CN204231686U - 复合面状发热材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合面状发热材料，其中包括：复合面状发热材料及连接器组件；所述的复合面状发热材料由下防电流泄漏层、下多功能密封保护层、发热层、远红外发射层、上多功能密封保护层、上防电流泄漏层依次叠加并高温热压复合制成。本实用新型的复合面状发热材料能使远红外辐射传热率提高，传热均匀，相比传统的发热材料至少节能30%；同时材料整体抗强酸强碱性较强，能在各种极端恶劣的环境下安全使用。

Description

复合面状发热材料

技术领域

本实用新型涉及一种发热材料，特别地，涉及一种复合面状发热材料。

背景技术

近年来，面状发热材料由于升温时间快、发热均匀、散热面大、热效率高、节能等特点在暖通领域得到了迅速的推广。但是现有的技术主要存在以下问题；

1）面状发热材料之所以具有上述优异的性能，主要是因为其在工作状态下，热量的传递主要以远红外辐射的方式进行，然而面状发热材料应用在暖通领域，一般是将面状发热材料预埋在混凝土或地板下面，根据黑体辐射理论，覆盖在面状发热材料上的混凝土或以木材为原材料的地板对远红外线具有较强的吸收性，使得发热体发射的远红外线被混凝土或地板等吸收，大大降低了面状发热材料的以辐射为主的传热的方式，据测算，将面状发热材料预埋在混凝土或地板下面时，其远红外辐射热量仅有40%左右，其余的均为传递为主，从而导致材料的节能性能大大的降低。

2）中国专利申请号CN201110183296.1公布了一种低温复合电热材料及其制备方法，采用完全密封的方式使得整个发热体处在密封状态，从而使得发热体的泄漏电流低于0.3mA。然而，该专利所阐述的发热体的泄漏电流低于0.3mA仅为单片泄漏电流，面状发热材料应用在暖通领域，使用环境较为恶劣，一般为潮湿的地下密闭环境中，并且是由若干片面状发热材料并联而成，在工作时是并联的若干片共同工作，产生的泄漏电流远远高于0.3mA，使得在工作过程中，因为材料表面积蓄的瞬间泄漏电流过高，不仅存在着对人体潜在的隐患，还由于剩余动作电流远远高于国家强制性标准规定的30mA，导致剩余动作电流保护器频繁跳闸，使建筑物不能正常供电，不仅影响采暖系统的运行，还导致整个建筑物断电。

实用新型内容

针对上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种复合面状发热材料，使其热传递以70%以上的远红外辐射传递，并在使用过程中泄漏电流仅为0.005mA，不仅使面状发热材料工作时更加的节能，还极大的提高了面状发热材料的安全性，彻底消除了其在工作时可能存在的隐患。

为了实现上述目的，本实用新型的复合面状发热材料及其制备方法，其包括： 复合面状发热材料及连接器组件；所述的复合面状发热材料由下防电流泄漏层、下多功能密封保护层、发热层、远红外发射层、上多功能密封保护层、上防电流泄漏层依次叠加并高温热压复合制成；所述的发热层上包含智能温度控制系统；所述连接器组件由连接器组件基体、连接母端子、连接公端子和电源线组成，所述的连接器组件基体上包含一对平行的铜片，所述的一对平行的铜片与复合面状发热材料的引出铜箔相适配，所述的一对平行的铜片连接于连接母端子，所述的连接母端子和连接公端子相适配，所述的连接公端子上设有电源线，与外部主电源线连接。

上述的复合面状发热材料，其中，所述的上防电流泄漏层、下防电流泄漏层的长边和宽边大于上多功能密封保护层和下多功能密封保护层的各长宽边，所述的发热层的各长边和宽边小于上多功能密封保护层和下多功能密封保护层的各长宽边，所述的上防电流泄漏层和下防电流泄漏层以热固性或热塑性聚合物片为基体，所述的热固性或热塑性聚合物采用聚酯片、聚酰胺片、聚烯烃片、环氧片、聚氨酯片或玻纤片等，所述的上防电流泄漏层和下防电流泄漏层的基体上采用淋膜工艺复合一层粘结剂，所述的粘结剂采用聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨酯胶、环氧胶、聚丙烯酰胺胶等。

上述的复合面状发热材料，其中，所述的上多功能密封保护层和下多功能密封保护层由低熔融温度的聚合物膜和无纺布或纸材复合而成，所述的低熔融温度的聚合物的熔融温度在60-200℃，所述的低熔融温度的聚合物采用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等，所述的无纺布采用聚酯纤维类无纺布、聚烯烃纤维类无纺布、聚酰胺纤维类无纺布等，所述的纸材采用牛皮纸、白板纸等。

上述的复合面状发热材料，其中，所述的发热层采用具有远红外电热功能的面状材料，所述的面状材料由碳素材料和面状基体材料复合组成，所述的碳素材料采用碳纤维、石墨、碳纳米管、石墨烯、纳米碳纤维等中的一种或多种组合而成，所述的面状基体材料采用各种膜材料、无纺布类材料或纸质材料。

上述的复合面状发热材料，其中，所述的远红外发射层由远红外粉体和粘结剂混合而成并涂覆在发热层的表面，所述的远红外粉体采用负离子粉或远红外发射粉，所述的粘结剂采用酚醛类树脂、环氧类树脂、聚氨酯类粘结剂、聚丙烯酰胺类粘结剂等。

上述的复合面状发热材料，其中，在所述的发热层的一组长的对称边上，还分别固定设有两条铜箔，所述固定有铜箔的发热层放置在下多功能密封保护层上，并与所述的下多功能密封保护层一边相固定，在所述的下多功能密封保护层的一短边的两端，分别固定设有两条铜箔，所述的发热层上的铜箔与所述的下多功能密封保护层上的铜箔相连呈“L”型，所述的上防电流泄漏层、上多功能密封保护层还设有一组对称的小孔，用以引出铜箔；所述的智能温度控制系统通过点焊的方式固定在发热层的铜箔上，所述的智能温度控制系统由温度监测芯片和自动限温元件组成。

上述的复合面状发热材料，其中，所述连接器组件为薄片状，一组一对平行的铜片位于所述的连接器组件基体的上端，所述的一组一对平行的铜片后端与所述的连接母端子前端相连接，所述的发热层的引出铜箔卡接入连接器组件基体后采用热塑工艺处理，固定于复合面状发热材料上。

由上述技术方案制备的复合面状发热材料具有以下优异的性能：

（1）发热体的面积大，其整个面都是发热面和散热面，因而发热均匀，热量易于传递、疏散。

（2）发热体的热量传递主要以远红外辐射传递为主，远红外辐射传热率高达70%以上，同时电-热辐射效率高达80%以上，因为热量传递主要以辐射为主，相比传统的发热材料至少节能30%。

（3）发热体的结构层采用耐强碱、绝缘性好的热熔性聚合物，热压复合后多层间依靠材料的热熔性能进行粘结并融为一体，且整个发热层被聚合物所包裹，使得整个发热体达到完全的密封状态，不仅防水防潮，材料表面具有优异的绝缘性能。

（4）由于发热体上设置了智能温度控制系统，当发热体温度过高、电流过高或蓄热过大时，会自动切断对发热体的供电，极大的保护了发热体的正常运行。

（5）工作温度下的泄漏电流极低，单片泄漏电流仅为0.005mA，经过测试，将300片放入盐水池中并联通电，并安装30 mA剩余动作电流保护器，发热片正常工作100小时且剩余动作电流保护器为未发生跳闸现象。

附图说明

图 1  本实用新型中复合面状发热材料的结构示意图；

图 2  本实用新型中粘结上铜箔后的发热层结构示意图；

图 3  本实用新型中发热层上的铜箔与多功能密封保护层上的铜箔相连接后的示意图；

图 4  本实用新型中连接公端子的结构示意图；

图 5  本实用新型中连接母端子的结构示意图；

图 6  本实用新型中连接器组件横面剖视图；

图 7  本实用新型中复合面状发热材料热压完成后结构示意图；

图 8  本实用新型中面状复合发热材料成品示意图。

具体实施例

请参见附图中图1至图8，具体实施例如下描述：

本实用新型公开了一种复合面状发热材料，该复合面状发热材料包括：复合面状发热材料及连接器组件，复合面状发热材料由以下几个层：下防电流泄漏层32、下多功能密封保护层22、发热层1、远红外发射层、上多功能密封保护层21、上防电流泄漏层31依次叠加并高温热压复合制成。连接器组件由连接器组件基体、连接母端子7、连接公端子8和电源线9组成，连接器组件基体上包含有一对平行的铜片6，该对铜片6与复合面状发热材料的引出铜箔11相适配，该对平行的铜片6与连接母端子7相连接，图4及图5中可以看出，该连接母端子7和连接公端子8相适配，连接公端子8上设有电源线9，与外部主电源线连接。上防电流泄漏层31、上多功能密封保护层21还设有一组对称的小孔，用以引出铜箔。

上防电流泄漏层31、下防电流泄漏层32的长边和宽边大于上多功能密封保护层21和下多功能密封保护层22的各长宽边，所述的发热层1的各长边和宽边小于上多功能密封保护层21和下多功能密封保护层22的各长宽边，上防电流泄漏层31和下防电流泄漏层32以热固性或热塑性聚合物片为基体，热固性或热塑性聚合物可采用聚酯片、聚酰胺片、聚烯烃片、环氧片、聚氨酯片或玻纤片等，上多功能密封保护层21和下多功能密封保护层22的基体上采用淋膜工艺复合一层粘结剂，所述的粘结剂可采用聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨酯胶、环氧胶、聚丙烯酰胺胶等。

进一步的，上防电流泄漏层31、下防电流泄漏层32的长边和宽边大于上多功能密封保护层21和下多功能密封保护层22的各长宽边为15-30MM，所述的发热层1的各长边和宽边小于上多功能密封保护层21和下多功能密封保护层22的各长宽边为15-30MM。

更进一步的，上多功能密封保护层21和下多功能密封保护层22由低熔融温度的聚合物膜和无纺布或纸材复合而成，该低熔融温度的聚合物的熔融温度在60-200℃，低熔融温度的聚合物可采用聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨酯胶、环氧胶、聚丙烯酰胺胶等，无纺布可采用聚酯纤维类无纺布、聚烯烃纤维类无纺布、聚酰胺纤维类无纺布等，而纸材可采用牛皮纸、白板纸等。

发热层1采用具有远红外电热功能的面状材料，该面状材料由碳素材料和面状基体材料组成，该碳素材料复合在该面状基体材料上,所述的碳素材料可采用碳纤维、石墨、碳纳米管、石墨烯、纳米碳纤维等中的一种或多种组合而成，所述的面状基体材料可采用各种膜材料、无纺布类材料或纸质材料。

远红外发射层涂覆在发热层1的表面，是通过在发热层1的表面涂覆由远红外粉体和粘结剂混合而成的溶液，所述的远红外粉体可以采用负离子粉或远红外发射粉，所述的粘结剂可以采用酚醛类树脂、环氧类树脂、聚氨酯类粘结剂、聚丙烯酰胺类粘结剂等。

参见图2及图3，在发热层1的一组长的对称边上，还分别固定设有两条铜箔5，所述固定有铜箔4的发热层1放置在下多功能密封保护层22上，并与下多功能密封保护层22一边相固定，在下多功能密封保护层22的一短边的两端，分别固定设有两条铜箔，发热层1上的铜箔5与下多功能密封保护层22上的铜箔相连呈“L”型。

发热层1上包含智能温度控制系统，该智能温度控制系统通过点焊的方式固定在发热层的铜箔上，所述的智能温度控制系统由温度监测芯片和自动限温元件组成。

请参见图5-图6，连接器组件为薄片状，一组一对平行的铜片6位于连接器组件基体的上端，一组一对平行的铜片6后端与连接母端子7前端相连接。

图7和图8中可以看出，发热层1的引出铜箔11卡接入连接器组件基体后采用热塑工艺处理，固定于复合面状发热材料上。

在使用的时候，只要将连接公端子8与连接器组件基体上的连接母端子7相连，通电后，即可导电发热。

上述内容为本实用新型复合面状发热材料的具体实施例的列举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

Claims (5)

1.一种复合面状发热材料结构，其特征在于，包括：复合面状发热材料及连接器组件；所述的复合面状发热材料由下防电流泄漏层、下多功能密封保护层、发热层、远红外发射层、上多功能密封保护层、上防电流泄漏层依次叠加并高温热压复合制成；

所述的发热层上包含智能温度控制系统；

所述连接器组件由连接器组件基体、连接母端子、连接公端子和电源线组成，所述的连接器组件基体上包含一对平行的铜片，所述的一对平行的铜片与复合面状发热材料的引出铜箔相适配，所述的一对平行的铜片连接于连接母端子，所述的连接母端子和连接公端子相适配，所述的连接公端子上设有电源线，与外部主电源线连接。

2.根据权利要求1所述的一种复合面状发热材料结构，其特征在于，所述的上防电流泄漏层、下防电流泄漏层的长边和宽边大于上多功能密封保护层和下多功能密封保护层的各长宽边，所述的发热层的各长边和宽边小于上多功能密封保护层和下多功能密封保护层的各长宽边。

3.根据权利要求1所述的一种复合面状发热材料结构，其特征在于，在所述的发热层的一组长的对称边上，还分别固定设有两条铜箔，所述固定有铜箔的发热层放置在下多功能密封保护层上，并与所述的下多功能密封保护层一边相固定，在所述的下多功能密封保护层的一短边的两端，分别固定设有两条铜箔，所述的发热层上的铜箔与所述的下多功能密封保护层上的铜箔相连呈“L”型，所述的上防电流泄漏层、上多功能密封保护层还设有一组对称的小孔，用以引出铜箔。

4.根据权利要求1所述的一种复合面状发热材料结构，其特征在于，所述的智能温度控制系统通过点焊的方式固定在发热层的铜箔上，所述的智能温度控制系统由温度监测芯片和自动限温元件组成。

5.根据权利要求1所述的一种复合面状发热材料结构，其特征在于，所述连接器组件为薄片状，一组一对平行的铜片位于所述的连接器组件基体的上端，所述的一组一对平行的铜片后端与所述的连接母端子前端相连接，所述的发热层的引出铜箔卡接入连接器组件基体后采用热塑工艺处理，固定于复合面状发热材料上。