱技術是利用電流通過電阻絲，將電能轉化為熱能的技術，通常也稱為電 熱技術。基于電阻材料的電熱技術經過數百年發展，已達到相當的技術成熟度，各類電熱產 品，如電熱毯、電暖器、電暖板等，在市場上受到消費者的廣泛青睞。電熱產品簡便易用，以 電力驅動，沒有碳排放等環境污染物，所以它們已成為現代生活中不可或缺的制熱采暖用 品。但是，由于本身技術特質和工藝路線的制約，所有的電熱產品都面臨下列關鍵問題： 1、電熱能的傳導輸出效率偏低。根據焦耳定律，電能可以100%地轉化為熱能，很多電 暖產品的電能一熱能的轉化率也接近這一理論值。然而，電暖產品使用的電阻材料多為直 徑為0.1 - 5.0 mm的細絲，其產生的電熱能往往局限在細小的電阻絲體內，而不能高效地 輸出到需要熱量的外部環境。這容易造成電阻絲局部溫度過高，而外部環境卻不能獲得足 夠熱量的現象。因此，制約電熱技術能效的核心因素不是電能一熱能的轉化率，而是電熱能 的輸出傳導效率的高低，對此問題目前尚未找到有效的解決方法。
[0003] 2、電磁輻射偏高。電熱產品多采用220 V (50 Hz)的交流電源驅動，因此產生的 電磁輻射往往遠高于我國《環境電磁波衛生標準》中規定的40 V/m和0.4 μΤ的安全數值， 且距離越近，輻射越強。研究表明，過量的電磁輻射會對人體的神經、內分泌、循環、生殖等 系統造成嚴重的影響。以電熱毯、電暖板為代表的電暖產品均為人們日常生活取暖用的貼 身物品，若其電磁輻射超標，將對消費者，尤其是孕婦、老人和幼童，產生明顯的傷害。
[0004] 綜上所述，電熱技術和產品在日趨多樣化和成熟的同時，也面臨能效和電磁輻射 方面的問題。新一代先進電熱技術應更為合理地使用電能，提高電熱能輸出效率，降低電磁 污染，為消費者打造節能環保、健康舒適的宜居環境。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的就是為了解決現有技術中存在的上述問題，提供一種界面通電與界 面發熱用電熱涂層及其制備方法。
[0006] 本發明的目的通過以下技術方案來實現： 界面通電與界面發熱用電熱涂層，包括溶劑、導電材料、輔助劑和粘結劑組成，其特征 在于：所述的溶劑為水、乙二醇、乙酸乙酯中的一種或幾種，所述的導電材料為碳粉、碳納 米管、石墨烯、鋁粉、鐵粉、銅粉和銀粉中的一種或是多種混合物，所述的輔助劑為高嶺土、 滑石粉、鈦白粉和硫酸鋇中的一種或是多種混合物，所述的粘結劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙 烯、羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素和丁苯橡膠中的一種或是幾種以上的混合物。
[0007] 上述的面狀通電與面狀發熱用電熱涂層，其中：所述的溶劑的重量比為15.0%至 60. 0%，所述導電材料的重量百分比為30. 0%至84. 0%，所述輔助劑的重量百分比為0. 5至 5. 0%，所述粘結劑的重量百分比為0. 5%至5. Ο%。
[0008] 進一步地，上述的界面通電與界面發熱用電熱涂層，其中：所述粘結劑的粘度為 500mPa. s 至 4000mPa. s。
[0009] 界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟①，將輔助劑、導電材料、適量的溶劑與粘結劑混合后充分攪拌，進行和漿處理，得 到漿料； 步驟②，將步驟①制得的漿料涂布到基底上，獲取基材； 步驟③，將步驟②制得的基材烘干至恒重，獲取涂層。
[0010] 上述的界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其中：所述的基底厚度為 5.0至100 Mm，所述的基底為導電材料，如石墨基底、鋁材基底、鐵材基底、銅材基底等。 [0011] 進一步地，上述的界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其中：所述的步驟 ③中，采用真空烘箱進行烘干操作。
[0012] 更進一步地，上述的界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其中：所述的涂 層厚度為1. 〇至l〇〇〇Mm，寬度為1. 〇至60cm，長度為1. 0至100cm。
[0013] 本發明技術方案的優點主要體現在：本發明的電熱涂層用于界面通電與界面發熱 時，可增大發熱的有效面積，增強發熱的均勻性，使熱量高效地傳導輸出到特定位置，從而 提高電熱元器件的整體能效。同時，該電熱涂層能在低電壓條件下(如0.5 - 5.0 V)大面 積發熱制暖，無電磁輻射，適合以電池為電源的便攜式可穿戴電熱器件產品，用于戶外等無 固定電源的場所。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是電熱涂層測試示意圖。
[0015] 圖中各附圖標記的含義如下：
【權利要求】
1. 界面通電與界面發熱用電熱涂層，包括溶劑、導電材料、輔助劑和粘結劑組成，其特 征在于：所述的溶劑為水、乙二醇、乙酸乙酯中的一種或幾種，所述的導電材料為碳粉、碳納 米管、石墨烯、鋁粉、鐵粉、銅粉和銀粉中的一種或是多種混合物，所述的輔助劑為高嶺土、 滑石粉、鈦白粉和硫酸鋇中的一種或是多種混合物，所述的粘結劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙 烯、羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素和丁苯橡膠中的一種或是幾種的混合物。
2. 根據權利要求1所述的界面通電與界面發熱用電熱涂層，其特征在于：所述的溶劑 的重量比為15. 0%至60. 0%，所述導電材料的重量百分比為30. 0%至84. 0%，所述輔助劑的 重量百分比為〇. 5至5. 0%，所述粘結劑的重量百分比為0. 5%至5. 0%。
3. 根據權利要求1所述的界面通電與界面發熱用電熱涂層，其特征在于：所述粘結劑 的粘度為 500mPa. s 至 4000mPa. s。
4. 根據權利要求1所述的界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其特征在于包 括以下步驟： 步驟①，將輔助劑、導電材料、適量的水與粘結劑混合后充分攪拌，進行和漿處理，得到 漿料； 步驟②，將步驟①制得的漿料涂布到金屬基底上，獲取基材； 步驟③，將步驟②制得的基材烘干至恒重，獲取涂層。
5. 根據權利要求4所述的界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其特征在于： 所述的基底厚度為5. 0至100 Mm，所述的基底為導電材料，如石墨基底、鋁材基底、鐵材基 底、銅材基底等。
6. 根據權利要求4所述的界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其特征在于： 所述的步驟③中，采用真空烘箱進行烘干操作。
7. 根據權利要求4所述的界面通電與界面發熱用電熱涂層的制備方法，其特征在于： 所述的涂層厚度為1. 〇至1000 Mm，寬度為1. 〇至60cm，長度為1. 0至100 cm。
【文檔編號】H05B3/10GK104270838SQ201410457524
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】謝賢寧, 林群, 張順中, 劉穎丹 申請人:蘇州容電儲能科技有限公司