CN101541110A - 纳米电热膜材料及纳米电热器件的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种纳米电热膜材料，包括含有下述重量组份的材料，导电炭黑粉5－10％；超微钛粉40－60％；超微镍粉10－20％；超微铬粉5－10％；超微钨粉10－15％；超高分子量聚乙烯粉10－20％。一种纳米电热器件的制作方法，将前述导电炭黑粉、超微钛粉、超微镍粉、超微铬粉、超微钨粉和超高分子量聚乙烯粉按比例放入高速混合，制成均匀混合物；将均匀混合物掺入酒精制成混合液体；将基材放入高温炉内，烘烤3－10分钟；然后取出基材趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到基材的预定表面；将基材自然冷却，即可。用本发明所提供的制作方法，并采用上述纳米电热膜材料制作出来的纳米电热器件具有稳定性好，透明，不脱膜，导电性能更好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米电热膜材料及纳米电热器件的制作方法。
背景技术
现有技术中，一种以玻璃管为基材的纳米电热器件，它是在玻璃管的外壁上，用溅射方法在溅射机内将相应的靶材，溅射到玻璃管的外壁上，形成一层导电膜，在导电膜的两端设置电极后，作为纳米电热管使用；用溅射方式生产出来的纳米电热管存在如下问题，一是导电膜与基材之间结合不是很好，使用时间稍长容易产生脱膜现象；二是发热效率不高；三是不耐高温，在骤冷骤热的情况下，其电热膜更容易脱落。现有技术中还有一种纳米电热器件，它是在玻璃板或玻璃管上在高温状态下，喷射纳米电热膜材料形成电热膜，如中国专利文献CN1082803公开的一种耐高温透明电热膜及其生产方法，它是将含锑的氯化物，锡的氯化物及Cr、Ni、Co、Ce、V、Cd、Mn、Cu、Fe的氯化物的一种或几种的施膜液，通过喷镀工艺喷镀在基体表面上经水解而形成，它虽然具有热稳定性良好，但是，其电导率还值得进一步提高。
发明内容
本发明目的是克服上述缺陷，提供一种不但稳定性好，透明，不脱膜，而且导电性能更好的纳米电热膜材料。
本发明的另一个目的是提供一种将上述纳米电热膜材料制作成纳米电热器件的方法。
本发明通过以下的技术方案实现：提供一种纳米电热膜材料，包括含有下述重量百分比的材料，
导电炭黑粉 5-10％；
超微钛粉 40-60％；
超微镍粉 10-20％；
超微铬粉 5-10％；
超微钨粉 10-15％；
超高分子量聚乙烯粉10-20％，超高分子量聚乙烯粉是指分子量在100-600万的聚乙烯粉。
上述的较佳重量百分比为：
导电炭黑粉 6-9％；
超微钛粉 45-55％；
超微镍粉 12-17％；
超微铬粉 5-9％；
超微钨粉 11-14％；
超高分子量聚乙烯粉 11-18％。
上述导电炭黑粉最好是特导电炭黑粉。
所述导电炭黑粉或特导电炭黑粉的粒度最好在10-150nm之内；所述超微钛粉的粒度最好在10-150nm之内；所述超微镍粉的粒度最好在10-150nm之内；所述超微铬粉的粒度最好在30-150nm之内；所述超微钨粉的粒度最好在10-250nm之内；以及超高分子量聚乙烯粉的粒度最好是大于等于20目。
提供一种纳米电热器件的制作方法，将上述导电炭黑粉、超微钛粉、超微镍粉、超微铬粉、超微钨粉和超高分子量聚乙烯粉按重量比放入高速混合机内，以转速为3500-4500r/min的速度处理10-30分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为70％以上的酒精按1∶2-10(W/V)的比例配制成混合液体；将基材放入高温炉内，在600℃至850℃温度下，烘烤3-10分钟(随基材材质而定)；然后取出基材，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到基材的预定表面；将喷有混合液体的基材自然冷却，即可。
所述基材可以是石英硅、搪瓷、陶瓷或云母片，或者是石英硅、搪瓷、陶瓷或云母管。
用本发明所提供的制作方法，采用上述纳米电热膜材料制作出来的纳米电热器件具有稳定性好，透明，不脱膜，导电性能更好的优点，用本发明制作的纳米电热器件与传统的溅射生产出来的电热管相比，其热效率可提高20％左右；与用传统的喷射法，如中国专利文献CN1082803公开的一种耐高温透明电热膜及其生产方法所生产的电热板或电热管相比，其热效率可提高15％左右。
具体实施方式
下述各实施例均可以用下述的方法制作，也就是将下述各实施例中的导电炭黑粉、超微钛粉、超微镍粉、超微铬粉、超微钨粉和超高分子量聚乙烯粉按实施例的重量比放入高速混合机内，以转速为3500-4500r/min的速度处理10-30分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为70％以上的酒精按1∶2-10的比例(重量/体积比，如1克均匀混合物用2-10毫升含量为70％以上的酒精)配制成混合液体；将基材(最常见的基材为玻璃板或玻璃管)放入高温炉内，在600℃至850℃温度下，烘烤3-10分钟；然后取出基材趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到基材的预定表面；将喷有混合液体的基材自然冷却，即可。
实施例1
取导电炭黑粉10克(粒度是10-150nm)，超微钛粉40克(粒度是10-150nm)，超微镍粉10克(粒度是10-150nm)，超微铬粉10克(粒度是30-150nm)，超微钨粉10克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉20克(粒度是20目)，放入高速高速混合机内，以转速为3500r/min的速度处理30分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为70％的酒精按1∶2的比例(重量/体积比，如1克均匀混合物用2毫升含量为70％的酒精，下同)配制成混合液体；将数块玻璃板放入高温炉内，在600℃温度下，烘烤10分钟；然后取出玻璃板，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃板的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃板自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃板。
实施例2
取导电炭黑粉8克(粒度是10-150nm)，超微钛粉42克(粒度是10-150nm)，超微镍粉12克(粒度是10-150nm)，超微铬粉9克(粒度是30-150nm)，超微钨粉11克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉18克(粒度是80目)，放入高速高速混合机内，以转速为3800r/min的速度处理25分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为75％的酒精按1∶3的比例配制成混合液体；将数块玻璃板放入高温炉内，在650℃温度下，烘烤9分钟；然后取出玻璃板，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃板的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃板自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃板。
实施例3
取导电炭黑粉9克(粒度是10-150nm)，超微钛粉44克(粒度是10-150nm)，超微镍粉14克(粒度是10-150nm)，超微铬粉8克(粒度是30-150nm)，超微钨粉12克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉13克(粒度是120目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理20分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为80％的酒精按1∶4的比例配制成混合液体；将数块玻璃板放入高温炉内，在700℃温度下，烘烤8分钟；然后取出玻璃板，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃板的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃板自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃板。
实施例4
取导电炭黑粉7克(粒度是10-150nm)，超微钛粉48克(粒度是10-150nm)，超微镍粉16克(粒度是10-150nm)，超微铬粉6克(粒度是30-150nm)，超微钨粉13克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉10克(粒度是180目)，放入高速高速混合机内，以转速为4200r/min的速度处理15分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为85％的酒精按1∶5的比例配制成混合液体；将数块玻璃板放入高温炉内，在750℃温度下，烘烤7分钟；然后取出玻璃板，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃板的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃板自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃板。
实施例5
取导电炭黑粉6克(粒度是10-150nm)，超微钛粉50克(粒度是10-150nm)，超微镍粉18克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉11克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉10克(粒度是200目)，放入高速高速混合机内，以转速为3800r/min的速度处理15分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为90％的酒精按1∶6的比例配制成混合液体；将数块玻璃板放入高温炉内，在800℃温度下，烘烤6分钟；然后取出玻璃板，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃板的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃板自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃板。
实施例6
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉52克(粒度是10-150nm)，超微镍粉13克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉15克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉10克(粒度是250目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理10分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为95％的酒精按1∶7的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在850℃温度下，烘烤3分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
实施例7
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉50克(粒度是10-150nm)，超微镍粉20克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉10克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉10克(粒度是300目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理10分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为98％的酒精按1∶8的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在700℃温度下，烘烤4分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
实施例8
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉53克(粒度是10-150nm)，超微镍粉17克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉10克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉10克(粒度是320目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理10分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为99％的酒精按1∶9的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在800℃温度下，烘烤5分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
实施例9
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉55克(粒度是10-150nm)，超微镍粉13克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉11克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉11克(粒度是30目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理15分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为99％的酒精按1∶10的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在750℃温度下，烘烤4分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
实施例10
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉58克(粒度是10-150nm)，超微镍粉12克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉10克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉10克(粒度是30目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理15分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为99％的酒精按1∶10的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在700℃温度下，烘烤5分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
实施例11
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉60克(粒度是10-150nm)，超微镍粉10克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉10克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉10克(粒度是30目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理15分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为99％的酒精按1∶9的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在700℃温度下，烘烤4分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
实施例12
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉46克(粒度是10-150nm)，超微镍粉15克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉15克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉14克(粒度是30目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理10分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为99％的酒精按1∶8的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在700℃温度下，烘烤5分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
实施例13
取导电炭黑粉5克(粒度是10-150nm)，超微钛粉45克(粒度是10-150nm)，超微镍粉15克(粒度是10-150nm)，超微铬粉5克(粒度是30-150nm)，超微钨粉14克(粒度是10-250nm)，超高分子量聚乙烯粉16克(粒度是30目)，放入高速高速混合机内，以转速为4000r/min的速度处理10分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为99％的酒精按1∶8的比例配制成混合液体；将数根玻璃管放入高温炉内，在700℃温度下，烘烤5分钟；然后取出玻璃管，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到玻璃管的预定表面，厚度为5-30微米；让混合液体快在高温下与玻璃板的表面结合，然后，将喷有混合液体的玻璃管自然冷却，即为具有纳米发热膜的纳米发热玻璃管。
上述各实施例中的不同比例的酒精可以用工业酒精或无水酒精加水配制而成。
在上述各实施例中的纳米发热玻璃板或纳米发热玻璃管的电热膜的两侧设置电极后，即可通电发热。如纳米发热玻璃板上电热膜一般为矩形，只需要在矩形的相对两侧边设上电极即可；如是纳米发热玻璃管，则只需要在电热膜上、下两端设置电极即可；本发明中的电极是银浆烧结电极。
当然，上述方法也可以搪瓷、陶瓷或云母片或管喷涂电热膜，而制成相应的纳米发热器件。
Claims (10)
1、一种纳米电热膜材料，其特征在于，包括含有下述重量百分比的材料，
导电炭黑粉5-10％；
超微钛粉40-60％；
超微镍粉10-20％；
超微铬粉5-10％；
超微钨粉10-15％；
超高分子量聚乙烯粉10-20％。
2、根据权利要求1所述的纳米电热膜材料，其特征在于：包括含有下述重量百分比的材料，
导电炭黑粉6-9％；
超微钛粉45-55％；
超微镍粉12-17％；
超微铬粉5-9％；
超微钨粉11-14％；
超高分子量聚乙烯粉11-18％。
3、根据权利要求1或2所述的纳米电热膜材料，其特征在于：所述导电炭黑粉是特导电炭黑粉。
4、根据权利要求1或2所述的纳米电热膜材料，其特征在于：所述导电炭黑粉的粒度是10-150nm，所述超微钛粉的粒度是10-150nm；所述超微镍粉的粒度是10-150nm。
5、根据权利要求1或2所述的纳米电热膜材料，其特征在于：所述超微铬粉的粒度是30-150nm。
6、根据权利要求1或2所述的纳米电热膜材料，其特征在于：所述超微钨粉的粒度是10-250nm。
7、根据权利要求1或2所述的纳米电热膜材料，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯粉的粒度是大于等于20目的。
8、一种纳米电热器件的制作方法，其特征在于，将上述导电炭黑粉、超微钛粉、超微镍粉、超微铬粉、超微钨粉和超高分子量聚乙烯粉按重量比放入高速混合机内，以转速为3500-4500r/min的速度处理10-30分钟，制成均匀混合物；将均匀混合物与含量为70％以上的酒精按1∶2-10的比例配制成混合液体；将基材放入高温炉内，在600℃至850℃温度下，烘烤3-10分钟；然后取出基材，趁热用高压喷镀机将上述混合液体快速均匀地喷射到基材的预定表面；将喷有混合液体的基材自然冷却，即可。
9、根据权利要求9所述的纳米电热器件的制作方法，其特征在于：所述基材是石英硅、搪瓷、陶瓷或云母片，或者是石英硅、搪瓷、陶瓷或云母管。
10、根据权利要求9所述的纳米电热器件的制作方法，其特征在于：所述导电炭黑粉的粒度是10-150nm；所述超微钛粉的粒度是10-150nm；所述超微镍粉的粒度是10-150nm；所述超微铬粉的粒度是30-150nm；所述超微钨粉的粒度是10-250nm；以及超高分子量聚乙烯粉的粒度是大于等于20目。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20090923 |