CN110500642A - 铝基石墨烯材料制热板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝基石墨烯材料制热板，包括安装支架、电源插头和铝基石墨烯发热组件，所述电源插头和铝基石墨烯发热组件电连接，所述铝基石墨烯发热组件包括由上至下依次叠放在一起的铝合金板、石墨烯发热片以及铝塑板。本发明具有强度较高、不易弯折的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电采暖设备技术领域，尤其涉及铝基石墨烯材料制热板。
背景技术
近年来，随着国家大力发展“煤改电”以及南方市场对电采暖需求的日益增强，电采暖市场得以迅速发展。除传统的采用金属线或单一碳纤维线的电采暖器，石墨烯材料由于其电热转化率高、具有远红外理疗效果等优势，也开始被大量应用于电发热板领域。
目前市面上的石墨烯制热板大多采用在环氧板、PET薄膜或PI薄膜上涂石墨烯导电涂层达到制热目的。
当前的电热材料中有碳纤维电热线、合金电热线等线状发热体，也有碳晶、石墨烯等面状发热体，从制热效率来说，面状发热体由于其温度均匀，电红外转换率更高，材料可靠性更高等优势，有逐渐取代线状发热体的趋势。但传统的碳晶和石墨烯等发热板，由于其将导电涂料涂覆在环氧板、PET或PI膜上，产品自身强度低，容易弯折，导致弯折处产生高温灼烧点。并且，这些材料的热阻较大，导致产品内层温度高，无法达到足够高的温度均匀性精度。同时，无论环氧板、PET还是PI材质，制作的发热板都无法达到A1防火等级，安全性上有较大风险，特别是覆盖条件下，被覆盖区域有极高的起火烧焦风险。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了铝基石墨烯材料的制热板。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：铝基石墨烯材料制热板，包括安装支架、电源插头和铝基石墨烯发热组件，所述电源插头和铝基石墨烯发热组件电连接，所述铝基石墨烯发热组件包括由上至下依次叠放在一起的铝合金板、石墨烯发热片以及铝塑板。
本发明的工作原理：通过安装支架固定铝基石墨烯材料制热板，连接电源插头和插座，铝基石墨烯发热组件通电后产生热量以提升室内温度。
本发明通过铝合金板和铝塑板对石墨烯发热片的夹持固定，由于铝合金材质硬度较强，使得产品自身强度较高，不易弯折，从而防止弯折处产生高温灼烧点。
所述石墨烯发热片由环氧基材、导电电极和石墨烯涂层制成。
所述石墨烯涂层由石墨烯材料及导电油墨组成。
所述石墨烯涂层的厚度约为15-25μm，石墨烯涂层印刷于所述环氧基材外表面。
所述石墨烯涂层包括以下重量份的原料组分：石墨烯粉体10-60份；复合导电剂1-5份；硅改性环氧树脂50-300份；溶剂10-100份。
所述铝基石墨烯制热板通过环氧喷塑处理。
所述安装支架由铝合金制成。
所述铝基石墨烯制热板还包括限温器。
所述铝基石墨烯制热板还包括温控器。
一种铝基石墨烯制热板的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯发热片与表面处理后的铝合金板层压贴合，通过半固化片制成铝基石墨烯发热板；S2：将铝基石墨烯发热板与表面处理后的铝塑板层压贴合，通过硅酮胶制成铝基石墨烯发热组件；S3：对铝基石墨烯发热组件进行定位钻孔，直至裸露出铝合金板表面并形成半沉孔；S4：将焊接螺钉与半沉孔内的铝合金板表面进行焊接，使焊接螺钉牢固焊接在铝合金上；S5：通过焊接螺钉和螺帽，将安装支架固定在铝基石墨烯发热组件上；S6：通过电导线连接电源插头和铝基石墨烯发热组件制成铝基石墨烯制热板。
与现有技术相比，本发明具有强度较高、不易弯折的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中铝基石墨烯发热组件的结构示意图。
图中，1、安装支架；2、接线盒；3、电源插头；4、铝基石墨烯发热组件；5、铝合金板；6、石墨烯发热片；7、铝塑板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-2所示，铝基石墨烯制热板，包括安装支架1、电源插头3和铝基石墨烯发热组件4，电源插头3和铝基石墨烯发热组件4电连接，铝基石墨烯发热组件4包括由上至下依次叠放在一起的铝合金板5、石墨烯发热片6以及铝塑板7。
进一步细说，铝基石墨烯制热板上安装有接线盒2，接线盒是电工辅料之一，因为装修用的电线是穿过电线管的，而在电线的接头部位(比如线路比较长，或者电线管要转角)就采用接线盒做为过渡用，电线管与接线盒连接，线管里面的电线在接线盒中连起来，起到保护电线和连接电线的作用。
进一步细说，石墨烯发热片6由环氧基材、导电电极和石墨烯涂层制成，石墨烯涂层加热性能好，通过石墨烯涂层提高铝箔的导热散热性能，热转化率高。
进一步细说，石墨烯涂层由石墨烯材料及导电油墨组成，石墨烯发热片6以环氧基材为载体，在载体上印制由石墨烯材料与导电油墨混合制成的涂层，通电后实现均匀焦耳热的功能。
进一步细说，石墨烯涂层的厚度约为15-25μm，石墨烯涂层印刷于环氧基材外表面，本实施中，石墨烯涂层厚度为20μm，此厚度下石墨烯涂层的导热散热性能较好。
进一步细说，石墨烯涂层包括以下重量份的原料组分：石墨烯粉体10-60份；复合导电剂1-5份；硅改性环氧树脂50-300份；溶剂10-100份，石墨烯涂层中各材料组份的不同配比，能实现发热的不同功率，更好适应不同采暖需求。
进一步细说，铝基石墨烯制热板通过环氧喷塑对其整个表面进行处理，提高了产品的绝缘强度，提高了产品的美观性，同时使得制热板具有A1防火等级，安全可靠。
进一步细说，安装支架1由铝合金制成，采用硬度较强的铝合金作为安装支架，既保证结构强度又便于安装。
进一步细说，为了防止铝基石墨烯制热板温度过高影响安全性，铝基石墨烯制热板还包括限温器，限温器位于接线盒2内，通过电导线与石墨烯发热组件4、电源插头3连接在一起，限温器(temperature limiter)一种温度敏感控制器，它在正常工作条件下使温度低于或高于某一特定值。
进一步细说，为了有效控制室内温度，达到节能目的，铝基石墨烯制热板还包括温控器，温控器是指根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，也叫温控开关、温度保护器、温度控制器，简称温控器。
本发明中的铝基石墨烯制热板整体结构设计使得制热均匀、散热迅速、能耗低、效率高、使用寿命长。
一种铝基石墨烯制热板的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯发热片与表面处理后的铝合金板层压贴合，通过半固化片制成铝基石墨烯发热板；S2：将铝基石墨烯发热板与表面处理后的铝塑板层压贴合，通过硅酮胶制成铝基石墨烯发热组件；S3：对铝基石墨烯发热组件进行定位钻孔，直至裸露出铝合金板表面并形成半沉孔；S4：将焊接螺钉与半沉孔内的铝合金板表面进行焊接，使焊接螺钉牢固焊接在铝合金上；S5：通过焊接螺钉和螺帽，将安装支架固定在铝基石墨烯发热组件上；S6：通过电导线连接电源插头和铝基石墨烯发热组件制成铝基石墨烯制热板。
种焊钉又称储能钉、电栓焊接螺柱、焊接螺钉或植焊钉等，是一种通过焊接(一般用螺柱焊机焊接)连接在母件(金属板材)上的螺钉。
半固化片又称“PP片”，是多层板生产中的主要材料之一，主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型，而制作多层印制板所使用的半固化片(黏结片)大多是采用玻纤布做增强材料。
硅酮胶是一种类似软膏，一旦接触空气中的水分就会固化成一种坚韧的橡胶类固体的材料。硅酮玻璃胶的粘接力强，拉伸强度大，同时又具有耐候性、抗振性，和防潮、抗臭气和适应冷热变化大的特点。
本制备方法通过半固化片和硅酮胶将石墨烯发热片、铝合金板及铝塑板制备成铝基石墨烯发热组件，使得制备后的铝基石墨烯发热组件具有良好的结构强度有韧性，进一步避免铝基石墨烯发热组件容易弯折擦汗高温灼烧点的现象。
本制备方法通过铝基石墨烯制热组件与安装支架之间的特殊连接方式，使得铝基石墨烯发热组件和安装支架之间的连接更为牢固，当铝基石墨烯制热板通过安装支架在墙壁等悬空环境下使用时不易掉落。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.铝基石墨烯制热板，其特征在于：包括安装支架(1)、电源插头(3)和铝基石墨烯发热组件(4)，所述电源插头(3)和铝基石墨烯发热组件(4)电连接，所述铝基石墨烯发热组件(4)包括由上至下依次叠放在一起的铝合金板(5)、石墨烯发热片(6)以及铝塑板(7)。
2.根据权利要求1所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述石墨烯发热片(6)由环氧基材、导电电极和石墨烯涂层制成。
3.根据权利要求2所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述石墨烯涂层由石墨烯材料及导电油墨组成。
4.根据权利要求2所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述石墨烯涂层的厚度约为15-25μm，石墨烯涂层印刷于所述环氧基材外表面。
5.根据权利要求2所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述石墨烯涂层包括以下重量份的原料组分：石墨烯粉体10-60份；复合导电剂1-5份；硅改性环氧树脂50-300份；溶剂10-100份。
6.根据权利要求1所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述铝基石墨烯制热板通过环氧喷塑处理。
7.根据权利要求1所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述安装支架(1)由铝合金制成。
8.根据权利要求1所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述铝基石墨烯制热板还包括限温器。
9.根据权利要求1所述的铝基石墨烯制热板，其特征在于：所述铝基石墨烯制热板还包括温控器。
10.一种用于制备如权利要求1-9任意一项所述铝基石墨烯制热板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将石墨烯发热片与表面处理后的铝合金板层压贴合，通过半固化片制成铝基石墨烯发热板；
S2：将铝基石墨烯发热板与表面处理后的铝塑板层压贴合，通过硅酮胶制成铝基石墨烯发热组件；
S3：对铝基石墨烯发热组件进行定位钻孔，直至裸露出铝合金板表面并形成半沉孔；
S4：将焊接螺钉与半沉孔内的铝合金板表面进行焊接，使焊接螺钉牢固焊接在铝合金上；
S5：通过焊接螺钉和螺帽，将安装支架固定在铝基石墨烯发热组件上；
S6：通过电导线连接电源插头和铝基石墨烯发热组件制成铝基石墨烯制热板。
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