[发明专利]电工薄层的室温生产方法、其用途、以及以这种方式获得的薄层加热系统

说明书

可以用作加热电阻体和/或导电层基底的电工薄层在已建立的方法中以高价格并且极慢地生产。此问题凭借氧化还原反应性沉积的基层得以解决，该基层含有石墨、在室温下形成并且在该基层上，在同样的意义上，金属在数分钟到几秒之内通过氧化还原反应，在室温下和在最后的固化过程期间形成微米级的金属层。以这种方式可获得的双层是高度柔性的，允许在铜层上进行焊接，并且可以特别有利地用作薄层加热系统。

技术领域

本发明总体上可以归属于电工薄层(electrotechnical thin layer)领域。该技术领域在涉及诸位发明人的DE 10 2015 102 801中明显地定义。可以从本申请和其中引用的现有技术中获得已知的措施、特征和方法。

背景技术

本发明涉及可用作导体层并可用于薄层加热器的接触的电工薄层、特别是电工层序列的生产方法。

本文中要求保护的主题是在生产薄层加热器的背景下发现的。

自1921年以来，从DE 390 400 A已知的是加热电阻体可以通过初步沉淀、铺展和干燥作为水玻璃、石墨和各种盐的混合物生产。相应地，DE 410 375 A传授了此种层的物理干燥，该层最后用酸进行表面调节。这些已建立的方法的缺点是干燥分散体的过程纯粹是物理的并且因此耗费很长的时间。

作为替代方案，DE 839 396 B传授了将加热丝包封在石英玻璃外壳中，以便因此获得耐久的热辐射器。这种设计不利地要求通过在高至非常高的温度下熔化将该加热丝并入纯石英玻璃中。如在DE 1 446 978 A中披露的替代复合体也要求高温以便生产作为固态加热元件的致密Si-SiC-C复合体。如DD 266 693 A1中所述，将石墨和另外的添加物作为松散床安排在两个电极之间的替代设计也不利地设想了适合材料对的大体积安排。DE 196479 35 B4也传授了在电极之间以厚层施用与水玻璃共混的石墨、碳和/或碳纤维的混合物。这也带来了以下缺点：电极可能被腐蚀性的水玻璃侵蚀并且因此必须以足够的厚度执行。与上述相比，本发明的不同之处在于它定位于薄膜领域中。

相应地针对薄加热膜的DE 3 650 278 T2通过比较更加相关。然而，此文献再次不利地传授了需要大量能量的聚合物膜的碳化，必要的是通过在1800℃下转化将所述膜转化为石墨膜。

因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点并提供一种方法和根据该方法的电工薄层，尽管在室温下进行工业加工并且以大面积制造，该方法可以提供薄层，这些薄层是固体、稳定的、优选可用作加热层，并且虽然如此在其用于薄层接触连接的电工特性方面可修改具有足够的导电性。

此目的是根据本发明所限定方法的特征实现的。由下面的描述，有利的实施例将是明显的。

发明内容

本发明提供了一种通过以下方式生产电工薄层的室温方法：在区域内提供分散体中的导电和/或半导电无机附聚物并将它们固化以形成层，其特征在于该固化在室温下进行并且该固化通过与至少一种试剂接触来加速。

在优选的实施例中，电工基层在这里通过分散在区域内提供并固化以得到层；在该方法中，将主要水性碳悬浮液与至少包含铝和/或铁的碱溶性工业金属的至少一种金属粉末(至多为微米尺度粉末)混合，该主要水性碳悬浮液至少包含微米尺度石墨和任选地最高达按重量计49％的包括烟灰、活性炭、焦油、导电炭黑、炉黑、炭黑、灯黑、ESD黑的相关碳多晶型物的添加物，其中该微米尺度石墨具有无定形碳组分。然后将该悬浮液调节至大于7的反应性pH，并且金属至少部分溶解。如此产生的还原层被施用并经受至少初步固化以形成稳定边缘外壳，其中以薄层施用的该悬浮液至少通过伴随的UV暴露固化。

随后，为了优选生产导电的电工薄层，在该还原基层上提供金属(优选铜)的具有低硫酸含量的新鲜分散体，并在室温下进行完全固化，该固化通过5分钟内的还原沉积来加速，其中沉积在微米范围内的金属层。

有利地，如此产生的电工薄层序列可用作可焊接的、可印刷的金属层，更优选用作薄层加热器。