CN111698797A - 远红外电发热膜的制备方法 - Google Patents

远红外电发热膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种远红外电发热膜及其制备方法,该电发热膜为多层机构,包括胶体石墨粉、导电炭粉、三氧化二铝粉末、支撑材料、聚酰亚胺漆、绝缘层,其制备方法主要包括电热膜基材的制备和电热膜组装,所制备得到的电热膜具有优异的电热转换率、发热均匀、功率衰减慢、寿命长等特点,可以广泛的用于工业、民用、军用、农用、智能穿戴等领域。

Description

远红外电发热膜的制备方法
技术领域
本发明涉及电发热膜领域,具体是一种远红外电发热膜及其制备方法。
背景技术
目前,电加热已经成为家庭生活或者工业生产最常见的加热方式。常用的加热源包括:电阻丝、石英管、PTC、红外线和电发热膜等。电发热膜从国外引进已有几十年的时间,由于使用方便,适用范围广,已越来越多的应用在各行各业。
中国专利公开号为CN100455146A的发明专利公开了一种碳素材料电发热膜及制备方法,其具体公开了先将粘结剂用专用稀释剂稀释,稀释剂的加入量根据电发热粉的添加量确定,同时加入炭黑分散剂,分散均匀后,先加入导电炭黑分散0.5~1小时,再加入石墨碳粉和稳定剂分散0.5~1小时,分散后的浆料放入三滚机、雷蒙磨或砂磨机中进行辊压或研磨,用三滚机连续辊压3~4次,雷蒙磨或砂磨机研磨0.5~2小时,辊压或研磨后再放入分散机中分散0.5~1小时,在每次分散、辊压或研磨中,根据涂布机的技术要求加入稀释剂调节浆料粘度,制得涂布用浆料;将制好的浆料用涂布机均匀涂布在玻璃纤维布上并烘干,其工艺参数根据不同的粘结剂和涂布机特点确定,每次涂布的厚度以涂膜不开裂为益,涂布厚度根据电发热膜的所需发热温度确定,可进行一次涂布或多次涂布,直到规定厚度为止;涂布好的电发热膜放入其最高使用温度加20℃下保温3小时稳定化处理,最后裁成所需形状、尺寸即可。该方法是较早的技术工艺,随着时间的推移,消费者对电发热膜的力学稳定性、发热均匀性、外观均匀性的要求都不断增加,使用该技术所制备得到的产品无法达到消费者的需求,并且其制备得到的产品存在较多气泡。
中国专利申请号为:CN101873729A的发明专利申请公开了一种电发热膜及其制备方法,并具体公开了其制备方法为,①、先将导电炭黑与石墨粉混合得到混合粉,再将聚酰亚胺树脂和混合粉混合,并加入稀释剂进行稀释;②、经研磨机在250rpm-500rpm搅拌速度下连续匀速运动进行10-60分钟研磨,中间加入稀释剂二甲基乙酰胺,调节粘度在180-250mmPa·s之间混合成一种胶状混合物。③、将胶状混合物经过涂布机涂在玻璃纤维布上,经烘烤后使胶状混合物浸入并固化在玻璃纤维布上形成电发热膜;上述烘烤过程中的温度是由100℃-300℃逐渐升高的,涂胶的玻璃纤维布经牵引电机拉动在涂布机烘箱内匀速运动加热5分钟,使稀释剂得到充分挥发,而且能使其余的混合胶与玻璃纤维布充分地融为一体形成面状导电体。该发明使用了逐渐升高升温的方法,并控制加热时牵伸速度,使得聚酰亚胺树脂成型后发热膜的表面结构均匀。多温度的控制非常严格,当温度的变化梯度设置不合理,或者温度变化较大的时候,其对改善发热膜结构的效果会大打折扣。
另外,市面上绝大多数电发热膜发热材料为金属电阻丝、印刷油墨和碳纤维等。存在诸如电热转换率低、发热不均匀、功率衰减快、寿命短、采用贵重金属导致成本高、容易与基材脱离等等问题。
因此,针现有技术所存在的诸如上述问题,本发明的主要目的在于制备一种发热膜,所制备得到的电发热膜通过远红外辐射的方式供热、适用电压广从3.7V-600V,最高温度可达300℃以上,且具有优异的电热转换率、发热均匀、功率衰减慢、寿命长等特点,可以广泛的用于工业、民用、军用、农用、智能穿戴等领域。
发明内容
针对现有技术所存在的诸多问题,本发明提供一种远红外电发热膜,其特征在于,所述的电发热膜包括胶体石墨粉、导电炭黑粉、三氧化二铝粉、聚醚亚胺漆、玻璃纤维。
所述远红外电发热膜包括50-100份聚酰亚胺漆和10-30份电发热料;
进一步的,所述电发热料包括30-70份胶体石墨粉,30-70份导电炭黑粉,2-10份三氧化二铝粉混合得到;
更具体的,所述远红外电发热膜包括50-100份聚酰亚胺漆和10-30份导电发热料和玻璃纤维;
所述玻璃纤维为玻璃纤维基布;
所述聚酰亚胺漆和导电发热料共混物均匀分布在玻璃纤维基布的表面,所述的远红外电发热膜的表面光滑无气孔。
本发明选择使用耐高温的树脂漆为聚酰亚胺漆,这种漆是由芳香族二胺和芳香族四羧酸二酐在机型溶剂中缩合而成。
通常可以反应式如下所示:
Figure BDA0002194179780000021
Figure BDA0002194179780000031
可以看出,在使用聚酰亚胺漆的时候,在热反应固化的过程中会存在水的产生,由于固化的过程是去除溶剂,如果温度的控制不得当必然造成部分溶剂挥发不全面,使得电发热膜的表面会产生一系列大小不均匀的微孔。
对于远红外电发热膜材料,我们要求其具有较高的电热辐射转换率,并且升温时间短,发热均匀,因此,我们要保证膜材料各个部位的材料均一性。
但是,由于不同材料的导热性能不同,容易导致电发热膜的发热和热转换率不同。
尤其是当发热膜的内存在气孔,而气体的导热系数相对于固体材料而言要小非常多,因此,在加热的过程中热量在空气中的传播较慢,并且气孔处的温度会相对其他的部分高,导致发热不均匀,可能存在局部温度高的情况。
针对现有发热不均匀、导热性能差异化等技术问题,本发明的主要构思是尽可能的减少原料的种类,使得导热系数更加的稳定和均一,通过原料的选择,配比的调整,制备工艺的设置,减少因导热系数差异以及发热膜中气泡产生量,进而使得整体的发热膜各处性能均匀,进而达到发热均一,使用寿命长等特点。
对于具体的原料的选择,本发明选用胶体石墨粉主要是作为耐高温润滑基料,用以控制电发热膜的导电性能,所述的胶体石墨粉具有颗粒细小、粘结强度高、在制备过程中,胶体石墨烯更加容易分散,并且与其他物料混合更加均匀,而且通过控制用量和胶体石墨的规格可以调节电阻阻值,并且该阻值稳定,主要可以提高电发热膜的使用寿命。
所述胶体石墨粉粒径≤10μm;优选的,所述胶体石墨粉的规格为F-00,F-0,F-1中的一种或多种,上述石墨粉的粒度小于4μm,并且灰分小于1%。
而现有技术中所使用的石墨烯大多为普通石墨烯,这类石墨烯的粒径分布不均匀,在分散和研磨的过程中容易产生聚沉,进而影响到整体的浆料的分散性能。
本发明选择了小尺寸导电炭黑粉,现有技术中有的使用纳米炭黑粉作为电发热膜的原料,但是我们却发现使用纳米炭黑粉虽然能够对电发热膜的表观性能进行改善,并且电发热膜的机械性能也能得到一定的提升,但是当将炭黑粉的粒径降低到纳米级别时,发热膜的导电性能是降低的,这会导致电热转换率的速度降低,并且会导致与电源接触的一部分发热量过大,而远离电源部分的发热膜热量较小。这主要是因为纳米炭黑粉颗粒过小时,纳米碳颗粒都有同种电荷,当颗粒尺寸过小,会发生电荷排斥的现象,使得纳米粒子之间不易发生团聚,导致自由电子难以在纳米颗粒之间传播,进而导致导电性能变差,也就会导致前述所描述的问题。
本发明具体选择的导电炭黑粉的尺寸大于1μm,小于15μm;优选的大于3μm,小于10μm。
本发明还选择在电发热膜加入少许的三氧化二铝粉,三氧化二铝是一种绝缘粉末,但是其导热性能良好,在原料中掺杂少量三氧化二铝粉能够提高原料混合后的导热性能,同时降低电发热膜的导电性能,通过导热性能和导电性能的平衡,进而提高电热转化的效率,以及发热均匀性。
所述三氧化二铝粉粒径≤100μm,更优选的为小于50μm,更加优选的小于25μm。
对于粒径的选择,我们在实验的过程中,要保证粉料之间的粒径存在一定的梯度的情况下,所得到的电发热膜的电热转换率越高,经过多次的实验,本发明具体选择前述的粉状原料的粒径分布。这可能是因为在整体的粉料体系中,三氧化二铝的尺寸最大,有利于导电炭黑粉在三氧化二铝所形成的空隙中填充,而胶体石墨的粒径更加小于导电炭黑粉,该胶体石墨也能在导电炭黑之间形成的空隙中进行填充,进而达到减小空隙的效果,提高电发热膜的机械性能以及电热转换率。
本发明中还包括玻璃纤维,优选为玻璃纤维布,其中玻璃纤维布的厚度 0.06-0.15mm。
为制备本发明所提供的电发热膜,本发明具体提供一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
电发热膜基材的制备:
(1)制作电发热料:按重量份称取30-70份的胶体石墨粉,30-70份的导电炭黑粉,2-10份的三氧化二铝粉,置于粉料混合机中混合后备用;
所述的混合时间为2-6h,优选4-5小时,更优选为5h;
由于粉末原料中,三氧化二铝粉末与胶体石墨粉和导电炭黑粉的密度存在较大的差异,因此,本发明是通过长时间的共混,使得粉料能够更加均匀的混合。
(2)制作导电浆母料:按重量份称取步骤(1)中制备的粉料10-30份,二甲基乙酰胺70-90份,在研磨机中混合研磨60-120min,过滤后备用;
二甲基乙酰胺是一种极性溶剂,使用溶剂研磨,其能够将共混过程中发生团聚的颗粒进一步细化,同时也能够使得三氧化二铝与无机石墨粉和导电炭黑粉共混均匀,有利于涂覆固化后的物料均匀性。
(3)配置电热浆料:按重量份称取50-100份聚酰亚胺漆,步骤(2)中制备的导电浆母料40-80份,置于分散机中分散30-60min,并用稀释剂调节粘度,过滤后得到电热涂布浆料;
所述的稀释剂为二甲基乙酰胺;
稀释剂调节粘度至120-300mPa·s,更优选的为150-300mPa·s,更优选为 200-300mPa·s;
本发明选择的二甲基乙酰胺与步骤(2)使用溶剂是相同的,确保聚醚亚胺漆与导电浆母料在共混时不会因为溶剂之间存在的相容性问题而发生聚成,同时本发明对粘度进行了优化,确保在涂布液体的粘度能够使无机离子均匀分散,不发生沉降分层现象。
(4)涂布:将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻纤布上,在烘箱中初步交联、固化;
固化步骤是本发明的另一个改进点,因为本案使用的是聚酰亚胺漆,该树脂固化后具有良好的耐高温和耐腐蚀性能,但是对于聚酰亚胺漆其原料主要是一些芳香族二胺和芳香族四羧酸二酐单体,这些反应单体在极性溶剂中发生固化交联进而得到最终的产品,但是在固化过程中,会产生副产物水,而水分和有机溶剂都需要在高温加热的条件去除,而水和有机溶剂的挥发性能存在较大的差异,在烘箱中的挥发程序的控制不当,必然就会导致水和有机溶剂的挥发受阻或者挥发程度不一致,进而使得电发热膜中存在一定量的气泡;正如本申请在前所分析的,传统的加热容易导致涂覆后膜表面的聚酰亚胺漆先行固化,而阻碍下层的有机溶剂和副产物的挥发,进而容易大大的延长干燥时间,并且会造成大量细小的气孔,气泡会使得发热板的机械性能、发热效率、发热速率、发热均匀性等受到巨大影响。
为了去除有机溶剂和反应后产生的副产物,加热固化步骤至关重要,本发明采用微波加热和红外热辐射加热方法交替使用,达到减少发热膜中气孔的效果。
微波加热是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能,使自身整体同时升温的加热方式而完全区别于其他常规加热方式。传统加热方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至物料热量,热量总是由表及里传递进行加热物料,物料中不可避免地存在温度梯度,故加热的物料不均匀,致使物料出现局部过热,微波加热技术与传统加热方式不同,它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动,产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高,不须任何热传导过程,就能使物料内外部同时加热、同时升温,加热速度快且均匀,仅需传统加热方式的能耗的几分之一或几十分之一就可达到加热目的。
使用微波加热,其加热是由内及外,在微波加热时,涂覆浆料表层的浆料还未固化时,存在流动性能,有机溶剂和水分在气化时是从内部向外部进行,更加容易释放出来,并且,流动性的表层浆料会快速的覆盖气泡出来所造成的气孔。
本发明还使用红外热辐射加热,在发热膜内层的固化后,会立马随着轨道进入到红外热辐射区域。
红外线的传热形式是辐射传热,由电磁波传递能量。红外加热具有穿透力,能内外同时加热,因此这种加热方式能够迅速的使得表层进行固化,配合微波加热形式,能够做大限度的减少微观气孔的产生。
采用微波加热和红外加热依次加热的方式进行干燥固化,即先进行微波加热后,进入红外加热区域。另外,烘干过程还需考虑到加热的时间和生产效率的问题,本发明采用的是长型烘箱,烘箱内至少设置两个加热源,烘箱长度为5-15m,其中微波加热源设置在加热传送入口前部;红外加热源设置在烘箱的中后部。
所述涂覆后的的产品在辊道上的传送速度为3-10m/min;优选4-8m/min;更优选为5-6m/min。
为了产品的需求,以及干燥效果的要求,在涂布的过程中浆料的厚度介于50-500μm之间;优选的位50-300μm;更优选100-200μm。
在整体的干燥过程中,由于干燥的热量受到微波加热源、红外加热源的功率控制,干燥的程度也受到浆料涂布厚度所影响,因此,在操作过程中,我们可以根据客户对产品的规格需求,决定浆料涂布的厚度,对微波加热源、红外加热源以及具体的传输速度进行调节。
(5)将步骤(4)制备的膜放置在马弗炉中,烧结60-120min,烧结温度100-420℃;
所述的烧结温度优选为250-400℃,更加优选为300-400℃。
为了进一步的对电发热膜进行稳定化处理,尤其是增强聚酰亚胺漆的稳定性以及浆料与玻璃纤维之间的连接牢度,本发明采用高温处理,达到进一步稳定产品的性能。
(6)将步骤(5)中制备的电发热膜材料分切成需求尺寸的片材,在两边或两面植入电极,在电极上涂覆高导电的电极专用浆料,烘干烧结后即得到电发热膜基材;
所述电极为金属箔、金属箔胶带、导电布胶带、导电银浆中的任意一种。
制备电发热膜:
(7)将步骤(6)制备的电发热膜基材正反两面各涂上一层粘接胶;
(8)在覆膜机上,将经步骤(7)处理后的电发热膜基材正反两面各复合一层绝缘膜;
所述绝缘膜为聚四氟乙烯绝缘膜、聚酰胺膜、聚酯薄膜、云母片中的一种或几种的组合。
(9)在覆合后的膜电极上接好导线,绝缘后即得到远红外电发热膜。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的远红外电发热膜是采用微米级石墨粉、导电炭黑粉、三氧化二铝与高分子树脂等材料复合而成。材料原料选择非常简单,并且各原料之间的导电和热传导性能相近,通过对原料的种类、尺寸的选择、以及制备过程中的加热方式,对电发热膜的结构进行调控,能够保证电发热膜快速而均匀的发热。通过特殊的加热方式的改进,通过由内及外的微波加热作为前段加热方式,将内部的溶剂和反应副产物挥发出浆料,之后配合红外加热源,对基材进行外部和内部同时加热,将溶剂和副产物进一步从表层的浆料中取出,进而极大程度上的降低电发热膜中气泡产生情况,避免在加热过程中空气对加热膜性能的影响,达到快速而均匀的加热效果。
本发明选了小尺寸的胶体石墨粉和导电炭黑粉,两种材料都属于碳材料,通过对原料粒径的研究,选择出了合适的粒径范围,进而保证了电发热膜的导电性能,进一步的也通过三氧化二铝粉末的加入,对电发热膜的导电性能进行控制,进而提高发热膜的电热转换率,提高电发热膜的安全性。
本发明充分利用了碳复合材料具有的优异电学性能、高导热性和高耐热性,是结构稳定,且加工性好的高分子材料。制备的远红外电发热膜,具有电热转换效率高、发热均匀、和基材结合强度高、寿命长、产生有益人体的远红外线等优点,且工艺简单,成本低廉,适合大规模连续化生产。
附图说明
图1:实施例1测试得到的相对辐射能谱曲线;
图2:实施例1的红外热图;
图3:实施例9的红外热图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
一、电发热膜基材的制备:
(1)制作电发热料:按重量份称取30份的胶体石墨粉,30份的导电炭黑粉,2份的三氧化二铝粉,在常温条件下,置于粉料混合机中混合4h后备用,混合速度55rpm;
其中胶体石墨粉的粒径小于4μm;导电炭黑粉的粒径小于15μm;三氧化二铝粉的粒径小于50μm;
(2)制作导电浆母料:按重量份称取步骤(1)中制备的粉料10份,二甲基乙酰胺70份,在研磨机中常温条件下混合研磨60min,研磨速度1100rpm,用筛网过滤后备用;
(3)配置电热浆料:按重量份称取50份聚酰亚胺漆,步骤(2)中制备的导电浆母料40份,在常温条件下,置于分散机中分散30min,分散速度1300rpm,并用稀释剂调节粘度至120mPa·s,用筛网过滤后得到电热涂布浆料;
(4)涂布:将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻纤布上,在烘箱中初步交联、固化;所述的涂布厚度为100微米。烘箱的长度为10m,微波热源设置在传送入口的1和第3米处各设置一个,远红外的纤维布在传送入口起第6米和第8米各设置一个处,烘箱内的传送速度为5m/min;
(5)将步骤(4)制备的膜放置在马弗炉中,烧结60min,烧结温度350℃;
(6)将步骤(5)中制备的电发热膜材料分切成需求尺寸的片材,在两边或两面植入(粘贴、涂刷)电极,在电极上涂覆高导电的电极专用浆料,烘干烧结后即得到电发热膜基材;
二、制备电发热膜:
(7)将步骤一制备的电发热膜基材正反两面各涂上一层粘接胶;
(8)在覆膜机上,将经步骤(7)处理后的电发热膜片材正反两面各复合一层绝缘膜;
(9)在覆合后的膜电极上接好导线,绝缘后即得到远红外电发热膜。
所述玻纤布为厚度0.06mm的玻纤布;所述电极为铜箔;所述绝缘膜为聚四氟乙烯绝缘膜和聚酰胺膜的组合。
实施例2
一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
与实施例1相比,实施例2的制备方法与实施例1的操作和工艺参数相同,区别在于原料选择具体为:胶体石墨粉的粒径小于15μm;导电炭黑粉的粒径小于15μm;三氧化二铝粉的粒径小于50μm。
实施例3
一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
与实施例1相比,实施例3的制备方法与实施例1的操作和工艺参数相同,区别在于原料选择具体为:胶体石墨粉的粒径小于50μm;导电炭黑粉的粒径小于50μm;三氧化二铝粉的粒径小于50μm。
实施例4
一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
与实施例1相比,实施例4的制备方法与实施例1的操作和工艺参数相同,区别在于原料选择具体为:所选择的玻璃纤维布的厚度为0.15mm。在步骤(4)的涂布浆料的厚度为100μm。
实施例5
一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
与实施例1相比,实施例5的制备方法与实施例1的操作和工艺参数相同,区别在于原料选择具体为:所选择的玻璃纤维布的厚度为0.15mm。在步骤(4)的涂布浆料的厚度为150μm。
实施例6
一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
与实施例1相比,实施例7的制备方法与实施例1的操作和工艺参数相同,区别在于原料选择具体为:步骤(4)中烘箱的长度为10m,微波热源设置在传送入口的1和第 6米处各设置一个,远红外的纤维布在传送入口起第3米和第8米各设置一个处,烘箱内的传送速度为5m/min。
实施例7
一种远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:
与实施例1相比,实施例7的制备方法与实施例1的操作和工艺参数相同,区别在于原料选择具体为:步骤(4)中烘箱的长度为10m,在烘箱的第1、3、6、8米处设置热辐射加热源,烘箱内传送速度为5m/min。
实施例8
按照现有技术中CN101873729A中的实施例1制备得到电发热膜。
实施例9
按照现有技术中CN100455146A公开的方案制备一种电发热膜。
本发明针对现有已制备得到的产品进行性能测试,具体的测试包括电热转换效率、相对辐射能谱、表面温度分布性能。测试技术依据JG/T286-200《低温辐射电发热膜》、GB/T7289-2008《红外辐射加热器实验方法》、GB/T《非金属基体红外辐射加热器通用技术条件》。
具体的测试结果见下表1:
表1实施例1-9性能检测数据
Figure BDA0002194179780000111
从所测试的结果数据可以看出,实施例2和实施例3相对于实施例1而言,具体原料的尺寸发生改变,其电-热辐射转换率是降低的,这也证实了申请文件中所提到了原料粒径的选择会对电发热膜的热转换率以及发热效果的影响,因此,本申请的一个改进点是对原料尺寸进行合理规划,提高电-热辐射转换率等性能;从实施例1和实施例6 和实施例7之间的对比,主要是在干燥过程对干燥热源的选择和控制,我们可以看到,不同的热源选择和热源位置的设置,会直接影响到电-热辐射转换率以及发热性能,进行交替式的热源设置可以很好的提高加热室的均匀性,减小最高温度和最低温度的差异,发热更加均匀。
本发明提供的远红外电发热膜是采用微米级石墨粉、导电炭黑粉与高分子树脂等材料复合而成。该材料充分利用了碳复合材料具有的优异电学性能、高导热性和高耐热性,是结合结构稳定,且加工性好的高分子材料,制备的远红外电发热膜,具有电热转换效率高、发热均匀、和基材结合强度高、寿命长、产生有益人体的远红外线等优点,且工艺简单,成本低廉,适合大规模连续化生产。
以上的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.一种远红外电发热膜,其特征在于,所述电发热膜包括50-100份聚酰亚胺漆和10-30份电发热料和玻璃纤维;电发热料是30-70份胶体石墨粉,30-70份导电炭黑粉,2-10份三氧化二铝粉混合得到;所述玻璃纤维为玻璃纤维基布;所述的远红外电发热膜的表面光滑无气孔。
2.一种如权利要求1所述的远红外电发热膜,其特征在于,
所述胶体石墨粉粒径≤10μm,优选的,所述胶体石墨粉的规格为F-00,F-0,F-1中的一种或多种,上述胶体石墨粉的粒度小于4μm,并且灰分小于1%;
所述导电炭黑粉的尺寸大于1μm,小于15μm;
所述三氧化二铝粉粒径≤100μm,更优选的为小于50μm,更加优选的小于25μm;
所述玻璃纤维基布的厚度0.06-0.15mm。
3.一种如权利要求1所述的远红外电发热膜,其特征在于,电发热膜采用微波加热和红外加热依次交替加热的方式进行干燥固化,烘箱内至少设置两个加热源,烘箱长度为5-15m,其中微波加热源设置在加热传送入口前部;红外加热源设置在烘箱的中后部;电发热膜在辊道上的传送速度为3-10m/min。
4.一种如权利要求1-3任一项所述远红外电发热膜的制备方法,包括以下步骤:电发热膜基材的制备和电发热膜制备,其中电发热膜基材制备包括如下步骤:
(1)制作电发热料:按重量份称取30-70份的胶体石墨粉,30-70份的导电炭黑粉,2-10份的三氧化二铝粉,置于粉料混合机中混合后备用;
(2)制作导电浆母料:按重量份称取步骤(1)中制备的粉料3-30份,二甲基乙酰胺70-90份,在研磨机中混合研磨60-120min,过滤后备用;
(3)配置电热浆料:按重量份称取50-100份聚酰亚胺漆,步骤(2)中制备的导电浆母料40-80份,置于分散机中分散30-60min,并用稀释剂调节粘度,过滤后得到电热涂布浆料;
所述的稀释剂为二甲基乙酰胺;
稀释剂调节粘度至120-300mPa·s,优选的为150-300mPa·s,更优选为200-300mPa·s;
(4)涂布:将步骤(3)中制备的浆料用涂布机涂覆在玻璃纤维基布上,在烘箱中初步交联、固化;
涂布厚度介于50-500μm之间;
(5)将步骤(4)制备的膜放置在马弗炉中,烧结60-120min,烧结温度100-420℃;
所述的烧结温度优选为250-400℃;
(6)将步骤(5)中制备的电发热膜材料分切成需求尺寸的片材,在两边或两面植入电极,在电极上涂覆导电的电极浆料,烘干烧结后即得到电发热膜基材。
5.一种如权利要求4所述远红外电发热膜的制备方法,其特征在于,所述电极为金属箔、金属箔胶带、导电布胶带、导电银浆中的任意一种。
6.一种如权利要求5所述远红外电发热膜的制备方法,其特征在于,步骤(4)采用微波加热和红外加热依次交替加热的方式进行干燥固化,烘箱长度为5-15m,烘箱内至少设置两个加热源,其中微波加热源设置在加热传送入口前部;红外加热源设置在烘箱的中后部。
7.一种如权利要求5所述远红外电发热膜的制备方法,其特征在于,涂覆后的产品在辊道上的传送速度为3-10m/min;优选4-8m/min;更优选为5-6m/min。
8.一种如权利要求5所述远红外电发热膜的制备方法,其特征在于,还包括电发热膜的制备步骤,
(7)将步骤(6)制备的电发热膜基材正反两面各涂上一层粘接胶;
(8)在覆膜机上,将经步骤(7)处理后的电发热膜基材正反两面各复合一层绝缘膜;
(9)在覆合后的膜电极上接好导线,绝缘后即得到远红外电发热膜。
9.一种如权利要求8所述远红外电发热膜的制备方法,其特征在于,所述绝缘膜为聚四氟乙烯绝缘膜、聚酰胺膜、聚酯薄膜、云母片中的一种或几种的组合。
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