CN111954324A - 一种车用便携式远红外电加热板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车车载加热结构技术领域，具体地指一种车用便携式远红外电加热板及其制备方法。包括加热板、位于加热板正反两侧的隔热层和导热层以及位于加热板两端的正极和负极；所述加热板为表层涂抹由碳纳米管、石墨微片和粘结剂形成的涂层的板状结构；所述正极与负极之间通过导线连接，且导线上设置有温控开关；所述温控开关与粘贴在加热板上的传感器电连接。本发明的电加热板结构简单，操作安全性高，方便卡车加热需求，且本发明提供的加热板制备方法极为简单，适应性好，具有极大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车载加热结构技术领域，具体地指一种车用便携式远红外电加热板及其制备方法。
背景技术
卡车是移动的家，卡车驻车时，司机常常会有加热食物的需求，但目前的卡车通常并没有合适的加热设备，需要加热时往往需要配备燃气设备，燃气设备本身属于安全隐患，放置在车上可能会造成爆炸和火灾等安全事故。目前也有为卡车配备的电加热装置，但通常都存在加热效率低、结构复杂、侵占空间大的缺陷。
目前常见的电加热结构的加热设计通常采用金属加热材料，如申请号为CN106790866的中国发明专利公开了一种通过电阻丝网加热，该结构采用电阻丝进行加热，电阻丝存在成本高但加热不均匀的问题。专利号为CN205211892U的中国实用新型专利描述了一种采用电池供电，聚酰亚胺薄膜包覆的铜箔作为加热材料的电池加热装置，但铜箔加热材料容易氧化，且电阻率极小，并不适合小型加热装置使用。申请号为CN201810400058.3的中国发明专利公开一种石墨烯加热保温套及其应用，该专利保护了一种石墨烯加热保温套的制备方法，石墨烯具有良好的导热导电性能，制备成加热结构具有良好的加热性能，但该专利所述的制备方法极为复杂，难以进行大范围的推广使用。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术提到的技术问题，提供一种车用便携式远红外电加热板及其制备方法。
本发明的技术方案为：一种车用便携式远红外电加热板，其特征在于：包括加热板、位于加热板正反两侧的隔热层和导热层以及位于加热板两端的正极和负极；所述加热板为表层涂抹由碳纳米管、石墨微片和粘结剂形成的涂层的板状结构；所述正极与负极之间通过导线连接，且导线上设置有温控开关；所述温控开关与粘贴在加热板上的传感器电连接。
一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
1)、将碳纳米管、石墨微片和粘接剂按照质量比为1：(0～1)：(2～7)的比例在真空条件下混合搅拌均匀，得到纳米碳浆料A；
2)、制备多孔耐高温塑料板，然后将多孔耐高温塑料板真空浸渍在纳米碳浆料A中；
3)、将浸渍后的多孔耐高温塑料板进行干燥处理，得到加热板。
进一步的所述步骤1)中，将碳纳米管、石墨微片和粘接剂在真空条件下混合按照搅拌速度1000r/min～4000r/min、搅拌时间30min～4h进行搅拌均匀，得到纳米碳浆料A。
进一步的所述步骤1)中，粘接剂为羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏氟氯乙烯、环氧树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种的组合。
进一步的所述步骤2)中，多孔耐高温塑料板为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚四氟乙烯中的一种通过充氮气成型的微发泡工艺制备得到。
进一步的所述步骤2)中，将多孔耐高温塑料板常温真空浸渍在纳米碳浆料A中2h～24h。
进一步的所述步骤3)中，将浸渍后的多孔耐高温塑料板在温度为80℃～250℃下干燥1h～5h，然后室温冷却得到加热板。
一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
1)、将碳纳米管、石墨微片和粘接剂按照质量比为1：(0～1)：(4～7)的比例在真空条件下混合搅拌均匀，得到纳米碳浆料B；
2)、将纳米碳浆料B涂覆或者喷涂在耐高温导热板背面，真空干燥后，冷却得到加热板。
进一步的所述步骤2)中，将纳米碳浆料涂覆或者喷涂在耐高温导热板背面，在温度为150℃的情况下真空干燥。
进一步的所述耐高温导热板是耐受温度大于220℃的材质形成的板状结构。
本发明的优点有：1、本发明的电加热板结构简单，操作方便，能够有效满足卡车加热需求，温控开关控制，安全性高；
2、本发明的加热板制备方法极为简单，其材质是碳纳米管、石墨微片通过粘结剂形成涂层结构，导电性能好，加热效率高；
3、本发明提供给了两种加热板的制备方法，区别在于加热板基材选择，一种是多孔隙结构，一种是耐热结构，可根据不同的需求选择不同的制备方法，适应性好，应用广泛。
本发明的电加热板结构简单，操作安全性高，方便卡车加热需求，且本发明提供的加热板制备方法极为简单，适应性好，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的电加热板结构示意图；
其中：1—导热层；2—加热板；3—隔热层；4—正极；5—负极；6—温控开关；7—导线；8—传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本实施例的电加热板结构包括加热板2、位于加热板2正反两侧的隔热层3和导热层1以及位于加热板2两端的正极4和负极5，加热板2为表层涂抹由碳纳米管、石墨微片和粘结剂形成的涂层的板状结构，正极4与负极5之间通过导线7连接，且导线7上设置有温控开关6，加热板2上粘贴有传感器8。
实际使用时，通过电源向加热板2供电，加热板2开始发热，透过导热层1对待加热物品进行加热，温控开关6通过传感器8控制电路的启闭。本实施例的加热板2的加热原理是分子震荡远红外加热，热场均匀分布，被加热物体对红外辐射能量产生共振吸收，同时通过分子间能量的传递，使分子内能增加，也就是分子平均动能增加，表现为物体温度升高，达到加热目的。该电热膜电热转换效率高达99.6％，高效节能。该加热装置对车载设备无辐射污染。
本实施例的加热板有两种制备方法，方法一如下：
按照以下步骤进行：
1)、将碳纳米管、石墨微片和粘接剂按照质量比为1：(0～1)：(2～7)的比例在真空条件下混合按照搅拌速度1000r/min～4000r/min、搅拌时间30min～4h进行搅拌均匀，得到质量浓度为25％～70％的纳米碳浆料A，粘接剂为羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏氟氯乙烯、环氧树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种的组合；
2)、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚四氟乙烯中的一种通过充氮气成型的微发泡工艺制备得到多孔耐高温塑料板，然后将多孔耐高温塑料板真空浸渍在纳米碳浆料A中2h～24h；
3)、将浸渍后的多孔耐高温塑料板在温度为80℃～250℃下干燥1h～5h，然后室温冷却得到加热板。
多孔耐高温塑料板的孔隙率为20％-60％，耐高温塑料的耐受温度为220℃，多孔耐高温塑料板的孔隙率高，能够吸收更多的纳米碳浆料A，最后形成的加热板加热效率高。
实际使用时，按照方法一制备加热板，将碳纳米管、石墨微片和羧甲基纤维素按照质量比为1：1：5的比例在真空条件下混合按照搅拌速度3000r/min、搅拌时间3h进行搅拌均匀，得到质量浓度为60％的纳米碳浆料A，将聚四氟乙烯通过充氮气成型的微发泡工艺制备得到多孔耐高温塑料板，将制备得到的多孔耐高温塑料板真空浸渍在纳米碳浆料A中16h，将浸渍后的多孔耐高温塑料板在温度150℃下干燥2h，然后室温冷却得到加热板。将电极通过热压的方式固定在加热板的两侧作为加热板的正负极，用导线连接温控开关、传感器和加热板的正负极。本实施例的装置设计工作电压为24V，通电后，可用于车载食物加热，加热功率200W，该装置电热转换效率高达99.6％，高效节能，对车载设备无辐射污染。
方法二如下：
按照以下步骤进行：
按照以下步骤进行：
1)、将碳纳米管、石墨微片和粘接剂按照质量比为1：(0～1)：(4～7)的比例在真空条件下混合按照搅拌速度1000r/min～4000r/min、搅拌时间30min～4h进行搅拌均匀，得到质量浓度为50％～70％的纳米碳浆料B，粘接剂为羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏氟氯乙烯、环氧树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种的组合；
2)、将纳米碳浆料B涂覆或者喷涂在耐高温导热板背面，在温度为150℃的情况下真空干燥，冷却后得到加热板。
实际使用时，按照方法二制备加热板，将碳纳米管、石墨微片和羧甲基纤维素按照质量比为1：1：6的比例在真空条件下混合按照搅拌速度2000r/min、搅拌时间2h进行搅拌均匀，得到质量浓度为65％的纳米碳浆料B，将纳米碳浆料B通过喷涂的方式固定在耐高温导热板背面，在温度100℃下真空干燥1h，然后室温冷却得到加热板。将电极通过热压的方式固定在加热板的两侧作为加热板的正负极，用导线连接温控开关、传感器和加热板的正负极。本实施例的装置设计工作电压为24V，通电后，可用于车载食物加热，加热功率180W，该装置电热转换效率高达99.5％，高效节能，且对车载设备无辐射污染。
耐高温导热板是耐受温度大于220℃的材质形成的板状结构，不限材质和形状，耐高温导热板耐热性能好，可以用于需要高温加热的环境。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种车用便携式远红外电加热板，其特征在于：包括加热板(2)、位于加热板(2)正反两侧的隔热层(3)和导热层(1)以及位于加热板(2)两端的正极(4)和负极(5)；所述加热板(2)为表层涂抹由碳纳米管、石墨微片和粘结剂形成的涂层的板状结构；所述正极(4)与负极(5)之间通过导线(7)连接，且导线(7)上设置有温控开关(6)；所述温控开关(6)与粘贴在加热板(2)上的传感器(8)电连接。
2.一种如权利要求1所述的车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
1)、将碳纳米管、石墨微片和粘接剂按照质量比为1：(0～1)：(2～7)的比例在真空条件下混合搅拌均匀，得到纳米碳浆料A；
2)、制备多孔耐高温塑料板，然后将多孔耐高温塑料板真空浸渍在纳米碳浆料A中；
3)、将浸渍后的多孔耐高温塑料板进行干燥处理，得到加热板。
3.如权利要求2所述的一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，将碳纳米管、石墨微片和粘接剂在真空条件下混合按照搅拌速度1000r/min～4000r/min、搅拌时间30min～4h进行搅拌均匀，得到纳米碳浆料A。
4.如权利要求2所述的一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，粘接剂为羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏氟氯乙烯、环氧树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种的组合。
5.如权利要求2所述的一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，多孔耐高温塑料板为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚四氟乙烯中的一种通过充氮气成型的微发泡工艺制备得到。
6.如权利要求2所述的一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，将多孔耐高温塑料板常温真空浸渍在纳米碳浆料A中2h～24h。
7.如权利要求2所述的一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，将浸渍后的多孔耐高温塑料板在温度为80℃～250℃下干燥1h～5h，然后室温冷却得到加热板。
8.一种如权利要求1所述的车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
1)、将碳纳米管、石墨微片和粘接剂按照质量比为1：(0～1)：(4～7)的比例在真空条件下混合搅拌均匀，得到纳米碳浆料B；
2)、将纳米碳浆料B涂覆或者喷涂在耐高温导热板背面，真空干燥后，冷却得到加热板。
9.如权利要求8所述的一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，将纳米碳浆料涂覆或者喷涂在耐高温导热板背面，在温度为150℃的情况下真空干燥。
10.如权利要求8所述的一种车用便携式远红外电加热板的制备方法，其特征在于：所述耐高温导热板是耐受温度大于220℃的材质形成的板状结构。
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