CN104593932A - 一种碳纤维编织布 - Google Patents

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Abstract

一种碳纤维编织布，由导电纳米碳纤颗粒按比例均匀附着在普通纤维上，再通过编织技术跟纤维丝编织而成一种能够通电产生热能的布料。碳纤维编织布分布体和导电丝两部分，所有含有导电纳米碳纤颗粒为经度均匀分布，普通纤维为纬度均匀分布，布面经度方向两边编织成金属导体与每根含有导电纳米碳纤颗粒的纤维编织成线。碳纤维编织布通过给两端金属导体加电，达到整体编织布均匀产生热量，由于含有导电纳米碳纤颗粒的纤维在通电状态下有较强的热能交换，放射出5.6um-15um的远红外线，占整体波长90%以上，能快速使周围物体获得热能，本发明适应于家庭、办公、宾馆等需要取暖的场所使用，具有便携，节能，高效于一体取暖材料。

Description

一种碳纤维编织布
技术领域
本发明属于暖通技术领域，具体涉及一种碳纤维编织布。
背景技术
在此之前，市场上销售的利用电能转换成热能的民用电暖器，除直接暴露式电热片以外，主要有两大类，一是石英管式，二是电油钉式。石英管式电暖器，由于一部分电能转换成为光能，因而热效率低，电油热听式电暖器，其热传导环节多，热效率也偏低。除此之外，两者共同存在的特点是需占用一定的室内面积，只供取暖，可观赏性差，不用时需专门保存。现有碳纤维编织布取为取暖材料，其主要特征，节能，热转换率高，体积小，柔软性非常好，并且能应用于多种其它加热产品不能应用的领域。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种碳纤维编织成布并能广泛应用于多种加热领域的特殊性能产品。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：含有导电的纳米碳纤维颗粒纤维丝跟普通纤维编织成布，通过经度两端金属导体加上适当的电压产生热能，热效均匀稳定。另外结合碳纤维的特性可以达到加热寿命长，热转换率高，柔软性好，可控性强的特点。
所述改性碳纤维丝的制备方法为：
步骤一 称量配比原料
1-10mm 碳纤维 15份、12-30mm碳纤维10份、35-50mm碳纤维25份、55-90mm碳纤维30份、100-130mm碳纤维50份、热固性酚醛树脂40份、4mm的玻璃纤维10份、4mm的矿物纤维5份、4mm的陶瓷纤维3份、4mm的芳纶纤维8份，石墨2份、碳化硅3份 、三氧化二铝1份、氧化锆4份、二氧化硅2份、硫酸钡1份、改性剂40份，其中所述改性剂为聚丙烯腈、1- 腈丙基-3- 甲基咪唑四氟硼酸盐或1- 乙酸乙酯基-3- 甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种，将上述所有的碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，在高速搅拌机内混合，混合温度为30℃～ 40℃，混合时间为20min，待碳纤维完全浸润后，待碳纤维完全浸润后，过滤并置于100℃烘干，获得所述的表面改性的碳纤维，稀释液中，改性剂的重量百分比为40％；
步骤二 挤出造粒
将所述混合物料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，挤出温度160℃；所述双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度230℃，二区温度为250℃，三区温度260℃，四区温度240℃～ 250℃，五区温度230℃～ 240℃，六区温度210℃，七区温度210℃，模头温度为240℃，螺杆转速为400RPM/min ；所述混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒；
步骤三 热压成型
热压成型的工艺为，将步骤二 中挤出的粒料置于模具中，放在热压机上加热、加压，热压固化，然后冷却、脱模，得到碳纤维丝材料，热压机的温度为200℃，压力为50MPa。
附图说明
图1是本发明的碳纤维发热布内部结构示意图。
其中，1是导电纳米碳纤颗粒的纤维，2是普通纤维，3是金属编织导线，4是外接电源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：
一种碳纤维编织布，设有导电纳米碳纤颗粒的纤维（1）和普通纤维（2）编织成布，经线两边有金属导体连接每根含有导电的纳米碳纤颗粒纤维丝，给金属两端加电压，布料产生均匀热量，达到一个能均匀产生热量的织布材料。
所述含有导电纳米碳纤颗粒的纤维的制备方法为：
步骤一 按重量份称量配比原料
1-10mm 碳纤维 15份、12-30mm碳纤维10份、35-50mm碳纤维25份、55-90mm碳纤维30份、100-130mm碳纤维50份、热固性酚醛树脂40份、4mm的玻璃纤维10份、4mm的矿物纤维5份、4mm的陶瓷纤维3份、4mm的芳纶纤维8份，石墨2份、碳化硅3份 、三氧化二铝1份、氧化锆4份、二氧化硅2份、硫酸钡1份、改性剂40份，其中所述改性剂为聚丙烯腈、1- 腈丙基-3- 甲基咪唑四氟硼酸盐或1- 乙酸乙酯基-3- 甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或几种混合物，将上述所有的碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，在高速搅拌机内混合，混合温度为30℃～ 40℃，混合时间为20min，待碳纤维完全浸润后，过滤并置于100℃烘干，获得所述的表面附着上含有导电纳米碳纤颗粒的纤维，稀释液中，所述改性剂稀释液的重量百分比为40％；
步骤二 挤出造粒
将所述混合物料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，挤出温度160℃；所述双螺杆挤出机的设置为，双螺杆一区温度230℃，二区温度为250℃，三区温度260℃，四区温度240℃，五区温度230℃，六区温度210℃，七区温度210℃，模头温度为240℃，螺杆转速为400RPM/min ；所述混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒；
步骤三 热压成型
热压成型的工艺为，将步骤二 中挤出的粒料置于模具中，放在热压机上加热、加压，热压固化，然后冷却、脱模，得到碳纤维丝材料，热压机的温度为200℃，压力为50MPa。
本申请采用特殊的粘合技术，材料配置比例合理，构思巧妙，在保证最大热交换的前提下又能控制好温度均匀分布。由于发热温度可以根据导电纳米碳纤颗粒含量控制，实际应用中除了扩大应用领域和舒适度外还能有效的保证被加热物体的安全性，即不会因为温度过低达不到加热效果，也不会因为温度过高产生安全隐患。此发明远远优越于现市面上纯碳纤维拉丝成纤维线的加热材料，因为这种拉丝纤维线在通电情况可能会产生高温致使被加热物体损伤并无法有效控制，同时单根纤维线高温原因不能均匀分布。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种碳纤维编织布，其特征在于：设有导电纳米碳纤颗粒的纤维（1）和普通碳纤（2）编织成布，经线两边有金属导体连接每根含有导电的纳米碳纤颗粒纤维丝，给金属两端加电压，布料产生均匀热量，达到一个能均匀产生热量的织布材料。
2.权利要求1所述碳纤维编织布，其特征在于，所述含有导电纳米碳纤颗粒的纤维的制备方法为：
步骤一 按重量份称量配比原料
1-10mm 碳纤维 15份、12-30mm碳纤维10份、35-50mm碳纤维25份、55-90mm碳纤维30份、100-130mm碳纤维50份、热固性酚醛树脂40份、4mm的玻璃纤维10份、4mm的矿物纤维5份、4mm的陶瓷纤维3份、4mm的芳纶纤维8份，石墨2份、碳化硅3份 、三氧化二铝1份、氧化锆4份、二氧化硅2份、硫酸钡1份、改性剂40份，其中所述改性剂为聚丙烯腈、1- 腈丙基-3- 甲基咪唑四氟硼酸盐或1- 乙酸乙酯基-3- 甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或几种混合物，将上述所有的碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，在高速搅拌机内混合，混合温度为30℃～ 40℃，混合时间为20min，待碳纤维完全浸润后，过滤并置于100℃烘干，获得所述的表面附着上含有导电纳米碳纤颗粒的纤维，稀释液中，所述改性剂稀释液的重量百分比为40％；
步骤二 挤出造粒
将所述混合物料通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，挤出温度160℃；所述双螺杆挤出机的设置为，双螺杆一区温度230℃，二区温度为250℃，三区温度260℃，四区温度240℃～ 250℃，五区温度230℃～ 240℃，六区温度210℃，七区温度210℃，模头温度为240℃，螺杆转速为400RPM/min ；所述混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒；
步骤三 热压成型
热压成型的工艺为，将步骤二 中挤出的粒料置于模具中，放在热压机上加热、加压，热压固化，然后冷却、脱模，得到碳纤维丝材料，热压机的温度为200℃，压力为50MPa。
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