CN1529534A

CN1529534A - 一种电热膜及其制造方法

Info

Publication number: CN1529534A
Application number: CNA2003101060942A
Authority: CN
Inventors: 杨金林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: CN100349498C

Abstract

本发明涉及一种电热膜及其制造方法，属于发热元件技术领域。其主要采用四氯化锡、三氯化钛、三氯化锑、二氯化钙、异丙醇、乙醇、水经混合加热，搅拌均匀，使固体溶解冷却至常温，成为电热膜处理液待用；将该处理液喷雾在基材上形成半导体电导薄膜为电热膜半成品；再将上述电热膜半成品两端表面涂上氧化银银浆送入电极炉烘烧熔合一体为成品。本发明制造工艺简单、功率大、工作温度高、具有PTC功能及远红外辐射功能，无冲击电流、电压，实用范围宽；物理化学性能好，耐湿、耐酸碱，加热后无氧化和老化现象、无毒、无有害辐射，无任何污染；无明火，安全可靠，使用范围广，使用寿命长达5000小时以上。

Description

一种电热膜及其制造方法

技术领域：

本发明涉及一种电热膜及其制造方法，属于发热元件技术领域。

背景技术：

本发明电热膜发热元件是近十几年来发展形成的一种新型面发热技术。由于是面发热，它的电热转换率大于90％，其加热速度快，同时具有远红外发射加热功能。在本发明作出以前，已有技术中，电热膜通常是采用在基材上喷氯化锡经高温加热合成一体。该种结构的电热膜经不起高温加热，其工作温度只能在300℃左右；用途范围局限，只能进行辐射加热；耐温性差，功率衰减快，易老化，使用寿命短，因此不能形成工业产业化生产。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种功率大、工作温度高，电压适用范围宽，物理化学性能好，耐湿、耐酸碱，加热后无氧化和老化现象，无毒、无有害辐射，无任何环境污染的一种电热膜及其制造方法。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明的电热膜其组成配比(按重量百分数)为：

A：四氯化锡 40-50

B：三氯化钛 30-40

C：三氯化锑 0.1-0.3

D：二氯化钙 0.1-0.3

E：异丙醇 2-3

F：乙醇 10-13

G：水 2-5

采用上述配方经混合搅拌加热，制成电热膜处理液，并进行负压喷雾在基材上为电热膜半成品，再经涂氧化银浆后烘烧为成品。

本发明的生产工艺如下：

1.电热膜处理液的生产：

取四氯化锡、三氯化钛、三氯化锑、二氯化钙、异丙醇、乙醇、水放在混合加热机内混合加热，加热温度：60℃-80℃，混合搅拌均匀，使固体全部溶解，冷却至常温，然后过滤即得电热膜处理液。

2.半成品电热膜生产：

采用碳化硅作制膜炉芯，电加热功率在9KW-12KW，炉温温度为600℃-800℃，将基材放入炉内加热，用负压喷枪将电热膜处理液喷入炉内，电热膜在基材表面沉积结晶，形成半导体电导薄膜，每次喷入量为1-3ml，喷入次数为2-5次，常温电阻为1-3000Ω，通过测试为电热膜半成品。

3.在上述电热膜半成品两端表面涂上氧化银浆，送入电极加工炉经300℃-550℃的烘烧后，使氧化银完全还原银同时与电热膜层熔合为一体即为本发明成品。

在本发明中原料为市场所购，设备采用常规设备。基材可选用碳化硅及各种陶瓷、玻璃、云母材料等，具有很大的选择性。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明制造工艺简单，最大功率可做到5KW，最高工作温度可达450℃，功率密度可做成0.1w/cm²-20w/CM²；具有远红外辐射功能，波长为2.5微米-15微米；无冲击电流，电压实用范围宽，可从3V-400V不同电压的各种功率元件；膜层与基材以化学键结合成一体，无脱落之虑，物理化学性能好，耐湿、耐酸碱，加热后无氧化和老化现象，无毒，无有害辐射，无任何污染；元件尺寸，形状可制成多样化，形状可制成板状、管状等异形件；无明火，安全可靠，使用寿命长达5000小时以上，具有PTC功能的电热膜发热元件。

附图说明：

图1为本发明工艺流程图：图2本发明电阻温度曲线图：

具体实施方式：

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

实施例一：本发明实施例中配方比例按重量百分数计算：

1.电热膜处理液的生产：

本发明取四氯化锡40、三氯化钛40、三氯化锑0.1、二氯化钙0.1、异丙醇2、乙醇10、水2放在混合加热机内混合加热到70℃，搅拌均匀，使原料中固体全部溶解，当冷却温度为常温时进行过滤，即成电热膜处理液待用。

2.电热膜半成品的生产：

本发明采用碳化硅作为制膜炉芯，电加热功率在9KW-12KW，选用可控硅元件作温度控制板。炉温控制在650℃时，将基材碳化硅放入炉内加热，当其基材碳化硅及炉温达到650℃温度时，用负压喷枪将电热膜处理液喷入炉内，此时处理液在高温中完全气化，同时发生化学反应，在化学能的作用下，在基材表面(碳化硅)沉积结晶，逐步形成半导体电导薄膜，共喷3次，每次喷入2ml，按设定的常温电阻为1-3000Ω，在达到设计要求后即可出炉，通过测试即为电热膜半成品。

3.电热膜成品生产：

将上述电热膜半成品两端表面涂上氧化银银浆(涂电极)，送入电极加工炉经500℃烘烧后，使氧化银完全还原为银同时与电热膜元件两端电热膜层熔合合成一体既为本发明成品。

在本实施例中按上述处理成电热膜元件的电阻-温度特性曲线如图2所示：

TN-为负温度系数的转折点温度。

TP-为正温度系数的转折点温度。

TD-TR为电热膜的工作范围温度。

TMAX-为电热膜元件的最大电阻温度

从上述配方制作的电热膜的电阻温度特性曲线图可以看出，它在150℃开始至300℃为负电阻温度系数，这一端它升温很快，到350℃是正电阻温度系数的转折温度，工作点温度在400℃，所以它能自我控制在400℃的温度左右。

下面为本发明与PTC及普通电热膜的功能比较见表一：

本发明NPC电热膜与PTC陶瓷件、普通电热膜功能比较：表一

实施例二：配方比例按重量百分数计算：

在本实施例中取四氯化锡45、三氯化钛35、三氯化锑0.2、二氯化钙0.2、异丙醇2.5、乙醇11.5、水3.5，采用实施例一中的生产工艺同样制得符合重量指标要求的电热膜。在本实施例中原料混合加热温度为80℃；电加热功率在10kw；炉温控制温度为750℃；电热膜处理液共喷4次，每次喷入量为1.5ml。

实施例三：配方比例按重量百分数计算：

在本实施例中取四氯化锡50、三氯化钛30、三氯化锑0.3、二氯化钙0.3、异丙醇3、乙醇13、水5，采用实施例一、二中的生产方法同样制得符合要求的电热膜。

下面为本发明的用途及原理：

本发明功能性电热薄膜，具有PTC功能的电热膜技术。在居里温度前是电阻随温度升高而减少的负温度系数(NTC)，在居里温度后电阻随温度升高而升高的正温度系数(PTC)特性而集于一体的N-PTCR-V型电阻-温度特性曲线的材料。这个过程是：一方面利用不等价离子的取代，使其能提供大量可供导电的电子和空穴，使晶粒具有很大的半导体电导性，另一方面又利用铁电性在居里温度附近因温度而自发极化的突变，通过内场的变化导致晶界上势垒的突变，使之呈现很大的电阻正温度系数，从而得到完全可控电阻温度非线性变化的电热薄膜发热元件。

用途范围极广：

1.工业上：可制成大型干燥设备的热源，粮食饲料、药材的干燥，食品加工的无油无污染的烘烤，染整设备中的烘干、热定型，由于有良好的抗热震性，特别适用于制造主体烘烤箱、烘房、烘道、热风炉、热风器的风温可高达300℃，它能辐射2.5um-15um波长的远红外线，有很高的热穿透性能，可做成性能优良的辐射加热器，烟叶的脱水干燥，电子元件、仪表、机电电机的烘漆、塑料纤维热软化、热定型、热收缩。

2.农业上：温室作物的栽培、暖房、禽蛋的孵化、雏鸡保暖、育种等。

3.医疗上：热磁红外理疗、电子温灸。

4.家用电器：低温电热电器，暖风机、薄壁型取暖器、电热柜、空调机的发热元件、电热水器、电烙铁、电子消毒器箱，干衣机、头发吹干器、烫发器、电暖脚炉、鞋类干燥器等。

Claims

1.一种电热膜，其特征是其组成配比按重量百分数为：

A：四氯化锡 40-50

B：三氯化钛 30-40

C：三氯化锑 0.1-0.3

D：二氯化钙 0.1-0.3

E：异丙醇 2-3

F：乙醇 10-13

G：水 2-5

2、根据权利要求1所述的电热膜的生产方法，其特征在于是采用以下工艺条件：

(1)电热膜处理液的生产：

(2)半成品电热膜生产：

(3)在上述电热膜半成品两端表面涂上氧化银浆，送入电极加工炉经300℃-550℃，的烘烧后，使氧化银完全还原银同时与电热膜层熔合为一体即为本发明成品。