CN102612179A - 高分子远红外电致发热布及其加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由远红外加热和欧姆电阻加热复合在一起的加热系统，进一步涉及一种电加热系统。包括：电致发热布，粘结在电致发热布两端的铜箔，与铜箔相连的电池组，所述电池组的两极分别于两个铜箔相接，所述电池组由带有温度控制开关的锂离子电池组成。本发明所制备的高分子电致发热布既具有保健功能和发热保暖功能；又具有发热快，散热均匀，电热转换率高，和耐热，耐腐蚀，耐老化性能等优点。

Description

高分子远红外电致发热布及其加热系统

技术领域：

本发明涉及一种由远红外加热和欧姆电阻加热复合在一起的加热系统，进一步涉及一种电加热系统。

背景技术：

目前市场上销售的一些电热保暖衣，电热褥和电热毯等产品大都使用一种金属电阻丝和棉线混合编织成的电发热布做原料。而这种电发热布使用的电源有的是交流220V电源，产品很不安全；有的尽管也使用低压直流电，但由于大多采用金属电阻丝加热，所以不仅成本高，而且多次折叠后容易产生短路或断路，影响了产品的使用。另外，还有一些电热布虽然采用了无机物作电发热材料，但大多数技术制备工艺复杂，或电热转换效率低，或没有远红外辐射热功能，或由于没有采取阻燃措施，材料存在易燃的风险，或不能水洗，材料遇水就掉粉。

发明内容：

本发明就是针对上述问题提出来的，其目的就是制备一种既具有制备简单，使用方便的特点，又具有保健功能和发热保暖功能的服饰材料及其加热系统。这种电致发热材料(布)是由导电的微米(或亚微米)材料和高分子微粉等具有多种特性的材料精制而成，在通电后可立即辐射出最适合人体需要的远红外波，具有发热快，散热均匀，电热转换率高，和耐热，耐腐蚀，耐老化性能等特点，而且质地柔软，薄而轻，无电磁辐射，无污染，可水洗，同时制备工艺简单，使用方便，是一种绿色环保材料。

高分子远红外电致发热布，包括：基体，其特征在于，填充在基体内部空隙和包覆在基体两侧的涂层，所述涂层是通过如下工艺制得的：

首先，将原料乙炔黑、导电石墨、氧化锆、二氧化钛、电气石粉、三氧化二铁、聚乙烯、108胶水、聚四氟乙烯乳液按照质量百分比7-23∶13-23∶7-10∶8-10∶5-10∶10∶5-20∶5-10∶10-15进行混合；

加入总重量20-40％的水进行稀释，并进行充分均匀的搅拌以制成浆料；

将基体浸入浆料，并浸泡5分钟；

将基体取出并烘干、辊压，制成具有一定阻值的电致发热布。

由上述电致发热布制成电加热系统，包括：电致发热布，粘结在电致发热布两端的铜箔，与铜箔相连的电池组，所述电池组的两极分别于两个铜箔相接。

作为优选方案，还包括：温度控制开关。

所述电池组优选锂离子电池组。

所述电池组的电压范围为3-24伏之间；容量在2000-8000毫安时之间。

电源系统采用锂离子电池组，具有比容量高，体积小，重量轻，携带方便等特点，而且使用寿命长，循环性能好，安全可靠，是一种绿色环保能源。

采用这种高分子电致发热布可制成保暖背心、保暖上衣、保暖裤、保暖护膝、保暖手套、保暖袜、保暖鞋、保暖被、褥和保暖睡袋等各种保暖用品。

锂离子电源的电压控制在3--24V之间，属安全电压。电源系统配置了3-5个不同温段控制的开关，每个人可以根据不同环境的变化和个人的需求进行调控。同时，电源系统还配置了防止锂离子电池组过充、过放、短路和电流过大的保护装置，以保证使用者的安全使用。

一般来讲，开启电源一分钟后使用者既有热感，三分钟之后材料表面的温度即达到人体皮肤最适合的温度(40℃左右)，人体的感觉十分舒适。

该产品不仅在冬季可以供户外人员防寒使用，而且由于其辐射的远红外波易于渗透体内促进血液的流通，疏通经络和气血，因而能够明显地改善人体的微循环，对人体具有理疗保健作用，所以也是一种很好的医疗保健产品。

本发明相对于现有技术的优点在于：

(一)本发明所制备的高分子电致发热布既具有保健功能和发热保暖功能；又具有发热快，散热均匀，电热转换率高，和耐热，耐腐蚀，耐老化性能等特点，而且质地柔软，薄而轻，无电磁辐射，无污染，可水洗，是一种绿色环保材料；

(二)本发明所涉及的高分子电致发热布，其制备工艺简单，无污染，使用方便，而且所使用的各种材料均为环境友好材料；

(三)本发明所使用的锂离子电池组具有比容量高，体积小，重量轻，携带方便等特点，而且使用寿命长，循环性能好，安全可靠，是一种绿色环保能源；

附图说明：

图1是加热系统的示意图；图中：1代表电致热布，2a、2b代表铜箔，3代表电池组。

图2是图1沿A-A方向剖面图。

具体实施方式：

对照图1、2说明本发明。

以棉布或无纺纤维布为基体，根据需求可剪裁成方形，长方形或其它各种形状；本实施例以长方形为例。

在下列实施例中，均以尺寸大小完全一样的长方形棉布为基体。

实施例1：

将下列材料按重量比混合配制成浆料：

乙炔黑∶导电石墨∶氧化锆∶二氧化钛∶电气石粉∶三氧化二铁∶聚乙烯∶108胶水∶聚四氟乙烯乳液＝23∶17∶10∶10∶5∶10∶5∶10∶10。

再加入20％的水进行稀释，并进行充分均匀的搅拌以制成浆料；然后把纯棉布(或无纺纤维布)浸入浆料中(保持5分钟)；再把吸入浆料的棉布取出烘干，辊压，制成具有一定阻值的电致发热布1；最后在布料的两边涂上导电胶，再把铜箔2a、2b贴上压实，并在二头焊上引线，即可使用。

还包括：锂离子电池组3，和高分子电致发热布连接起来。电池组配置了3-5个不同温段控制的开关，每个人可以根据不同环境的变化和个人的需求进行调控。同时，电源系统还配置了防止锂离子电池组过充、过放、短路和电流过大的保护装置，以保证使用者的安全使用。

实施例2：

将下列材料按重量比混合配制成浆料：

乙炔黑∶导电石墨∶氧化锆∶二氧化钛∶电气石粉∶三氧化二铁∶聚乙烯∶108胶水∶聚四氟乙烯乳液＝17∶23∶7∶8∶5∶10∶10∶10∶10。

再加入40％的水进行稀释，并进行充分均匀的搅拌以制成浆料；然后把纯棉布(或无纺纤维布)浸入浆料中(保持5分钟)；再把吸入浆料的棉布取出烘干，辊压，制成具有一定阻值的电致发热布1；最后在布料的两边涂上导电胶，再把铜箔2a、2b贴上压实，并在二头焊上引线，即可使用。

还包括：锂离子电池组3，和高分子电致发热布连接起来。电池组配置了3-5个不同温段控制的开关，每个人可以根据不同环境的变化和个人的需求进行调控。同时，电源系统还配置了防止锂离子电池组过充、过放、短路和电流过大的保护装置，以保证使用者的安全使用。

实施例3：

将下列材料按重量比混合配制成浆料：

乙炔黑∶导电石墨∶氧化锆∶二氧化钛∶电气石粉∶三氧化二铁∶聚乙烯∶108胶水∶聚四氟乙烯乳液＝7∶18∶10∶10∶10∶10∶20∶5∶10。

再加入20％的水进行稀释，并进行充分均匀的搅拌以制成浆料；然后把纯棉布(或无纺纤维布)浸入浆料中(保持5分钟)；再把吸入浆料的棉布取出烘干，辊压，制成具有一定阻值的电致发热布1；最后在布料的两边涂上导电胶，再把铜箔2a、2b贴上压实，并在二头焊上引线，即可使用。

还包括：锂离子电池组3，和高分子电致发热布连接起来。电池组配置了3-5个不同温段控制的开关，每个人可以根据不同环境的变化和个人的需求进行调控。同时，电源系统还配置了防止锂离子电池组过充、过放、短路和电流过大的保护装置，以保证使用者的安全使用。

实施例4：

将下列材料按重量比混合配制成浆料：

乙炔黑∶导电石墨∶氧化锆∶二氧化钛∶电气石粉∶三氧化二铁∶聚乙烯∶108胶水∶聚四氟乙烯乳液＝7∶23∶10∶10∶5∶10∶15∶10∶10。

再加入30％的水进行稀释，并进行充分均匀的搅拌以制成浆料；然后把纯棉布(或无纺纤维布)浸入浆料中(保持5分钟)；再把吸入浆料的棉布取出烘干，辊压，制成具有一定阻值的电致发热布1；最后在布料的两边涂上导电胶，再把铜箔2a、2b贴上压实，并在二头焊上引线，即可使用。

还包括：锂离子电池组3，和高分子电致发热布连接起来。电池组配置了3-5个不同温段控制的开关，每个人可以根据不同环境的变化和个人的需求进行调控。同时，电源系统还配置了防止锂离子电池组过充、过放、短路和电流过大的保护装置，以保证使用者的安全使用。

实施例5：

将下列材料按重量比混合配制成浆料：

乙炔黑∶导电石墨∶氧化锆∶二氧化钛∶电气石粉∶三氧化二铁∶聚乙烯∶108胶水∶聚四氟乙烯乳液＝7∶13∶10∶10∶10∶10∶15∶10∶15。

再加入30％的水进行稀释，并进行充分均匀的搅拌以制成浆料；然后把纯棉布(或无纺纤维布)浸入浆料中(保持5分钟)；再把吸入浆料的棉布取出烘干，辊压，制成具有一定阻值的电致发热布1；最后在布料的两边涂上导电胶，再把铜箔2a、2b贴上压实，并在二头焊上引线，即可使用。

还包括：锂离子电池组3，和高分子电致发热布连接起来。电池组配置了3-5个不同温段控制的开关，每个人可以根据不同环境的变化和个人的需求进行调控。同时，电源系统还配置了防止锂离子电池组过充、过放、短路和电流过大的保护装置，以保证使用者的安全使用。

实施例效果分析：

实施例1.质地柔韧性好，但阻值太小，工作电流过大，温升太高，能耗太大；

实施例2.质地柔韧性较好，但阻值偏小，工作电流较大，温升较高；

实施例3.质地较硬，有掉粉现象，阻值偏大，温升较低；

实施例4.质地柔韧性较好，阻值适中，发热均匀，温升合适；

实施例5.质地柔韧性还好，但阻值太大，温升太慢；

从上述的实施例中可以看出：实施例4的效果最佳。

Claims (6)

1.高分子远红外电致发热布，包括：基体，其特征在于，填充在基体内部空隙和包覆在基体两侧的涂层，所述涂层是通过如下工艺制得的：

首先，将原料乙炔黑、导电石墨、氧化锆、二氧化钛、电气石粉、三氧化二铁、聚乙烯、108胶水、聚四氟乙烯乳液按照质量百分比7-23∶13-23∶7-10∶8-10∶5-10∶10∶5-20∶5-10∶10-15进行混合；

加入总重量20-40％的水进行稀释，并进行充分均匀的搅拌以制成浆料；

将基体浸入浆料，并浸泡5分钟；

将基体取出并烘干、辊压，制成具有一定阻值的电致发热布。

2.由权利要求1制成的电加热系统，其特征在于，包括：权利要求1所述高分子远红外电致发热布，粘结在电致热布两端的铜箔与铜箔相连的电池组，所述电池组的两极分别与两个铜箔相接。

3.根据权利要求2所述电加热系统，其特征在于，还包括：温度控制开关。

4.根据权利要求2所述电加热系统，其特征在于，所述电池组为锂离子电池组。

5.根据权利要求2或4所述电加热系统，其特征在于，所述电池组的电压控制为3-24伏之间，容量在2000-8000毫安时之间。

6.根据权利要求4或5所述电加热系统，其特征在于，所述电池组还配置了防止锂离子电池组过充、过放、短路和电流过大的保护装置。

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