CN208190950U - 一种负离子集成电热板 - Google Patents

Abstract

一种负离子集成电热板，包括发热元件(1)、绝缘层(2)、保温层(3)、防潮层(4)、散热基材层(5)以及含有电气石颗粒的UV光油层(6)；其中，所述的发热元件(1)包裹于绝缘层(2)中，且在绝缘层中均匀排列；所述的绝缘层(2)外面包裹有保温层(3)，所述的保温层外面包裹有防潮层(4)，所述的防潮层(4)外面包裹有散热基材层(5)，所述的散热基材层(5)外表面涂覆有含有电气石颗粒的UV光油层(6)；所述的带电气石颗粒的UV光油层6中，电气石颗粒的粒径4000‑6000目。所述的负离子集成电热板能够同时提供室内采暖并能够净化室内PM2.5。

Description

一种负离子集成电热板

技术领域

本实用新型集成电热板领域，具体涉及一种负离子集成电热板，尤其是涉及一种能够降低室内PM2.5的负离子集成电热板。

背景技术

电热板是电采暖领域常用的产品。电热板的典型应用有电热墙板、电热炕板、电热地板等。电热板作为一种新型取暖形式，内设电热丝发热，采用通电发热的形式来进行供暖，代替了过去的暖气。相比于传统的暖气取暖，用电热板取暖的优势：1、供暖方便，随时用随时通电，可任意设定温度，只需5分钟即可达到需求供暖温度。2、健康环保，无公害、元异味、无任何环境污染。3、电热板特有的散发红外线可调节人体健康。4、半永久性，可以挪走再使用。5、从长久角度看，更节省了经济资源。

我国大气污染已经从上世纪煤烟型污染演变为区域性、复合型大气污染，成为全球气溶胶污染最为严重的地区，PM2.5年均浓度已超过70ug/m³，超过国家标准的2倍以上，高于WHO指导值的7倍以上。PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，是由直接排入空气中的微粒和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次微粒组成。城市大气中PM2.5的来源和生成过程十分复杂，包括：各种燃烧过程，如煤炭燃烧、石油燃烧和机动车尾气等的直接排放；大气化学反应的″二次生成过程″，如NOx和VOCs在大气中生成的光化学微粒，SO₂和NO_x在大气中生成的硫酸盐、硝酸盐微粒等。

由于室外空气环境的恶化，室内空气环境也随之恶化。人的一生约有80％的时间是在室内度过的，因此室内环境质量的好坏直接影响到人体健康。尤其是，秋冬季节时，室内环境具备采暖、保温的需要，开窗较少，导致室内空气愈发严重。

净化室内空气有多中方法，其中的负离子技术又称单极离子流技术，其生成的负离子流，吸附空气中带正电荷的悬浮颗粒物，使颗粒物不断聚积变重，致其脱离气溶状态而沉降。负离子空气净化器利用空气弥漫性的特点使整个房间都充满负离子，能够快速除尘降尘，不留死角，净化作用较为彻底。

电气石(tourmaline)是一种多元素的天然矿物，主要化学成分是SiO₂TiO₂CaO K₂OLiO Al₂O₃B₂O₃MgO Na₂O Fe₂O₃FeO MnO P₂O₅，电气石主要成分有镁、铝、铁、硼等10多种对人体有利的微量元素。电气石的摩氏硬度7-7.5，比重2.98-3.20；有压电性和热电性。电气石是一种结构特殊的极性结晶体，自身能长期产生电离子，并永久释放空气负离子和远红外线。电气石粉是把电气石原矿经过去除杂质后，经过机械粉碎得到的粉体。

现有技术中并没有同时解决室内采暖和净化室内颗粒物的有效的手段，目前已有的方法存在净化效果差、净化效果不持久、存在二次污染、价格昂贵等技术问题，因此开发一种兼顾采暖和净化颗粒物的设备是所属技术领域中一项重要的研究内容。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种负离子集成电热板，具体是一种能够降低室内PM2.5的负离子集成电热板。

本实用新型公开的负离子集成电热板能够同时提供室内采暖并能够净化室内颗粒物，使用方便，净化效果好且持久，具备较高的经济价值，值得广泛推广。

本实用新型的第一个方面公开了一种负离子集成电热板，其技术方案如下。

一种负离子集成电热板，尤其是一种能够降低室内PM2.5的负离子集成电热板；包括，发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以及含有电气石颗粒的UV光油层6；

其中，所述的发热元件1包裹于绝缘层2中，且在绝缘层中均匀排列；所述的绝缘层2外面包裹有保温层3，所述的保温层外面包裹有防潮层4，所述的防潮层4外面包裹有散热基材层5，所述的散热基材层5外表面涂覆有含有电气石颗粒的UV光油层6；

所述的发热元件1一端连接发热元件第一外界引线1-1，另一端连接发热元件第二外界引线1-2，所述的发热元件第一外界引线1-1和发热元件第二外界引线1-2分别连接电源的两极。

优选的，所述的发热元件1是电热合金丝或碳纤维发热丝中的一种或两种；根据应用需要，可以调整发热元件的长度、直径、电阻、发热功率等影响发热效率的参数。

优选的，所述的绝缘层2包括上绝缘层和下绝缘层，所述的发热元件1位于上绝缘层和下绝缘层之间；所述的上绝缘层和/或下绝缘层中具有容纳发热元件的沟槽，所述的发热元件1位于所述的沟槽内。

优选的，所述的保温层3为保温泡沫层。

优选的，所述的防潮层4为聚丙烯层。

优选的，所述的散热基材层5是金属板或者有机聚合物层。

优选的，所述的金属板是钢板或合金板中的一种或者两种。

优选的，所述的有机聚合物层是聚乙烯板、聚丙烯板、PVC板、竹木纤维板中的一种或者多种。

优选的，所述的带电气石颗粒的UV光油层6中，电气石颗粒的粒径4000-6000目。

本实用新型第二个方面公开了所述的一种负离子集成电热板的制备方法，技术方案如下。

一种负离子集成电热板的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)、组装发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以形成电热板；

步骤(2)、制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料，

其中，所述的功能性UV光油涂料包括UV光油；电气石超细粉末的粒径为4000-6000目；以功能性UV光油涂料的总质量计算，电气石超细粉末的质量分数为5-15％，特别优选为8-12％；

(3)、将步骤(2)制备的功能性UV光油涂料均匀涂覆在步骤(1)的电热板的散热基材层5上，固化后形成有带电气石颗粒的UV光油层，UV光油层的厚度为30-500μm，即制备得到所述的负离子集成电热板。

优选的，步骤(2)的制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料方法具体是：将电气石原料研磨至4000-6000目，得到电气石超细粉末，将所述的电气石超细粉末加入到UV光油中，之后一并加入到研磨机继续研磨，得到所述的功能性UV光油涂料。

优选的，对研磨后的电气石超细粉末进行表面改性之后再加入到UV光油中；以提高电气石颗粒表面与UV光油的界面相容性；其中，表面改性方法为：

将研磨后的超细粉末在马弗炉中以300-450℃的煅烧温度煅烧1-3h，冷却后于质量分数为0.01-1％的盐酸溶液中浸泡1-6小时，过滤取出，用去离子水洗涤至中性，再放入马弗炉内以500-750℃的煅烧温度下煅烧0.5-2h，自然冷却至室温，备用；上述提纯处理后的电气石粉末具有更高的负离子产生量和远红外发射率；

将γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅加入到正庚烷中，配置成改性剂溶液，其中，γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅与正庚烷的质量比例为1-3∶5-10；

将自然冷却至室温的超细粉末升温至50-65℃，在搅拌条件下保温0.5-1h，然后将改性剂溶液雾化喷入超细粉末，继续在搅拌条件下保温1-2h，待正庚烷挥发后，自然冷却，即得到改性的电气石超细粉末；其中，超细粉末与改性剂溶液的质量比例为10∶1-5。

优选的，所述的功能性UV光油涂料还包括，以功能性UV光油涂料总质量计算，5-25％的稀释剂乙二醇、1-5％的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、1-3％的引发剂2，2-二甲氧基苯基苯乙酮、1-3％的成膜剂丙二醇丁醚以及1-2％的流平剂羧甲基纤维素；其中，余量为UV光油。

优选的，所述的步骤(2)的制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料方法具体是：将电气石原料研磨至4000-6000目，进行表面改性，得到电气石超细粉末，将所述的电气石超细粉末以及稀释剂、交联剂、引发剂、成膜剂丙二醇丁醚、流平剂按照比例加入到UV光油中，之后一并加入到研磨机继续研磨，得到所述的功能性UV光油涂料。

优选的，步骤(3)中涂覆方式为静电涂装、空气喷涂、无气喷涂、或辊、刷子涂覆。

本实用新型的第三个方面公开了上述的一种负离子集成电热板的应用，用于地暖、炕暖、墙暖形式，或者用于制作取暖画。

本实用新型的技术方案具备突出的实质性特点并取得了显著的技术效果。

本实用新型创造性地在电热板中涂覆了含有电气石颗粒的UV光油涂料，该涂料在光照下固化快、固化效果好，成膜稳定。尤其是，本实用新型中，发明人创造性地将4000-6000目的电气石颗粒加入到UV光油中，进而涂覆在电热板表面形成UV光油层，得到集成电热板，当电热板通电加热后(例如，35-45℃)，UV光油层中的电气石颗粒被加热进而释放出释放较高浓度负离子，该负离子吸附空气中带正电荷的悬浮颗粒物，使颗粒物不断聚积变重，致其脱离气溶状态而沉降，从空气中掉落，在加热的同时降低了空气中雾霾颗粒的浓度，能够快速除尘降尘，不留死角，净化作用较为彻底，改善室内空气环境，提高舒适度，避免了呼吸系统疾病的产生，保证了人体的健康。

本实用新型创造性的使用γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅作为表面修饰剂修饰了电气石颗粒的表面，改善了电气石颗粒与UV光油的界面性质，具有独特空间结构及表面的活性基团和键合点，能改善树UV光油中的网络结构，使得电气石颗粒在UV光油中分散更均匀，避免了电气石颗粒的团聚效应，尤其是，电气石颗粒与γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅部分分解产生的硅粒子相互作用，提高了释放负离子的能力，起到了协同增效的作用，这是本申请意外的发现，具备预料不到的技术效果。

本实用新型的优选方案中，在制备功能性UV光油涂料时加入了5-25％的稀释剂乙二醇、1-5％的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，1-3％的引发剂2，2-二甲氧基苯基苯乙酮、1-3％的成膜剂丙二醇丁醚、1-2％的流平剂羧甲基纤维素，提高了功能性UV光油涂料的可涂覆性能、固化性能、成膜稳定性能，取得了显著的涂覆成膜效果。

综上，本实用新型公开的负离子集成电热板能够同时提供室内采暖并能够净化室内PM2.5，当UV光油层中的电气石颗粒被加热时释放出释放较高浓度负离子，使PM2.5不断聚积变重，致其脱离气溶状态而沉降。本实用新型的负离子集成电热板使用方便，净化效果好且持久，具备较高的经济价值。

附图说明

图1是本实用新型一种集成电热板的结构示意图。

图1中，相应的附图标记表示的是：

发热元件1，

绝缘层2，

保温层3，

防潮层4，

散热基材层5，

电气石颗粒的UV光油层6，

第一外界引线1-1

第二外界引线1-2。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例进一步详述本实用新型的技术方案。

实施例1

结合图1，一种负离子集成电热板，包括，发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以及含有电气石颗粒的UV光油层6；其中，所述的发热元件1包裹于绝缘层2中，且在绝缘层中均匀排列；所述的绝缘层2外面包裹有保温层3，所述的保温层外面包裹有防潮层4，所述的防潮层4外面包裹有散热基材层5，所述的散热基材层5外表面涂覆有含有电气石颗粒的UV光油层6；所述的发热元件1一端连接发热元件第一外界引线1-1，另一端连接发热元件第二外界引线1-2，所述的发热元件第一外界引线1-1和发热元件第二外界引线1-2分别连接电源的两极。

实施例2

结合图1，本实施例的一种能够降低室内PM2.5的负离子集成电热板；包括，发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以及含有电气石颗粒的UV光油层6；其中，所述的发热元件1包裹于绝缘层2中，且在绝缘层中均匀排列；所述的绝缘层2外面包裹有保温层3，所述的保温层外面包裹有防潮层4，所述的防潮层4外面包裹有散热基材层5，所述的散热基材层5外表面涂覆有含有电气石颗粒的UV光油层6；所述的发热元件1一端连接发热元件第一外界引线1-1，另一端连接发热元件第二外界引线1-2，所述的发热元件第一外界引线1-1和发热元件第二外界引线1-2分别连接电源的两极。

本实施例中，所述的发热元件1可以是电热合金丝或碳纤维发热丝中的一种或两种；根据应用需要，可以调整发热元件的长度、直径、电阻、发热功率等影响发热效率的参数。

本实施例中，为了均匀包裹发热元件，设置所述的绝缘层2包括上绝缘层和下绝缘层，所述的发热元件1位于上绝缘层和下绝缘层之间；所述的上绝缘层和/或下绝缘层中具有容纳发热元件的沟槽，所述的发热元件1位于所述的沟槽内。

本实施例中，所述的保温层3为保温泡沫层。所述的防潮层4为聚丙烯层。所述的散热基材层5是金属板或者有机聚合物层。所述的金属板是钢板或合金板中的一种或者两种。所述的有机聚合物层是聚乙烯板、聚丙烯板、PVC板、竹木纤维板中的一种或者多种。

本实施例中，所述的带电气石颗粒的UV光油层6中，电气石颗粒的粒径4000-6000目，具备更高效的挥发负离子的能力，进而具备更好的去除PM2.5的性能。

实施例3

一种负离子集成电热板的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)、组装发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以形成电热板；

步骤(2)、制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料，

其中，所述的功能性UV光油涂料包括UV光油；电气石超细粉末的粒径为4000目；以功能性UV光油涂料的总质量计算，电气石超细粉末的质量分数为8％；

(3)、将步骤(2)制备的功能性UV光油涂料均匀涂覆在步骤(1)的电热板的散热基材层5上，固化后形成有带电气石颗粒的UV光油层，UV光油层的厚度为50μm，即制备得到所述的负离子集成电热板。

实施例4

一种负离子集成电热板的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)、组装发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以形成电热板；

步骤(2)、制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料，

其中，所述的功能性UV光油涂料包括UV光油；电气石超细粉末的粒径为6000目；以功能性UV光油涂料的总质量计算，电气石超细粉末的质量分数为12％；

(3)、将步骤(2)制备的功能性UV光油涂料均匀涂覆在步骤(1)的电热板的散热基材层5上，固化后形成有带电气石颗粒的UV光油层，UV光油层的厚度为500μm，即制备得到所述的负离子集成电热板。本实施例中，步骤(2)的制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料方法具体是：将电气石原料研磨至6000目，得到电气石超细粉末，将所述的电气石超细粉末加入到UV光油中，之后一并加入到研磨机继续研磨，得到所述的功能性UV光油涂料。

为了提高电气石颗粒表面与UV光油的界面相容性，本实施例对研磨后的电气石超细粉末进行表面改性之后再加入到UV光油中；其中，表面改性方法为：

将研磨后的超细粉末在马弗炉中以350℃的煅烧温度煅烧1h，冷却后于质量分数为0.01％的盐酸溶液中浸泡2小时，过滤取出，用去离子水洗涤至中性，再放入马弗炉内以600℃的煅烧温度下煅烧0.6h，自然冷却至室温，备用；

将γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅加入到正庚烷中，配置成改性剂溶液，其中，γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅与正庚烷的质量比例为1∶5；

将自然冷却至室温的超细粉末升温至50℃，在搅拌条件下保温0.5h，然后将改性剂溶液雾化喷入超细粉末，继续在搅拌条件下保温1h，待正庚烷挥发后，自然冷却，即得到改性的电气石超细粉末；其中，超细粉末与改性剂溶液的质量比例为10∶1。

此外，本实施例中的所述的功能性UV光油涂料还包括，以功能性UV光油涂料总质量计算，5-25％的稀释剂乙二醇、1-5％的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、1-3％的引发剂2，2-二甲氧基苯基苯乙酮、1-3％的成膜剂丙二醇丁醚以及1-2％的流平剂羧甲基纤维素。

实施例5

一种负离子集成电热板的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)、组装发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以形成电热板；

步骤(2)、制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料，

将电气石原料研磨至5000目，进行表面改性，得到电气石超细粉末，将所述的电气石超细粉末以及稀释剂、交联剂、引发剂、成膜剂丙二醇丁醚、流平剂按照比例加入到UV光油中，之后一并加入到研磨机继续研磨，得到所述的功能性UV光油涂料；

其中，所述的功能性UV光油涂料包括UV光油；以功能性UV光油涂料的总质量计算，5-15％的电气石超细粉末的质量分数为、5-25％的稀释剂乙二醇、1-5％的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、1-3％的引发剂2，2-二甲氧基苯基苯乙酮、1-3％的成膜剂丙二醇丁醚以及1-2％的流平剂羧甲基纤维素；

其中，表面改性方法为：

将研磨后的超细粉末在马弗炉中以450℃的煅烧温度煅烧3h，冷却后于质量分数为1％的盐酸溶液中浸泡6小时，过滤取出，用去离子水洗涤至中性，再放入马弗炉内以750℃的煅烧温度下煅烧2h，自然冷却至室温，备用；上述提纯处理后的电气石粉末具有更高的负离子产生量和远红外发射率；

将γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅加入到正庚烷中，配置成改性剂溶液，其中，γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅与正庚烷的质量比例为3∶10；

将自然冷却至室温的超细粉末升温至65℃，在搅拌条件下保温1h，然后将改性剂溶液雾化喷入超细粉末，继续在搅拌条件下保温2h，待正庚烷挥发后，自然冷却，即得到改性的电气石超细粉末；其中，超细粉末与改性剂溶液的质量比例为10∶5。

(3)、将步骤(2)制备的功能性UV光油涂料均匀涂覆在步骤(1)的电热板的散热基材层5上，固化后形成有带电气石颗粒的UV光油层，UV光油层的厚度为460μm，即制备得到所述的负离子集成电热板。

本实施例中，步骤(3)中涂覆方式为静电涂装、空气喷涂、无气喷涂、或辊、刷子涂覆。

实施例6

一种负离子集成电热板的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)、组装发热元件1、绝缘层2、保温层3、防潮层4、散热基材层5以形成电热板；

步骤(2)、制备含有电气石超细粉末的功能性UV光油涂料，

将电气石原料研磨至6000目，进行表面改性，得到电气石超细粉末，将所述的电气石超细粉末以及稀释剂、交联剂、引发剂、成膜剂丙二醇丁醚、流平剂按照比例加入到UV光油中，之后一并加入到研磨机继续研磨，得到所述的功能性UV光油涂料；

其中，所述的功能性UV光油涂料包括UV光油；以功能性UV光油涂料的总质量计算，10％的电气石超细粉末的质量分数为、10％的稀释剂乙二醇、2％的交联剂乙二醇二缩水甘油醚、2％的引发剂2，2-二甲氧基苯基苯乙酮、3％的成膜剂丙二醇丁醚以及1％的流平剂羧甲基纤维素；

其中，表面改性方法为：

将研磨后的超细粉末在马弗炉中以300℃的煅烧温度煅烧3h，冷却后于质量分数为0.05％的盐酸溶液中浸泡6小时，过滤取出，用去离子水洗涤至中性，再放入马弗炉内以750℃的煅烧温度下煅烧2h，自然冷却至室温，备用；上述提纯处理后的电气石粉末具有更高的负离子产生量和远红外发射率；

将γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅加入到正庚烷中，配置成改性剂溶液，其中，γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅与正庚烷的质量比例为2∶7；

将自然冷却至室温的超细粉末升温至55℃，在搅拌条件下保温0.8h，然后将改性剂溶液雾化喷入超细粉末，继续在搅拌条件下保温1-2h，待正庚烷挥发后，自然冷却，即得到改性的电气石超细粉末；其中，超细粉末与改性剂溶液的质量比例为10∶1。

(3)、将步骤(2)制备的功能性UV光油涂料均匀涂覆在步骤(1)的电热板的散热基材层5上，固化后形成有带电气石颗粒的UV光油层，UV光油层的厚度为100μm，即制备得到所述的负离子集成电热板。

实施例1-2的一种负离子集成电热板以及实施例3-6制备的一种负离子集成电热板可以用于地暖、炕暖、墙暖形式，或者用于制作取暖画。当UV光油层中的电气石颗粒被加热时释放出释放较高浓度负离子，使PM2.5不断聚积变重，致其脱离气溶状态而沉降。

Claims (5)

1.一种负离子集成电热板，其特征在于，包括发热元件(1)、绝缘层(2)、保温层(3)、防潮层(4)、散热基材层(5)以及含有电气石颗粒的UV光油层(6)；

所述的发热元件(1)包裹于绝缘层(2)中，且在绝缘层中均匀排列；所述的绝缘层(2)外面包裹有保温层(3)，所述的保温层外面包裹有防潮层(4)，所述的防潮层(4)外面包裹有散热基材层(5)，所述的散热基材层(5)外表面涂覆有含有电气石颗粒的UV光油层(6)。

2.根据权利要求1所述的一种负离子集成电热板，其特征在于，所述的发热元件(1)一端连接发热元件第一外界引线(1-1)，另一端连接发热元件第二外界引线(1-2)，所述的发热元件第一外界引线和发热元件第二外界引线分别连接电源的两极。

3.根据权利要求1或2所述的一种负离子集成电热板，其特征在于，所述的绝缘层包括上绝缘层和下绝缘层，所述的发热元件位于上绝缘层和下绝缘层之间；所述的上绝缘层和/或下绝缘层中具有容纳发热元件的沟槽，所述的发热元件位于所述的沟槽内。

4.根据权利要求1或2所述的一种负离子集成电热板，其特征在于，所述的散热基材层是金属板或者有机聚合物层；所述的金属板是钢板或合金板中的一种或者两种；所述的有机聚合物层是聚乙烯板、聚丙烯板、PVC板、竹木纤维板中的一种或者多种。

5.根据权利要求1或2所述的一种负离子集成电热板，其特征在于，所述的含有电气石颗粒的UV光油层中，电气石颗粒的粒径4000-6000目；所述的含有电气石颗粒的UV光油层的厚度为30-500μm。