CN103118448B

CN103118448B - 一种纳米ptc化合物导热膜玻璃及其制造方法

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Publication number: CN103118448B
Application number: CN201310029472.5A
Authority: CN
Inventors: 张志昌; 黄耀宗
Original assignee: DONGGUAN ZHANGYI HARDWARE PRODUCTS Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN ZHANGYI HARDWARE PRODUCTS Co Ltd
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2033-01-28
Also published as: CN103118448A

Abstract

本发明公开了一种纳米PTC化合物导热膜玻璃及其制造方法，其中，纳米PTC化合物导热膜玻璃包括耐热玻璃基板、纳米PTC化合物材料膜、第一电极和第二电极；纳米PTC化合物材料膜通过多弧等离子镀膜方式覆盖于耐热玻璃基板上，且与耐热玻璃基板之表层相融合，形成半透明状；纳米PTC化合物材料膜一端配置第一电极，另端配置第二电极，以便电性连接电源电路。本发明能保持稳定远红外线热量和温度，安全、可靠、省电，不会自爆或自燃；纳米PTC化合物材料膜通过多弧等离子镀膜方式覆盖于耐热玻璃基板上，并与耐热玻璃基板之表层相融合，结合紧密，不易磨损；纳米PTC化合物材料膜覆盖均匀、精密，单位面积加热功率均衡，整体性能稳定，产品品质优良。

Description

一种纳米PTC化合物导热膜玻璃及其制造方法

技术领域

本发明涉及加热装置及其制造技术领域，特别涉及一种纳米PTC化合物导热膜玻璃及其制造方法。

背景技术

目前，电阻膜加热装置在室内供暖设备、加热设备、窗户玻璃发热系统中已有初泛的应用。电阻膜加热装置能提供远红外线之热量，摒弃了以往导热管、电热丝发热的方式，不仅不会产生异味，而且热量稳定、安全性好、耗能较低，同时，电阻膜加热装置产生的远红外线对人体有益无害。然而，在现有技术中，电阻膜喷涂密度不均，不致密，造成电阻膜的单位面积的加热功率极不均匀，不稳定，难以控制；同时，电阻膜与基板之间结合也不紧密，电阻膜容易磨损，甚至脱落。由于可靠性差，仍有问题存在，所以市面上其应用商品并不多见。

中国专利200510137525.0公开了一种电阻膜加热装置的制造方法及所形成的电阻膜加热装置，主要包括如下工艺步骤：首先，根据所制造电阻膜加热装置的设计发热功率调配液态电阻材料；然后，对基材进行清洗、活化；接着，在基材表面喷涂液态电阻材料；再接着，接入电极；最后，测试电阻膜实际功率，若与设计功率相符，则形成合格的电阻膜加热装置成品。该加热装置相比一般的电阻膜加热装置，该加热装置性能较为稳定、耐用。

然而，该加热装置也具有至少三点缺点：其一、其电阻材料所产生的热量温升起伏大、不够稳定；其二、喷涂时所采用的电阻材料为液态混合物，实际上为电阻材料与水、酒精等液体的混合物，在喷涂过程中，电阻材料容易沉积，并且，电阻材料喷涂至基材上后，电阻材料实际上只是涂覆于基材之上，致使电阻材料与基材的结合极不紧密；虽然在喷涂之前需要将基材在500℃-800℃温度下活化，但，将低温的液态电阻材料喷涂至500℃-800℃的基材之上，其结合作用亦非常有限；其三、电阻材料喷涂于基材上后，电阻膜的密度仍然不够均匀，致密性仍然较差，单位面积的加热功率仍然不够均衡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种纳米PTC化合物导热膜玻璃，该纳米PTC化合物导热膜玻璃的纳米PTC化合物材料膜在玻璃基板上的密度及单位面积加热功率均衡，致密性好，散发热量稳定，并且，该纳米PTC化合物材料膜与玻璃基板结合非常紧密、不易脱落；为此，本发明还要提供一种制造该纳米PTC化合物导热膜玻璃的制造方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种纳米PTC化合物导热膜玻璃，包括耐热玻璃基板、纳米PTC化合物材料膜、第一电极和第二电极；所述纳米PTC化合物材料膜的组分为：钛酸钡，其重量百分比为52%-55%；锡，其重量百分比为32%-35%；镍，其重量百分比为4%-6%；铬，其重量百分比为4%-6%；铟，其重量百分比为1.8%-2.5%；所述纳米PTC化合物材料膜通过多弧等离子镀膜方式并以熔化状态喷涂覆盖于耐热玻璃基板上，且纳米PTC化合物材料膜与耐热玻璃基板之表层在400℃-900℃的温度下相融合，使纳米PTC化合物材料膜与耐热玻璃基板之间具有一融合层，形成与耐热玻璃基板紧密结合的半透明状的纳米PTC化合物材料膜；所述纳米PTC化合物材料膜一端配置第一电极，所述纳米PTC化合物材料膜另端配置第二电极，以便通过该第一电极和第二电极电性连接电源电路。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种纳米PTC化合物导热膜玻璃的制造方法，包括以下步骤：

a.将PTC化合物加工成纳米级极细粉末状的PTC化合物材料；

b.对耐热玻璃基板表面进行喷砂、打磨，形成具有微粗糙面的耐热玻璃基板表面；

c.将需喷镀的纳米级粉末状PTC化合物材料送入多电弧等离子喷枪的喷嘴孔道中，被高温等离子焰迅速熔化，并高速喷到耐热玻璃基板表面上，形成预定面状的均匀致密的喷涂镀膜；

d.将基板送入高温窑炉，在400℃-900℃的温度下，使纳米PTC化合物材料膜融入至耐热玻璃基板之表层；

e.测试耐热玻璃基板上的纳米PTC化合物材料膜的实际发热功率是否大于或等于设计功率；

f.根据设计功率，将电极银浆以预定方式印刷在纳米PTC化合物材料膜上；

g.在150℃-650℃温度下对导电银浆进行烧烤处理，使之烧结固化，形成第一电极和第二电极；

h.待电极自然冷却后，再次测试附加电极后的实际发热功率，若仍与设计功率不符，根据实际测量值修正耐热玻璃基板上纳米PTC化合物材料膜的方块电阻，若与设计功率相符，则形成合格的纳米PTC化合物导热膜玻璃。

本发明的有益效果是：其一、本发明接入电源电路后，其纳米PTC化合物材料膜能保持稳定的远红外线热量和温度，并且，本发明可用于取暖器、烤盘、烤箱、炉具、热水器等设备，以及医疗器材、工业熔炉之发热体，其纳米PTC化合物材料膜不出现高温红光，其热源非热气，而是远红外线辐射波，远红外线辐射波扩散至所需要的空间，进行热源工作，无电磁波及光害，安全、使用更可靠，导热速度快而省电；不会自爆或自燃，远红外线辐射波也有益于人体健康；其二、本发明的纳米PTC化合物材料膜通过多弧等离子镀膜方式覆盖于耐热玻璃基板上，且纳米PTC化合物材料膜与耐热玻璃基板之表层相融合，形成半透明状的纳米PTC化合物材料膜，因此，纳米PTC化合物材料膜与耐热玻璃基板结合非常紧密，不易因磨损而脱落，同时，纳米PTC化合物材料膜在耐热玻璃基板上覆盖均匀、精密，单位面积的加热功率均衡，使得整个加热装置性能稳定，产品品质及产品同一性优良。

附图说明

图1为本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃的整体结构示意图。

图2为本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃的纵剖视结构示意图。

图3为图2中A部分结构放大图。

图4为本发明接入直流电源电路示意图。

图5为本发明接入交流电源电路示意图。

图中：1.耐热玻璃基板；2.纳米PTC化合物材料膜；3.第一电极；4.第二电极；5.融合层；6.导电端子；7.交流电；8.整流滤波电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃包括耐热玻璃基板1、纳米PTC化合物材料膜2、第一电极3和第二电极4；所述纳米PTC化合物材料膜2通过多弧等离子镀膜方式覆盖于耐热玻璃基板1上，且纳米PTC化合物材料膜2与耐热玻璃基板1之表层相融合，形成半透明状的纳米PTC化合物材料膜2；参见图3，纳米PTC化合物材料膜2与耐热玻璃基板1之间通过400℃-900℃温度，优先为750℃温度处理后，两者之间具有一融合层5；所述纳米PTC化合物材料膜2一端配置第一电极3，所述纳米PTC化合物材料膜2另端配置第二电极4，以便通过该第一电极3和第二电极4电性连接电源电路。作为对耐热玻璃基板1的优选，所述耐热玻璃基板1为绝缘耐热玻璃基板1，该绝缘耐热玻璃基板通常能承受1000℃的高温，且能快速提温，该绝缘耐热玻璃基板优选为微晶玻璃基板、水晶玻璃基板、钢化玻璃基板，所述PTC材料膜2通过多弧等离子镀膜方式覆盖于绝缘耐热玻璃基板1之上。

如图1所示，所述第一电极3和第二电极4均为银电极，该第一电极3配置于纳米PTC化合物材料膜2一端，其上安装导电端子6；该第二电极4配置于纳米PTC化合物材料膜2之另端，其上也安装导电端子6；该第一电极3和第二电极4的导电端子6电性连接电源电路。进一步，所述电源电路可以为直流电路，参照图4，交流电7经整流滤波电路8之后，获得一个直流电压，以向本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃供电；所述电源电路可以直接为交流电7，参照图5，交流电7直接向向本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃供电。

在上述技术方案中，所述纳米PTC化合物材料膜2为半导体导电膜2，纳米化的PTC材料膜2在耐热玻璃基板1上覆盖均匀、精密，单位面积的加热功率均衡，使得整个加热装置性能稳定，产品品质及同一性优良。所述纳米PTC化合物材料膜的组分为：钛酸钡，其重量百分比为52%-56%，优选为55%；锡，其重量百分比为32%-35%，优选为33%；镍，其重量百分比为4%-6%，优选为5%；铬，其重量百分比为4%-6%，优选为5%；铟，其重量百分比为1.8%-2.5%，优选为2%；通过这种组合，使本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃加热效率更高、更安全、更稳定，最重要的是，在钛酸钡中加入适当比例的锡、镍、铬、铟，可调节本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃的发热温度，其调节范围为150℃-900℃。

本发明纳米PTC化合物导热膜玻璃的制造方法，包括以下步骤：

a.将PTC化合物加工成纳米级极细粉末状的PTC化合物材料，纳米级粉末状的PTC化合物材料不仅能使其在耐热玻璃基板上覆盖均匀、精密，而且能在多电弧等离子喷枪的喷嘴孔道中迅速熔化成液态，所述耐热玻璃基板选用微晶玻璃基板、水晶玻璃基板、钢化玻璃基板；

c.将需喷镀的纳米级粉末状PTC化合物材料送入多电弧等离子喷枪的喷嘴孔道中，被高温等离子焰迅速熔化，熔化状态的纳米PTC化合物材料以极高速度喷到耐热玻璃基板表面上，形成预定面状的均匀致密的喷涂镀膜，在此步骤中，产生高温等离子电弧的气体优选为氦气、氢气、氩气、氮气；

d.将基板送入高温窑炉，在400℃-900℃的温度下，优选为750℃下，使纳米PTC化合物材料膜融入至耐热玻璃基板之表层，形成半透明状的纳米PTC化合物材料膜，经过此步骤之后，纳米PTC化合物材料与耐热玻璃基板结合进一步紧密；

e.不需待耐热玻璃基板冷却后，测试耐热玻璃基板上的纳米PTC化合物材料膜的实际发热功率是否大于或等于设计功率；

g.在150℃-650℃温度下，优选为400℃温度下，对导电银浆进行烧烤处理，使之烧结固化，形成第一电极和第二电极；

h.待电极自然冷却后，再次测试附加电极后的实际发热功率，若仍与设计功率不符，根据实际测量值修正耐热玻璃基板上纳米PTC化合物材料膜的方块电阻，例如喷镀纳米PTC材料，若与设计功率相符，则形成合格的纳米PTC化合物导热膜玻璃。

以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种纳米PTC化合物导热膜玻璃，其特征在于：包括耐热玻璃基板、纳米PTC化合物材料膜、第一电极和第二电极；所述纳米PTC化合物材料膜的组分为：钛酸钡，其重量百分比为52%-55%；锡，其重量百分比为32%-35%；镍，其重量百分比为4%-6%；铬，其重量百分比为4%-6%；铟，其重量百分比为1.8%-2.5%；所述纳米PTC化合物材料膜通过多弧等离子镀膜方式并以熔化状态喷涂覆盖于耐热玻璃基板上；且纳米PTC化合物材料膜与耐热玻璃基板之表层在400℃-900℃的温度下相融合，使纳米PTC化合物材料膜与耐热玻璃基板之间具有一融合层，形成与耐热玻璃基板紧密结合的半透明状的纳米PTC化合物材料膜；所述纳米PTC化合物材料膜一端配置第一电极，所述纳米PTC化合物材料膜另端配置第二电极，以便通过该第一电极和第二电极电性连接电源电路。

2.根据权利要求1所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃，其特征在于：所述耐热玻璃基板为微晶玻璃基板、水晶玻璃基板或钢化玻璃基板，所述纳米PTC化合物材料膜通过多弧等离子镀膜方式覆盖于绝缘耐热玻璃基板之上。

3.根据权利要求1所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃，其特征在于：所述第一电极和第二电极均为银电极，该第一电极配置于纳米PTC化合物材料膜一端，其上安装导电端子；该第二电极配置于纳米PTC化合物材料膜之另端，其上也安装导电端子；该第一电极和第二电极的导电端子电性连接电源电路。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃，其特征在于：所述电源电路为交流电源电路或者直流电源电路。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃，其特征在于：所述纳米PTC化合物材料膜为半导体导电膜。

6.根据权利要求1所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃，其特征在于：所述纳米PTC化合物材料膜的组分为：钛酸钡，其重量百分比为55%；锡，其重量百分比为33%；镍，其重量百分比为5%；铬，其重量百分比为5%；铟，其重量百分比为2%。

7.权利要求1所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将PTC化合物加工成纳米级极细粉末状的PTC化合物材料；

f.根据设计功率，将导电银浆以预定方式印刷在纳米PTC化合物材料膜上；

8.根据权利要求7所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃的制造方法，其特征在于：所述耐热玻璃基板选用微晶玻璃基板、水晶玻璃基板或钢化玻璃基板。

9.根据权利要求7所述的纳米PTC化合物导热膜玻璃的制造方法，其特征在于：上述步骤d中，将基板送入高温窑炉，在750℃的温度下，使纳米PTC化合物材料膜融入至耐热玻璃基板之表层；上述步骤g中，烧结导电银浆而形成第一电极及第二电极的温度为400℃。