CN210725383U - 一种自限温电热膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自限温电热膜，包括：保温层、发热层及均热层，发热层位于保温层之上；均热层位于发热层之上；其中，均热层采用横向导热系数为600～3000W/(m·K)的导热材料。本实用新型的自限温保温膜，通过结合三层结构的设计，提高了能量利用效率，达到很好的保温效果，同时克服了现有自限温保温膜的缺陷，能够避免被覆盖区域的温度过度聚集。该自限温保温膜使用寿命长，自限温效果理想，结构简单，具有良好的工业化应用前景。

Description

一种自限温电热膜

技术领域

本实用新型涉及电热膜领域，具体涉及自限温电热膜。

背景技术

电热膜分低温辐射电热膜、中温辐射电热膜及高温辐射电热膜，中温辐射电热膜和高温辐射电热膜大多应用于工业领域，而低温辐射电热膜主要应用于电热地暖、可穿戴发热服等家居生活领域，但是由于利用电热转换获取热量的方式为恒功率发热方式，一旦被覆盖，被覆盖区域的热量不能被散出去，温度会不断升高而产生安全隐患。而具有自限温功能的电热膜，当表面有遮盖物时，被覆盖部位的温度不会无休止的升高。

目前实现自限温功能的电热膜主要是向高分子基材料中加入导电填料，在低温状态下，高分子基材的比较致密，纳米导电填料之间能够形成良好的导电通路，通电后，由于电热之间的能量转换，高分子基材的温度升高，逐渐膨胀，使得导电填料之间的距离拉大，低温状态下形成的导电通路慢慢被切断，导致整个电热膜的电阻升高，功率降低，从而实现自限温的功能。

但是，为了能够很好的实现导电通路的通断状态，在发热层中需要增大高分子基材的含量，降低导电填料的含量，这导致发热膜层的方阻非常大，只能通过增加电极的方式，降低电极之间的距离，进而降低整体的电阻，但是目前的电路电极主要是银浆电极，价格较高。

此外高分子基材的在不断的冷热膨胀过程中，分子链更容易断裂，长时间、多次数的重复冷热交替会严重影响其使用寿命，进而导致电热膜的使用寿命降低。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种自限温电热膜，以解决现有自限温电热膜安全隐患高、制造价格高、使用寿命短等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种自限温电热膜，包括：保温层、发热层及均热层，发热层位于保温层之上；均热层位于发热层之上；其中，均热层采用横向导热系数为600～3000W/(m·K)的导热材料。

根据本实用新型的一个实施方式，导热材料为石墨膜、石墨烯膜、铜箔或铝箔。

根据本实用新型的一个实施方式，发热层自下而上包括下绝缘保护层、导电层和上绝缘保护层。

根据本实用新型的一个实施方式，均热层与上绝缘保护层之间，及保温层与下绝缘保护层之间通过粘结剂连接。

根据本实用新型的一个实施方式，保温层采用导热系数不超过0.12W/(m ·K)的保温材料。

根据本实用新型的一个实施方式，保温层为橡塑保温膜。

根据本实用新型的一个实施方式，导电层为导电碳层、导电石墨烯层或镍合金电阻线层。

根据本实用新型的一个实施方式，保温层的厚度为1cm～3cm，均热层的厚度为0.1mm～1mm。

由上述技术方案可知，本实用新型提出的自限温保温膜的优点和积极效果在于：

本实用新型提出的自限温保温膜，结合了三层结构的设计，以最下层的保温层阻挡热量向下传递，降低了能量的损失；以最上层的均热材料使中间的发热层产生的热量更加均匀的传递至表面，提高了能量利用效率。当材料表面有遮盖物时，被覆盖部位的热量被均热层快速地传递至周围区域，表面温度越高，传递速率越快，进而避免被覆盖区域表面温度无限制的升高，起到自限温的效果。本实用新型的自限温保温膜，其结构设计简单合理，工艺简单且相对于具有高分子基材发热层的保温膜，使用寿命大大提高，有良好的工业化应用前景。

附图说明

以下附图用于提供对本实用新型的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型一个实施方式的自限温保温膜的结构示意图。

具体实施方式

以下内容提供了不同的实施例或范例，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本实用新型。在本实用新型中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应当被视为在本文中具体公开。

图1示出了本实用新型一个实施方式的自限温电热膜的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的自限温电热膜，包括：保温层100、发热层200 及均热层300，发热层200位于保温层100之上；均热层300位于发热层200 之上；其中，均热层300采用横向导热系数为600～3000W/(m·K)的导热材料。

根据本实用新型，现有的自限温电热膜要么会产生被覆盖区域的热量不能被散出去，温度会不断升高而产生安全隐患的问题，要么会存在使用寿命低的问题。而本实用新型采用的自限温电热膜，其通过三层结构的设计，以最下层的保温层阻挡热量向下传递，降低了能量的损失；以最上层的均热材料使中间的发热层产生的热量更加均匀的传递至表面，提高了能量利用效率。当材料表面有遮盖物时，被覆盖部位的热量被均热层快速地传递至周围区域，表面温度越高，传递速率越快，进而避免被覆盖区域表面温度无限制的升高，起到自限温的效果。此外，相对于具有高分子基材发热层的保温膜，使用寿命大大提高，有良好的工业化应用前景。

在一些实施例中，前述的均热层300的导热材料为石墨膜、石墨烯膜、铜箔或铝箔等具有良好导热性能的材料。优选地，为石墨膜，因为石墨膜强度高，在使用过程中不容易出现褶皱，价格便宜，并且石墨膜的黑度大，更容易吸收而不是反射热量。这些材料具有良好的导热效果，可将被覆盖部位的热量迅速的传递，以免表面温度无限制的升高，保证了电热膜良好的自限温效果。

发热层200为能够将电能转化成热能的电热膜，在一些实施例中，发热层200自下而上依次包括下绝缘保护层201、导电层202和上绝缘保护层203。上绝缘保护层和下绝缘保护层的材料包括但不限于聚酰亚胺薄膜、聚脂薄膜等，但本实用新型不限于此。优选地，为聚脂薄膜。

在一些实施例中，导电层202为使用丝印、凹印、柔印、涂布等方式成型的导电碳层、导电石墨烯层或经过排列后的镍合金电阻线等。均热层与发热层的上绝缘保护层之间使用粘结剂进行粘合，通过覆膜机或压辊机压平，并排除其中的空气。例如，均热层300通过覆膜机将带有粘结剂的一面覆在发热层200的上绝缘保护层203上，并排出两层之间的空气。

在一些实施例中，保温层100采用具有良好保温效果的柔性材料，优选地，采用导热系数不超过0.12W/(m·K)的保温材料，更优选地，为橡塑保温膜。保温层100与发热层的下绝缘保护层之间使用粘结剂进行粘合，通过覆膜机或压辊机压平，并排除其中的空气。例如，保温层100通过覆膜机将带有粘结剂的一侧覆在发热层200的下绝缘保护层201上，并排出两层之间的空气。

在一些实施例中，保温层100的厚度为1cm～3cm，均热层300的厚度为 0.1mm～1mm。

根据本实用新型，当对电热膜接通电源后，发热层200的导电层202会将电能转换成热能，由于热温差的原因向上下两侧传递，其中向下传递的热量在传递的过程中，遇到保温层100后不能被很好的继续传递，因此会使下层温度继续升高，当升高到一定温度后，发热层200向下传递的热量与保温层100向上反射的热量达到平衡，此时不会有多余的热量继续向下传递，起到很好的保温效果，降低了热量的散失。

进一步地，由于均热层300具有非常好的热传递效果，发热层200产生的热量与保温层100反射的热量向上传递至均热层300后，热量被均热层300 迅速的传递至温度较低的区域，因此使材料的表面温度更均匀，能够增加热量的利用效率。

此外，当材料表面被覆盖时，发热层200产生的热量与保温层100反射的热量向上传递至均热层300后，热量不能向外辐射，导致此区域的温度升高，与周围区域形成热温差，此时由于均热层300具有良好的导热性能，会将热量迅速传到至周围低温区域，避免本区域的温度过度聚集，起到自限温的功能。

下面通过具体的实施例说明本实用新型，但是本实用新型并不因此而受到任何限制。

实施例1

提供石墨膜作为均热层，聚酯薄膜作为上绝缘保护层和下绝缘保护层，导电石墨烯浆料作为导电层，橡塑保温膜作为保温层。

首先将前述的上绝缘保护层、导电层和下绝缘保护层依次层叠形成发热层。然后将均热层通过覆膜机将带有粘结剂的一面覆在发热层的上绝缘保护层上，并排出两层之间的空气。最后，将保温层通过覆膜机将带有粘结剂的一侧覆在发热层的下绝缘保护层上，即形成本实用新型的自限温保温膜。

对该自限温保温膜进行通电发热测试，30分钟后，表面温度为40～50℃，与高分子基材的发热膜相似。

将该自限温保温膜的表面用挤塑板覆盖一小部分区域，对其进行通电发热测试，30分钟后，测试该区域的最高温度为85℃。与现有的高分子基材的发热膜对比，经通电发热覆盖测试后，本实用新型的自限温保温膜的最高表面温度低15℃～20℃，使用时更加安全。

可见，本实用新型的自限温保温膜，通过结合三层结构的设计，提高了能量利用效率，达到很好的保温效果，同时克服了现有自限温保温膜的缺陷，能够避免被覆盖区域的温度过度聚集。相比于高分子基材的保温膜，其使用寿命更长，自限温效果更理想。

本领域技术人员应当注意的是，本实用新型所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本实用新型的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本实用新型不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种自限温电热膜，其特征在于，包括：

保温层，

发热层，发热层位于所述保温层之上；

均热层，所述均热层位于所述发热层之上；

其中，所述均热层采用横向导热系数为600～3000W/(m·K)的导热材料。

2.根据权利要求1所述的自限温电热膜，其特征在于，所述导热材料为石墨膜、石墨烯膜、铜箔或铝箔。

3.根据权利要求1所述的自限温电热膜，其特征在于，所述发热层自下而上包括下绝缘保护层、导电层和上绝缘保护层。

4.根据权利要求3所述的自限温电热膜，其特征在于，所述均热层与所述上绝缘保护层之间，及所述保温层与所述下绝缘保护层之间通过粘结剂连接。

5.根据权利要求1所述的自限温电热膜，其特征在于，所述保温层采用导热系数不超过0.12W/(m·K)的保温材料。

6.根据权利要求5所述的自限温电热膜，其特征在于，所述保温层为橡塑保温膜。

7.根据权利要求3所述的自限温电热膜，其特征在于，所述导电层为导电碳层、导电石墨烯层或镍合金电阻线层。

8.根据权利要求1所述的自限温电热膜，其特征在于，所述保温层的厚度为1cm～3cm，所述均热层的厚度为0.1mm～1mm。

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