[发明专利]电发热膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温的面状导电体(或导电材料)及其制备方法，尤其涉及一种电发热膜及其制备方法。

背景技术

目前广泛使用的导电材料按照形状可分为线状导电材料(如金属丝导电体)和面状导电体(如碳晶膜导电体、碳纤维膜导电体)。电发热材料一般向节能、使用寿命长的方向发展。但是传统的电发热材料(一般如金属材料)电热转换效率低，一般为70％左右，但是面状导电体解决了电热转换效率低下的情况，面状导电体的使用寿命是线状金属丝导电体的5-10倍，而且同等制热效果比金属丝节能至少30％。近年来人们研制出电发热膜，由于这种电发热膜一般都具有较高的电热转换效率，使用寿命比一般的金属发热材料高，制备方法比较简单，并且许多电发热膜具有柔性等特点，还具有5-18μm的远红外功能。电发热膜已经成为电发热材料中的一个发展方向。

中国发明专利200510200543.9公开了一种纳米碳素材料电发热膜及制备方法，它是用纳-微级石墨粉、导电炭黑粉体的优秀电、热性能，加入适当的稳定剂、粘结剂和分散剂制成柔性电发热膜材料，电的转换效率高、节电效果明显可生产低温-高温的各种电发热膜。但是此发明没有解决关于电发热膜功率(或电阻)稳定性和电发热膜使用寿命持久(30000小时以上)的问题，难以实际应用。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足提出了一种电发热膜及其制备方法，它大大延长了产品的使用寿命，解决了产品性能稳定问题。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种电发热膜，它包括混合在一起的胶粘剂和混合粉，还有承载所述胶粘剂和混合粉的玻璃纤维布，其特征是它是由下列重量份的原料制成的电发热膜：胶粘剂为聚酰亚胺树脂100份，混合粉为4～30份；所述混合粉包括导电炭黑和石墨粉，导电炭黑的颗粒直径为10-100nm；石墨粉的颗粒直径为1-10μm；所述导电炭黑和石墨粉的重量比为1∶(0.8-1.25)，所述电发热膜还含有稳定剂0～2份。

本方案的具体特点还有，所述稳定剂包括颗粒大小为10-100nm，成分为Al₂O₃或Ag粉或TiO₂细粉中的一种或几种的混合物。在导电基膜表面包裹绝缘膜。所述绝缘膜的材料选择聚碳酸酯薄膜(即PC薄膜)、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(即PET薄膜)、或者以石英片、云母片、玻璃纤维布为基材的绝缘薄膜，也可以选择绝缘陶瓷薄片作为绝缘材料。

所述绝缘膜是以玻璃纤维布为基体，通过载体往玻璃纤维布上涂布颗粒直径为10nm-20um的绝缘粉构成绝缘层；所述绝缘层是由下列重量份的原料制成：载体100份，绝缘粉2-30份。所述载体为高温硅橡胶或聚四氟乙烯或高温环氧树脂，所述绝缘粉为绝缘炭黑或纳米碳化硅或纳米氮化铝。

一种电发热膜的制备方法，包括如下步骤：①、先将导电炭黑与石墨粉按照1∶(0.8-1.25)的重量比混合得到混合粉，再将聚酰亚胺树脂和混合粉按1∶(0.04-0.30)重量比混合，并加入稀释剂进行稀释；②、经研磨机进行10-60分钟研磨获得胶状混合物；③、将胶状混合物经过涂布机涂在玻璃纤维布上，经烘烤后使胶状混合物浸入并固化在玻璃纤维布上形成电发热膜；上述烘烤过程中的温度是由100℃-300℃逐渐升高的，涂胶的玻璃纤维布经牵引电机拉动在涂布机的烘箱内匀速运动加热3-10分钟，使稀释剂得到充分挥发，而且能使其余的混合胶与玻璃纤维布充分的融为一体。

本方案的具体特点还有，所述稀释剂为二甲基乙酰胺。可在电发热膜上植入电极，用复膜机在电加热膜表面包裹绝缘膜。所述绝缘膜是以玻璃纤维布为基体并按照下列步骤制备：①将绝缘粉和载体按下列重量份混合：载体100份，绝缘粉2-30份；绝缘粉的颗粒直径为10nm-20um，所述载体为高温硅橡胶或聚四氟乙烯或高温环氧树脂，所述绝缘粉为绝缘炭黑或纳米碳化硅或纳米氮化铝；将上述绝缘粉和载体经过研磨机充分研磨获得胶状混合物；②、将上述胶状混合物经过涂布机均匀的涂在玻璃纤维布上，经烘烤后使胶状混合物浸入并固化在玻璃纤维布上形成绝缘膜。上述烘烤过程中的温度是由100℃-400℃逐渐升高的，涂胶的玻璃纤维布经牵引电机拉动在涂布机的烘箱内匀速运动加热3-10分钟，使胶状混合物与玻璃纤维布充分的融为一体。

绝缘膜的选择：当使用温度在80℃以下时，绝缘基材材料可以选择PC薄膜、PET薄膜等；当使用温度在80℃以上时，可以选用石英片、云母片、玻璃纤维布为基体的绝缘薄膜，也可以选择绝缘陶瓷薄片作为绝缘基材材料。