CN109041297A - 一种电发热片的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电发热片的制作方法，属于地暖制造技术领域。本发明所提供的制作方法通过采用碳纳米膜作为电发热片的主要发热材料，能够有效地提高电发热片的发热均匀性、安全性能和柔软舒适度，降低电发热片发热所需的电能和使用成本，并能够使电发热片在通电状态下向外辐射远红外线，从而使电发热片在具有供暖功能的前提下兼具养生功能；通过在发热层组的上、下表面分别设置上、下绝缘层，能够有效地提高该电发热片的安全性，防止发生漏电现象。此外，通过将位于第一导电条和第二导电条之间的碳纳米膜裁切成栅栏状，能够在同等功率下增大了整个电发热片的有效加热面积，有利于进一步降低电发热片发热所需的电能和使用成本。

Description

一种电发热片的制作方法
技术领域
本发明涉及地暖制造技术领域，尤其涉及一种用于地暖的电发热片的制作方法。
背景技术
地板辐射采暖简称地暖，其是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，并利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由上至下均匀加热整个地面来到达取暖的目的。随着人们生活水平和对生活的品质要求的逐渐提高，地暖的使用量逐年提高，电发热片的材料也随着科技的进步不断更新。根据电发热片使用材料的不同，可以将市场上的发热片分为金属发热丝地暖、碳纤维地暖、碳晶地暖和石墨烯地暖。
但是金属发热丝地暖安全性较差；碳纤维发热面积小，受热不均，易局部过热，且纤维丝容易退捻断，经过绝缘防水处理后变的很硬；碳晶阻值大，耗电量大，使用成本高，且发热效果不佳；石墨烯价格贵，成本高，不利于大范围推广。为了解决上述发热片存在的问题，需要发掘新的材料作为电发热片。碳纳米管薄膜不仅轻薄、柔软、阻燃、电热转化率高，且能够在通电的状态下辐射远红外线，是作为电发热片的绝佳材料。
但是现在碳纳米管薄膜的使用范围仅局限在服装领域和养生产品领域，如何使用碳纳米管薄膜制成电发热片是现在亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电发热片的制作方法，该制作方法工序简单、制作效率高，利用该制作方法制作出的电发热片结构紧凑、轻薄、柔软、具有阻燃性，发热均匀、电热转化率高，还能够发出红外线，有利于养生。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电发热片的制作方法，包括如下步骤：
S1：将组成导电层的第一导电条和第二导电条分别贴附在碳纳米膜上相对的两端，形成发热层组；
S2：将位于第一导电条和第二导电条之间的碳纳米膜裁切成栅栏状；
S3：将上绝缘层设置在发热层组的上表面；将下绝缘层设置在发热层组的下表面；
S4：将电极与导电层电连接。
作为优选，在步骤S1前还包括如下步骤：
在碳纳米膜的下表面上设置下热熔胶层，并利用第一贴合机压合碳纳米膜和下热熔胶层。
作为优选，第一贴合机的压合时间为20-30s，压合温度为150-160℃。
作为优选，步骤S1具体包括如下步骤：
在碳纳米膜上相对的两端利用点胶机点涂导电银胶；
将第一导电条和第二导电条分别贴附在碳纳米膜上的导电银胶处。
作为优选，步骤S2之前还包括如下步骤：
撕掉下热熔胶层下表面的离型纸。
作为优选，步骤S3中的下绝缘层通过下热熔胶层贴附在发热层组的下表面上。
作为优选，在步骤S1和步骤S2之间还包括如下步骤：
在发热层组的上表面设置上热熔胶层，并利用第二贴合机压合发热层组和上热熔胶层。
作为优选，第二贴合机的压合时间为20-30s，压合温度为160℃。
作为优选，步骤S3中在发热层组的上表面设置上绝缘层具体包括如下步骤：
撕掉上热熔胶层上表面的离型纸；
将上绝缘层贴附在上热熔胶层上。
作为优选，步骤S4具体包括如下步骤：
将电极设置在碳纳米膜的一侧，并穿过导电层和下绝缘层；
本发明的有益效果：
本发明提供了一种电发热片的制作方法，该制作方法通过采用碳纳米膜作为电发热片的主要发热材料，能够有效地提高电发热片的发热均匀性、安全性能和柔软舒适度，降低电发热片发热所需的电能和使用成本，并能够使电发热片在通电状态下向外辐射远红外线，从而使电发热片在具有供暖功能的前提下兼具养生功能；通过在发热层组的上、下表面分别设置上、下绝缘层，能够有效地提高该电发热片的安全性，防止发生漏电现象。此外，通过将位于第一导电条和第二导电条之间的碳纳米膜裁切成栅栏状，能够在同等功率下增大了整个电发热片的有效加热面积，有利于进一步降低电发热片发热所需的电能和使用成本。
附图说明
图1是本发明所提供的电发热片的结构示意图；
图2是本发明所提供的发热层组的俯视图；
图3是本发明所提供的发热层组的仰视图。
图4是本发明所提供的电发热片的制作方法的流程图一；
图5是本发明所提供的电发热片的制作方法的流程图二；
图中：1、碳纳米膜；101、上碳纳米边框；102、下碳纳米边框；103、碳纳米条；
2、导电层；201、第一导电条；202、第二导电条；
3、上绝缘层；4、下绝缘层；5、反射层；
6、电极；601、第一电极；602、第二电极；
7、上热熔胶层；8、下热熔胶层。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例提供了一种电发热片，该电发热片能够被用于地暖、墙暖中，用于改变人们居住的环境，提高人们生活和工作的舒适度。如图1所示，该电发热片具体包括发热层组、上绝缘层3、下绝缘层4、反射层5和电极6。其中，上绝缘层3、发热层组、下绝缘层4和反射层5由上至下依次层叠设置，上绝缘层3和下绝缘层4位于发热层组的上下两侧，将发热层组绝缘处理，有利于提高整个电发热片的安全性，避免发生漏电现象。具体的，上绝缘层3和下绝缘层4为采用绝缘材料制成的层状结构，绝缘材料可以为PET，PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其不仅具有良好的电绝缘性，且具有良好的防水性、耐疲劳性，耐摩擦性和尺寸稳定性。当然除了PET外，上绝缘层3和下绝缘层4还可以采用其他绝缘材料制成。
为了实现上绝缘层3和下绝缘层4与发热层组的连接，在上绝缘层3和发热层组之间还设置有上热熔胶层7，在下绝缘层4和发热层组之间设置有下热熔胶层8，上热熔胶层7和下热熔胶层8均采用热熔胶制成的层状结构，在进行适当加热后能够产生粘性。利用热熔胶将上绝缘层3、下绝缘层4和发热层组粘接起来，不仅能够避免发生移位，有利于提高绝缘效果，还能够提高上绝缘层3和下绝缘层4的整体强度，起到固定支撑发热层组的作用。此外，热熔胶还能够起到防水的作用，避免发热层组与水接触，从而发生短路。
发热层组是电发热片的核心部件，用于承担发热功能。如图2和图3所示，发热层组包括上下设置的碳纳米膜1和导电层2，导电层2上设置与外部电源连接的电极6，导电层2作为中间介质将碳纳米膜1和外部电源电连接。碳纳米膜1可以设置在导电层2的上方，也可以设置在导电层2的下方。在本实施例中，为了便于固定电极6以及降低导电层2与外部电源电连接的难度，选择将碳纳米膜1设置在导电层2的上方，并将碳纳米膜1的长度设置为小于导电层2的长度，以便将导电层2突出碳纳米膜1的部分作为安装电极6的区域。设置专门安装电极6的区域有利于增大电极6与导电层2的接触面积，该接触面积即为电极6与导电层2的通电面积，通电面积的增大有利于降低接触电阻和电能消耗。
碳纳米膜1为采用碳纳米材料制成的层状结构，碳纳米材料不仅质地轻薄、柔软，具有阻燃性，电热转化效率高，且还能在通电的情况下向外发射远红外线。远红外线是在所有太阳光中最能够深入人体皮肤和皮下组织的一种射线，被广泛应用于各种理疗保健产品中。在本实施例中，采用碳纳米膜1作为发热材料，不仅能够使远红外线在反射片的作用下反射至电发热片与用户接触的一侧，从而使该电发热片兼具理疗功效，有利于提高用户的身体状况；还能够提高电发热片的发热均匀性、安全性能和柔软舒适度，降低发热所需的电能，从而降低使用成本，便于大范围推广使用。
进一步地，为了在同功率前提下，增大碳纳米膜1的加热总面积，将碳纳米膜1设置为“栅栏状”结构。具体的，碳纳米膜1包括上下设置的上碳纳米边框101和下碳纳米边框102，并在上碳纳米边框101和下碳纳米边框102之间间隔设置有多个碳纳米条103。“栅栏状”结构的设置能够使相同使用量的碳纳米材料铺设更大的面积，从而在同等功率下增大了整个电发热片的有效加热面积。当然，除了将碳纳米膜1设置为“栅栏状”结构外，还可以将碳纳米膜1设置为栅格状、梯子状等其他形状。碳纳米膜1的外形也可以为矩形、圆形或者其他形状。
导电层2采用金属材料制成，为了降低金属材料的使用量，在本实施例中，将导电层2设置为两根导电条，分别为第一导电条201和第二导电条202，并将第一导电条201和第二导电条202设置在碳纳米膜1的两端，设置方式可以采用导电银胶贴附，导电银胶是通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起形成导电物质，当然除了导电银胶外，还可以采用金属连接件实现连接。进一步地，为了使导电层2兼顾导电性能和最佳的性价比，在本实施例中，选择铜箔条或者铝箔条作为导电条。当然在其他实施例中，如果不考虑成本问题，也可以采用导电性能更好的材料作为导电条。
为了便于实现碳纳米膜1和外部电源的连接，以便形成一个封闭的电回路，在第一导电条201设置有第一电极601，在第二导电条202上设置第二电极602，外部电源的正、负极分别与第一电极601和第二电极602电连接。进一步地，为了在保证电极6与外部电源连接方便性的前提下，提高电发热片各层的连接强度，选择金属铆钉作为电极6，将金属铆钉置于碳纳米膜1的一侧，并沿竖直方向依次穿过导电层2、下绝缘层4和反射层5，将导电层2、下绝缘层4和反射层5连接起来，避免了各层在使用过程中发生分离。为了避免发生漏电现象，在整个电发热片组装完成后，需要利用绝缘胶带或者灌封胶在金属铆钉处进行绝缘防水处理，从而保证使用的安全性。
本实施例还提供了一种地暖系统，该地暖系统采用上述电发热片作为热源，从而在极大程度上提高了该地暖系统的舒适性、功能性、发热均匀性以及安全性，并有利于降低该地暖系统的耗电量，有利于降低使用成本，便于大范围推广。
本实施例还提供了一种制作上述电发热片的制作方法，如图4和图5所示，该制作方法具体包括如下步骤：
将成卷的碳纳米膜1展开；
在碳纳米膜1的下表面上贴附上一层下热熔胶层8，并利用第一贴合机压合碳纳米膜1和下热熔胶层8，进一步地，为了保证碳纳米膜1和下热熔胶层8的压合紧实度，第一贴合机的压合时间优选在20-30s之间，压合温度在150-160℃之间；
将第一导电条201和第二导电条202分别贴附在碳纳米膜1上相对的两端，形成发热层组；
在发热层组的上表面设置上热熔胶层7，并利用第二贴合机压合发热层组和上热熔胶层7，进一步地，为了保证发热层组和上热熔胶层7的压合紧实度，第二贴合机的压合时间为20-30s，压合温度为160℃；
当利用第二贴合机在发热层组的上表面贴合完上热熔胶层7后，在第二贴合机的出料端及时撕掉贴附在下热熔胶层8下表面的离型纸，从而有利于将离型纸完整撕下，避免后期撕下时出现撕扯不完整的情况；
在模切机上安装好模切模具，并对模切设备进行调试，当调试完毕后，沿碳纳米膜1进入模切机的进料方向用模切模具将位于第一导电条201和第二导电条202之间的碳纳米膜1裁切出条形孔，使碳纳米膜1成为由上碳纳米边框101、下碳纳米边框102和碳纳米条103组成的栅栏状结构，当裁切完成后，需要及时进行排废处理；
将下绝缘层4贴附在发热层组的下表面上的下热熔胶层8上，且下绝缘层4的粘贴方向与上述碳纳米膜1的进料方向一致，在贴合时，为了保证贴合紧实度，贴合时间设置为30s，贴合温度设置为150-160℃；
撕掉上热熔胶层7上表面的离型纸，将上绝缘层3贴附在上热熔胶层7上，在粘贴上绝缘层3时，上绝缘层3的进料方向与上述碳纳米条103的长度方向垂直，进一步地，为了便于给下一步骤中的电极6流出安装位置，将上绝缘层3和碳纳米膜1的长度均设置为小于导电层2的长度，从而在上绝缘层3和碳纳米膜1的两侧留出一定空间，该空间的长度可以为1.5cm或者更长；
选用带有导线的金属铆钉作为电极6，并将金属铆钉置于上绝缘层3和碳纳米膜1一侧，并沿竖直方向由上向下穿过导电层2、下热熔胶层8和下绝缘层4。
进一步地，在形成发热层组，为了保证发热层组的导电性能和连接强度，优先采用具有导电性能的银胶粘接。具体的，可以向根据设置的尺寸参数在碳纳米膜1上相对的两端利用点胶机点涂银胶；然后将第一导电条201和第二导电条202分别贴附在碳纳米膜1上的银胶处，从而形成发热层组。
进一步地，为了保证电极6仅与导电层2电连接，在将电极6与导电层2连接后，还需要对电极6连接处进行灌封胶灌封以及绝缘胶带包住处理，从而达到防水绝缘的目的。
进一步地，由于栅栏状的碳纳米膜1在与上绝缘层3贴附时，很容易使碳纳米条103重新叠加在一起，如果出现这种情况，需要重新将其切割成独立的碳纳米条103。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电发热片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将组成导电层(2)的第一导电条(201)和第二导电条(202)分别贴附在碳纳米膜(1)上相对的两端，形成发热层组；
S2：将位于第一导电条(201)和第二导电条(202)之间的碳纳米膜(1)裁切成栅栏状；
S3：将上绝缘层(3)设置在发热层组的上表面；将下绝缘层(4)设置在发热层组的下表面；
S4：将电极(6)与导电层(2)电连接。
2.根据权利要求1所述的电发热片的制作方法，其特征在于，在步骤S1前还包括如下步骤：
在碳纳米膜(1)的下表面上设置下热熔胶层(8)，并利用第一贴合机压合碳纳米膜(1)和下热熔胶层(8)。
3.根据权利要求2所述的电发热片的制作方法，其特征在于，
第一贴合机的压合时间为20-30s，压合温度为150-160℃。
4.根据权利要求1所述的电发热片的制作方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：
在碳纳米膜(1)上相对的两端利用点胶机点涂导电银胶；
将第一导电条(201)和第二导电条(202)分别贴附在碳纳米膜(1)上的导电银胶处。
5.根据权利要求2所述的电发热片的制作方法，其特征在于，在步骤S2之前还包括如下步骤：
撕掉下热熔胶层(8)下表面的离型纸。
6.根据权利要求5所述的电发热片的制作方法，其特征在于，
步骤S3中的下绝缘层(4)通过下热熔胶层(8)贴附在发热层组的下表面上。
7.根据权利要求1所述的电发热片的制作方法，其特征在于，在步骤S1和步骤S2之间还包括如下步骤：
在发热层组的上表面设置上热熔胶层(7)，并利用第二贴合机压合发热层组和上热熔胶层(7)。
8.根据权利要求7所述的电发热片的制作方法，其特征在于，
第二贴合机的压合时间为20-30s，压合温度为160℃。
9.根据权利要求7所述的电发热片的制作方法，其特征在于，步骤S3中在发热层组的上表面设置上绝缘层(3)具体包括如下步骤：
撕掉上热熔胶层(7)上表面的离型纸；
将上绝缘层(3)贴附在上热熔胶层(7)上。
10.根据权利要求1所述的电发热片的制作方法，其特征在于，步骤S4具体包括如下步骤：
将电极(6)设置在碳纳米膜(1)的一侧，并穿过导电层(2)和下绝缘层(4)；
对电极(6)连接处进行防水处理。
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