CN1697573A

CN1697573A - 涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法

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Publication number: CN1697573A
Application number: CN 200410037734
Authority: CN
Inventors: 戴美惠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-16

Abstract

本发明有关一种高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法及该材料原料的组成，尤指以耐高温树脂与纳米陶瓷粉依所需比例调合均匀，将其涂布于经清洗处理的高传导金属表面，经加温风干后形成耐高温及高电压的绝缘层，于该绝缘表层上再涂布一层以耐高温树脂、半导金属粉、粉状水玻璃、纳米瓷粉、高导金属粉及金属碳粉成分相互调合而成的半导体阻抗发热材料并印制金属线，加温风干后形成一半导体发热层，表面再加覆一绝缘层加温风干作为保护，可以借助电流使高传导金属类介质的表面产生热，成为高效率直接加热的涂布式半导体阻抗发热材料。

Description

涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法

技术领域

本发明有关一种高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法及该材料的原料组成。

背景技术

现有技术的电热膜技术，其主要是将石墨粉的半导体导电粉末和氧化铅、氧化硅、气化镁、氧化硅、氧化硼多种氧化物的无机成膜剂及水溶性有机溶剂相互调合组成一导电涂料，将调制妥当的半导体导电涂料，以喷涂或印刷处理，直接将导电涂料予以喷涂到经清洗烘干处理妥当的介质表面，再经高温的烘烤烘干，并经高温绕结处理，使电热膜原料于介质的表面构成搭接的微观通电网络，供均匀发热。

现有技术的电热膜技术虽具有发热的效果，但其具如下的缺点：

1、现有技术的电热膜技术，其为一厚度甚薄的电热膜，因此，其热源产生仅成面状传导，故其加热效率不佳。

2、现有技术的电热膜技术仅可用于非导电类(非金属性传导)且耐高温的介质如陶瓷及玻璃，因此，使加热效率不佳、温度提升缓慢且耗电。

3、现有技术的电热膜技术仅可使用于非导电类且耐高温的介质如陶瓷及玻璃，因此，其使用范围受到限制且无法使用于热传导效率高的高传导金属类介质的表面。

发明内容

为了达到前述的目的，本发明研制一种高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法及该材料原料的组成。尤指以100重量份左右耐高温树脂加入40重量份左右纳米陶瓷粉调合均匀，再将其涂布于经清洗处理的高传导金属介质表面，经加温风干后而形成一耐高温及高电压的绝缘层，于该绝缘表层上再涂布一层半导体阻抗发热材料，该半导体阻抗发热材料含耐高温树脂25-35％、半导金属粉12-17％、粉状水玻璃12-17％、纳米瓷粉14-20％、高导金属粉、半导体金属氧化物及金属碳粉共占总比20-24％(均以总重量计)。

优选所述半导体阻抗发热材料含耐高温树脂30％、半导金属粉15％、粉状水玻璃15％、纳米瓷粉18％、高导金属粉及金属碳粉成分22％(均以总重量计)，这些成分相互均匀调合而成。

接着印制金属线，加温风干后形成一半导体发热层，表面再加覆一绝缘层加温风干作为保护，可以借助印制金属线所导电流，使前述高传导金属类介质的表面产生热，成为高效率直接加热的涂布式半导体阻抗发热材料。

本发明方法具有如下的优点：

1、其半导体发热层具有一定厚度，从而热源的产生为一立体型态而不是薄片状，进而使电热转化效率高且加热速度快。

2、加热时不燃烧氧气。

3、加热表面温度均匀。

4、可任意随物体表面加工。

5、可散发红外线的能量。

6、因经过涂布一特殊的绝缘层，而可使用于低熔点的高传导金属类介质，具有加热效率佳及有效阻绝加热体的电流传至高传导金属类介质，进而达到节省能源的效果。

7、不需高温烧，故不使加热介质产生物理变化。

附图说明

图1为本发明以热传导效率较快的高传导金属类介质进行涂装的立体分解图；

图2为本发明于高传导金属类介质表面涂装绝缘层前的表面处理流程图；

图3为本发明的涂装流程图；

图4为本发明的两种不同方式处理的流程图。

图号部份：

1清洗高传导金属类介质的表面，使高传导金属类介质表面不得残留油污及悬浮微粒；10半导体阻抗发热材料；101金属线；11脱脂处理；12化学表面研磨处理；13水洗；14中和处理；15低温电解阳极氧化处理；16第二次水洗；17封口处理；18热水浸泡；19烘干；2在高传导金属类介质表面使用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于高传导金属类介质的表面；3使用约四百摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后成为一个绝缘层表面；4利用上胶机或印刷处理，将半导体阻抗发热材料印制于绝缘层表面上；5使用约三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使半导体阻抗发热材料均匀附着于前述绝缘层表面上；6在该半导体阻抗发热材料层上印制金属线使用约三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使金属线附着于半导体阻抗发热材料表面上；7利用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于半导体阻抗发热材料的表面，只余下金属线的导通点；8使用约三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使含瓷粉的耐高温漆均匀附着于半导体阻抗发热材料的表面；9绝缘层；A高传导金属类介质。

具体实施方式

请参阅图1及图3所示，本发明是以热传导效率较快的高传导金属类介质A进行涂装，将前述的半导体阻抗发热材料10涂布于具导电性及低熔点的高传导金属类介质A，如铝或铝合金类介质的表面上，为避免电源的传导及过温使其融熔的问题，本发明的方法于涂布或印刷该半导体阻抗发热材料10前，则需针对该高传导金属类介质A表面进行绝缘层9处理，该绝缘层9亦采用涂布或印刷的方式附着于高传导金属类介质A的表面，但于涂布或印刷前，其第一步骤则应先进行清洗高传导金属类介质A的表面，使高传导金属类介质A表面进行不得残留油污及悬浮微粒的表面处理，第二步骤是在高传导金属类介质A表面使用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于高传导金属类介质A的表面，第三步骤使用约四百摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后成为一个绝缘层9表面，第四步骤利用上胶机或印刷处理，将半导体阻抗发热材料10印制于绝缘层9表面上，第五步骤使用约三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使半导体阻抗发热材料10均匀附着于前述绝缘层9表面上，第六步骤在该半导体阻抗发热材料10层上印制金属线101使用约三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使金属线101附着于半导体阻抗发热材料10表面上，第七步骤利用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于半导体阻抗发热材料10的表面，只余下金属线101的导通点，第八步骤使用约三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使含瓷粉的耐高温漆均匀附着于半导体阻抗发热材料10的表面，进而于最外层形成一绝缘层9。

前述第一步骤进行清洗高传导金属类介质A的表面，使高传导金属类介质A表面不得残留油污及悬浮微粒的表面处理，其制作氧化膜绝缘层的程序包括：先进行脱脂处理11、再进行化学表面研磨处理12、水洗13、中和处理14、低温电解阳极氧化处理15、第二次水洗16、封口处理17、热水浸泡18及烘干19程序(如图2所示)，如使用上胶机或印刷处理，将含耐高温树脂与纳米陶瓷粉的绝缘层9附着于高传导金属类介质A的表面时，需先用喷沙处理或其它能除去表面残留油污及悬浮微粒的方式处理，且，前述的低温电解阳极氧化处理15将于高传导金属类介质A表面形成一氧化膜，其亦具有绝缘及耐高温的功效，因此，该低温电解阳极氧化处理15的程序可依实际需要选择处理或舍弃该程序，若高传导金属类介质A经低温电解阳极氧化处理15而于表面形成一氧化膜的绝缘层9时，则可不需先于高传导金属类介质A表面涂布该耐高温及高电压的绝缘层9，而可直接涂布半导体阻抗发热材料10(如图4所示)，且，本发明的另一处理程序亦可于当高传导金属类介质A经低温电解阳极氧化处理15而于高传导金属类介质A表面形成一具有绝缘及耐高温功效的氧化膜后，即可直接于该氧化膜上印刷(或贴附)金属线101，然后再涂布该半导体阻抗发热材料10，最后再于最外层涂布该绝缘层9。

因此，就前述的处理程序的说明，本发明可大致归类为两个简略的处理程序(如图4所示)：

1、将高传导金属类介质A进行低温电解阳极氧化处理15，使其表面直接形成一具绝缘及耐高温效果的氧化膜，再依序于其上涂布半导体阻抗发热材料10，印金属线101及利用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于前述发热材料的表面，只余下金属线101的导通点7。

2、将高传导金属类介质A的表面，先以喷沙处理或其它能除去表面残留油污及悬浮粒处理后，在高传导金属类介质A表面使用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于高传导金属类介质的表面，再依序于其上涂布半导体阻抗发热材料10，印金属线101及利用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的高温漆均匀附着于前述发热材料的表面，只余下金属线101的导通点。

前述本发明的高效率涂布式半导体阻抗发热材料10的组成，其主要是以重量百分比的高温树脂30％、半导金属粉15％、粉状水玻璃15％、纳米瓷粉18％、高导金属粉、半导体金属氧化物及金属碳粉，(依所需的阻抗调配的比例)，共占总比22％，加温风干成为一电热阻抗层，以涂布的方式将半导体阻抗发热材料10涂布于高传导金属类介质A的表面，进而藉由电流对该高传导金属类介质A的表面加热，得到高效率直接加热的涂布式半导体阻抗发热材料10，其中的高温树脂具加强表面黏着的特性、半导体金属氧化物具有导电阻抗的作用，再利用水玻璃使前述半导体金属氧化物均匀化，同时于其中加入纳米瓷粉以作为半导体阻抗发热材料10的保温材料并可散发达红外线的能量，具有快速提升温度的作用，且其中的高导金属粉作为良好导电的作用，而金属碳粉作为阻碍导通系数，平衡其阻抗的作用，且，前述各材料的重量百分比可依实际需要予以增减。

综上所述，本发明的半导体阻抗发热材料可使用于低熔点的高传导金属类介质，具有加热效率佳及有效阻绝加热体的电流传至高传导金属类介质，进而达到节省能源的效果。

Claims

1、一种高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于：

其主要是以耐高温树脂与纳米陶瓷粉依需比例调合均匀，再将其涂布于经清洗处理的高传导金属类介质表面，经加温风干后而形成一耐高温及高电压的绝缘层，于该绝缘表层上再涂布一层以耐高温树脂、半导金属粉、粉状水玻璃、纳米瓷粉、高导金属粉及金属碳粉成分相互调合而成的半导体阻抗发热材料并印制金属线，加温风干后形成一半导体发热层，表面再加覆一绝缘层加温风干作为保护，进而藉由印制金属线导电对该高传导金属类介质的表面加热，产生高效率直接加热的涂布式半导体阻抗发热材料。

2、如权利要求1所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于：

第一步采用涂布或印刷的方式将绝缘层附着于高传导金属类介质的表面，涂布或印刷前，则应先进行清洗高传导金属类介质的表面，第二步骤是在高传导金属类介质表面使用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于高传导金属类介质的表面，第三步骤使用四百摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后成为一个绝缘层表面，第四步骤利用上胶机或印刷处理，将半导体阻抗发热材料印制于绝缘层表面上，第五步骤使用三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使半导体阻抗发热材料均匀附着于前述绝缘层表面上，第六步骤在该半导体阻抗发热材料层上印制金属线使用三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使金属线附着于半导体阻抗发热材料表面上，第七步骤利用上胶机或印刷处理，将含瓷粉的耐高温漆均匀附着于半导体阻抗发热材料的表面，只余下金属线的导通点，第八步骤使用三百五十摄氏度的高温连续烘烤三十分钟，冷却后使含瓷粉的耐高温漆均匀附着于半导体阻抗发热材料的表面，进而于最外层形成一绝缘层。

3、如权利要求1所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于：亦可于高传导金属类介质上进行低温电解阳极氧化处理，而于高传导金属类介质表面形成一具有绝缘及耐高温功效的氧化膜后，直接于该氧化膜上印刷或贴附金属线，然后再涂布该半导体阻抗发热材料，最后再于最外层涂布该绝缘层。

4、如权利要求1所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制造方法，其特征在于：其中的半导体阻抗发热材料可以印刷机印刷附着于高传导金属类介质表面。

5、如权利要求1所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制造方法，其特征在于：其中的耐高温及高电压的绝缘层可以印刷机印刷附着于高传导金属类介质表面。

6、如权利要求3所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于，其制作氧化膜绝缘层程序包括：

先进行脱脂处理、再进行化学表面研磨处理、水洗、中和处理、低温电解阳极氧化处理、第二次水洗、封口处理、热水浸泡及烘干程序。

7、如权利要求1或2所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于：如使用上胶机或印刷处理，将含耐高温树脂与纳米陶瓷粉的绝缘层附着于高传导金属类介质的表面时，需先用喷沙处理或其它能除去表面残留油污及悬浮微粒的方式处理。

8、如权利要求6所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于：该低温电解阳极氧化处理的程序可依实际需要选择处理或舍弃该程序。

9、如权利要求1或2所述的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于，其中所涂的半导体阻抗发热材料的原料组成如下：以重量百分比计为耐高温树脂25-35％、半导金属粉12-17％、粉状水玻璃12-17％、纳米瓷粉14-20％、高导金属粉、半导体金属氧化物及金属碳粉共占总比20-24％。

将前述各材料均匀调合以涂布的方式将其涂布于高传导金属类介质的表面，加温风干即成为一电热阻抗层。

10、如权利要求9的高效率涂布式半导体阻抗发热材料的制备方法，其特征在于：各组成材料的重量百分比为耐高温树脂30％、半导金属粉15％、粉状水玻璃15％、纳米瓷粉18％、高导金属粉、半导体金属氧化物及金属碳粉共占总比22％。