CN110167215A - 一种新型远红外电发热膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电热膜领域，具体是一种新型远红外电发热膜的制备方法，包括以下步骤：所述发热膜是由重量份数30～70份的胶体石墨粉，30～70份的导电炭黑粉，2～10份的三氧化二铝粉复混成的导电填料，加入基体树脂制成电热浆料。涂覆在玻纤布上经固化烧结，再分切连接电极后制成电热膜基材，最后在基础片材两个面复合绝缘层，得到远红外电热膜。本发明制备的远红外电发热膜，具有电热转换效率高、发热均匀、和基材结合强度高、寿命长、产生有益人体的远红外线等优点；且工艺简单，材料低廉，适合大规模连续化生产。
Description
技术领域
本发明涉及电热膜领域，具体是一种新型远红外电发热膜的制备方法。
背景技术
目前，电加热已经成为家庭生活或者工业生产最常见的加热方式。常用的加热源有电阻丝、石英管、PTC、红外线和电热膜等。电热膜从国外引进已有几十年的时间，由于使用方便，清洁无污染，适用范围广，已越来越多的应用在各行各业。
而市面上绝大多数电热膜发热材料为金属电阻丝、印刷油墨及碳纤维。存在诸如电热转换率低、发热不均匀、功率衰减快、寿命短、采用贵重金属成本高、与基材脱离等等问题。
因此，针对这一现状，迫切需要开发一种新型电发热膜，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型远红外电发热膜的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型远红外电发热膜的制备方法，包括以下步骤：
一、电热膜基材的制备：
(1)制作导电填料：按重量份称取30-70份的胶体石墨粉，30-70份的导电炭黑粉，2-10份的三氧化二铝粉，置于粉料混合机中混合4-6h后备用；
(2)制作导电浆母料：按重量份称取步骤(1)中制备的粉料10-30份，二甲基乙酰胺40-90份，在研磨机中混合研磨60-120min，过滤后备用；
(3)配置电热浆料：按重量份称取50-100份聚酰亚胺漆，步骤(2)中制备的导电浆母料20-50份，置于分散机中分散30-60min，并用稀释剂调节粘度至120-300mPa.s，过滤后得到电热涂布浆料；
(4)涂布：将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻纤布上，在烘箱中初步交联、固化；
(5)将步骤(4)制备的膜放置在马弗炉中，烧结60-120min，烧结温度300-400℃；
(6)将步骤(5)中制备的电热膜材料分切成需求尺寸的片材，在两边或两面植入(粘贴、涂刷)电极，得到电热膜基材；
二、制备电热膜：
(7)将步骤一制备的电热膜基材正反两面各涂上一层导热粘接胶；
(8)在覆膜机上，将经步骤(7)处理后的电热膜片材正反两面各复合一层绝缘层；
(9)在覆合后的膜电极上接好导线，绝缘后即得到远红外电热膜。
作为本发明进一步的方案：所述胶体石墨粉粒径≤10μm，导电炭黑粉粒径≤10μm，三氧化二铝粉粒径≤100μm。
作为本发明进一步的方案：所述稀释剂为二甲基乙酰胺或二甲苯。
作为本发明进一步的方案：所述玻纤布为厚度0.06-0.15mm的玻纤布。
作为本发明进一步的方案：所述电极为金属箔、金属箔胶带、导电布胶带、导电银浆中的任意一种。
作为本发明进一步的方案：所述绝缘膜为聚四氟乙烯绝缘膜、聚酰胺膜、聚酯薄膜、云母片、导电布胶带、环氧板中的一种或几种的组合。
本发明提供的远红外电发热膜是采用微米级石墨粉、导电炭黑粉与高分子树脂等材料复合而成。充分利用了碳复合材料具有的优异电学性能、高导热性和高耐热性，以及高分子材料的结构稳定性，易加工性。制备的远红外电发热膜，具有电热转换效率高、发热均匀、和基材结合强度高、寿命长、产生有益人体的远红外线等优点，且工艺简单，成本低廉，适合大规模连续化生产。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型远红外电发热膜的制备方法，包括以下步骤：
一、电热膜基材的制备：
(1)制作导电填料：按重量份称取70份的胶体石墨粉，30份的导电炭黑粉，2份的三氧化二铝粉，在常温条件下，置于粉料混合机中混合4h后备用，混合速度55rpm；
(2)制作导电浆母料：按重量份称取步骤(1)中制备的粉料20份，二甲笨70份，在研磨机中常温条件下混合研磨60min，研磨速度1100rpm，用筛网过滤后备用；
(3)配置电热浆料：按重量份称取50份聚酰亚胺漆，步骤(2)中制备的导电浆母料40份，在常温条件下，置于分散机中分散30min，分散速度1300rpm，并用稀释剂调节粘度至120mPa.s，用筛网过滤后得到电热涂布浆料；
(4)涂布：将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻纤布上，在烘箱中初步交联、固化；
(5)将步骤(4)制备的膜放置在马弗炉中，烧结60min，烧结温度350℃；
(6)将步骤(5)中制备的电热膜材料分切成需求尺寸的片材，在两边植入电极，在电极接触面涂覆一层过渡导电层，即得到电热膜基材；
二、制备电热膜：
(7)将步骤一制备的电热膜基材正反两面各涂上一层导热粘接胶；
(8)在覆膜机上，将经步骤(7)处理后的电热膜片材正反两面各复合一层绝缘膜；
(9)在覆合后的膜电极上接好导线，绝缘后即得到远红外电热膜。
其中，所述胶体石墨粉粒径≤10μm，导电炭黑粉粒径≤10μm，三氧化二铝粉粒径≤100μm；所述稀释剂为二甲笨；所述玻纤布为厚度0.15mm的玻纤布；所述电极为金属箔(铜箔)；所述绝缘膜为聚四氟乙烯绝缘膜和聚酰胺膜的组合。
实施例2
一种新型远红外电发热膜的制备方法，包括以下步骤：
一、电热膜基材的制备：
(1)制作导电填料：按重量份称取50份的胶体石墨粉，70份的导电炭黑粉，10份的三氧化二铝粉，在常温条件下，置于粉料混合机中混合6h后备用，混合速度65rpm；
(2)制作导电浆母料：按重量份称取步骤(1)中制备的粉料30份，二甲基乙酰胺90份，在研磨机中常温条件下混合研磨120min，研磨速度1300rpm，用筛网过滤后备用；
(3)配置电热浆料：按重量份称取100份聚酰亚胺漆，步骤(2)中制备的导电浆母料50份，在常温条件下，置于分散机中分散60min，分散速度1500rpm，并用稀释剂调节粘度至300mPa.s，用筛网过滤后得到电热涂布浆料；
(4)涂布：将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻纤布上，在烘箱中初步交联、固化；
(5)将步骤(4)制备的膜放置在马弗炉中，烧结120min，烧结温度400℃；
(6)将步骤(5)中制备的电热膜材料分切成需求尺寸的片材，在两边粘贴电极，得到电热膜基材；
二、制备电热膜：
(7)在覆膜机上，将经步骤(7)处理后的电热膜片材正反两面各复合一层绝缘膜；
(8)在覆合后的膜电极上接好导线，绝缘后即得到远红外电热膜。
其中，所述胶体石墨粉粒径≤10μm，导电炭黑粉粒径≤10μm，三氧化二铝粉粒径≤100μm；所述稀释剂为二甲基乙酰胺；所述玻纤布为厚度0.06mm的玻纤布；所述电极为金属箔胶带；所述绝缘膜为聚酯薄膜。
实施例3
一种新型远红外电发热膜的制备方法，包括以下步骤：
一、电热膜基材的制备：
(1)制作导电填料：按重量份称取50份的胶体石墨粉，50份的导电炭黑粉，5份的三氧化二铝粉，在常温条件下，置于粉料混合机中混合5h后备用，混合速度60rpm；
(2)制作导电浆母料：按重量份称取步骤(1)中制备的粉料20份，二甲基乙酰胺80份，在研磨机中常温条件下混合研磨80min，研磨速度1200rpm，用筛网过滤后备用；
(3)配置电热浆料：按重量份称取75份聚酰亚胺漆，步骤(2)中制备的导电浆母料20份，在常温条件下，置于分散机中分散45min，分散速度1400rpm，并用稀释剂调节粘度至200mPa.s，用筛网过滤后得到电热涂布浆料；
(4)涂布：将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻纤布上，在烘箱中初步交联、固化；
(5)将步骤(4)制备的膜放置在马弗炉中，烧结90min，烧结温度300℃；
(6)将步骤(5)中制备的电热膜材料分切成需求尺寸的片材，在两面粘贴电极，得到电热膜基材；
二、制备电热膜：
(7)在覆膜机上，将经步骤(7)处理后的电热膜片材正反两面各压合一层绝缘层；
(8)在覆合后的膜电极上接好导线，绝缘后即得到远红外电热膜。
其中，所述胶体石墨粉粒径≤10μm，导电炭黑粉粒径≤10μm，三氧化二铝粉粒径≤100μm；所述稀释剂为二甲基乙酰胺；所述玻纤布为厚度0.09mm的玻纤布；所述电极为导电布胶带；所述绝缘膜为醋酸布胶带。
本发明的突出特点如下：
1)整个膜面发热，没有发热空隙，涂层均匀，膜面温差小；
2)电热浆料整体渗透基材，固化后与基材一起形成整体发热体，不产生龟裂和脱落；
3)电热体为非金属基电热材料，使用时无氧化反应，不会因氧化缩短使用寿命，试验结果寿命>10万小时；
4)产生有益健康的远红外线，实验结果：辐射波长4-20μm，峰值8-10μm；
5)经试验：电热转换效率≥95％，在部分电压时达到99％；
6)不含银、钯等贵金属材料，所有材料均简便易得，工艺简单，成本低廉。
本发明提供的远红外电发热膜是采用微米级石墨粉、导电炭黑粉与高分子树脂等材料复合而成。该材料充分利用了碳复合材料具有的优异电学性能、高导热性和高耐热性，以及高分子材料的结构稳定性，易加工性。制备的远红外电发热膜，具有电热转换效率高、发热均匀、和基材结合强度高、寿命长、产生有益人体的远红外线等优点，且工艺简单，成本低廉，适合大规模连续化生产。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (8)
1.一种新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制作导电填料：按重量份称取30-70份的胶体石墨粉，30-70份的导电炭黑粉，2-10份的三氧化二铝粉，置于粉料混合机中混合4-6h后备用；
(2)制作导电浆母料：按重量份称取步骤(1)中制备的粉料10-30份，二甲基乙酰胺40-90份，在研磨机中混合研磨60-120min，过滤后备用；
(3)配置电热浆料：按重量份称取50-100份聚酰亚胺漆，步骤(2)中制备的导电浆母料20-50份，置于分散机中分散30-60min，并用稀释剂调节粘度至120-300mPa.s，过滤后得到电热涂布浆料；
(4)涂布：将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻纤布上，在烘箱中初步交联、固化；
(5)将步骤(4)制备的膜放置在高温烘箱中烧结；
(6)将步骤(5)中制备的电热膜材料分切成需求尺寸的片材，在两边或两面连接电极，即得到电热膜基材；
(7)将制备的电热膜基材正反两面各涂上一层导热粘接胶；
(8)在覆膜机上，将经步骤(7)处理后的电热膜片材正反两面各复合一层绝缘层；
(9)在覆合后的膜电极上接好导线，绝缘后即得到远红外电热膜。
2.根据权利要求1所述的新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述胶体石墨粉粒径≤10μm，导电炭黑粉粒径≤10μm，三氧化二铝粉粒径≤100μm。
3.根据权利要求1或2所述的新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述稀释剂为二甲基乙酰胺或二甲苯。
4.根据权利要求3所述的新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述玻纤布为厚度0.06-0.15mm的玻纤布。
5.根据权利要求4所述的新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，制备的膜放置在马弗炉中烧结，烧结时间60-120min，烧结温度300-400℃。
6.根据权利要求5所述的新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述电极可以通过粘贴、涂刷或穿插的方式连接到片材上。
7.根据权利要求6所述的新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述电极为金属箔、金属箔胶带、导电布胶带、导电银浆中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的新型远红外电发热膜的制备方法，其特征在于，在步骤(8)中，所述绝缘膜为聚四氟乙烯绝缘膜、聚酰胺膜、聚酯薄膜、云母片、醋酸布胶带、环氧板等中的一种或几种的组合。
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