DE2234216B2 - Verfahren zur Herstellung eines starren, durch Elektrizität aufheizbaren Flächenheizelementes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines starren, durch Elektrizität aufheizbaren FlächenheizelementesInfo
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Description
Gegenstand des Hauptpatentes 2151626 ist ein
Verfahren zur Herstellung eines starren, durch Elektrizität aufheizbaren Flächenheizelementes, bestehend aus
einer dünnen, wärmebeständigen, starren, elektrisch isolierenden, die Wärme abgebenden Schicht, die über
einen elektrisch leitfähigen Film, der mit entsprechenden Elektroden und elektrischen Anschlüssen versehen
ist, mit einer dickeren, wärme- und elektrisch isolierenden starren Schicht verbunden ist, wobei man zur
Bildung des elektrisch leitfähigen Films auf die dünne, die Wärme abgebende Schicht eine wäßrige, die
elektrisch leitenden Partikelchen enthaltende Kunststoffdispersion aufbringt, die zusätzlich ein Kaliumöder
Natriumsilikat enthält, und .nach Trocknung des
Films, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 900C und einer Trocknungszeit von etwa 30 Min, und
Anbringen von Elektroden und entsprechenden elektrischen Anschlußstellen die dickere, wärmeisolierende
Polyurethanhartschaumschicht aufbringt, indem man das schaumbildende Reaktionsgemisch direkt mit dem
ίο vorher aufgebrachten elektrisch leitfähigen Film in
Berührung bringt
Für zahlreiche Anwendungsformen von Flächenheizelementen des im Hauptpatent beschriebenen Typs ist
es wünschenswert, ein mechanisch gut formbares
is Material für die wärmeabgebende Schicht zu verwenden,
das vor dem Auftrag des elektrisch leitfähigen Films verformt wird. Ein solches Material ist beispielsweise
dann von Vorteil, wenn dreidimensionale kastenförmige Gebilde oder Rohrhalbschalen beheizt
bzw. als Heizelemente ausgebildet werden sollen. Schichtpreßstoffe müßten bei der Herstellung von
Kästen verleimt werden und besitzen ferner eine nicht ganz befriedigende mechanische Beanspruchbarkeit
und Alterungsbeständigkeit
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes
Flächenheizelement des im Hauptpatent beschriebenen Typs zur Verfügung zu stellen, bei welchem die die
Wärme abgebende Schicht aus einem mechanisch gut verformbaren, mechanisch stark beanspruchbaren,
hochabriebfesten, alterungsbeständigen Material besteht und das darüber hinaus die Wärme besonders gut
weiterleitet und an die Umgebung abgibt, wobei die Verformung dieser wärmeabgebenden Schicht vor dem
Auftrag des elektrisch leitfähigen Films erfolgt
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß als erster Verfahrensschritt zunächst eine wärmebeständige, elektrisch
isolierende, die wärmeabgebende Schicht auf eine starre Metallschicht zwecks Bildung der wärmebeständigen,
starren, elektrisch isolierenden, die Wärme abgebenden Schicht aufgebracht wird, und dann erst das
Verfahren mit dem Aufbringen der Kunststoffdispersion
auf die noch freie Seite der Wärme abgebenden Schicht fortgesetzt wird.
densten Metallblechen, einschließlich verzinkter oder
eloxierter Bleche, bestehen, wobei die Metallbleche die unterschiedlichsten Dicken aufweisen können.
Die auf der dem elektrisch leitfähigen Film zugekehrten Seite der Metallschicht befindliche elektrische
Isolierschicht soll sehr fest auf der Metallschicht haften und eine gute Bindefähigkeit gegenüber dem elektrisch
leitfähigen Film aufweisen. Ferner muß die Isolierschicht aus einem Material mit hohem elektrischen
Isoliervermögen und hoher Spannungsdurchschlagfesdgkeit bestehen.
Vorzugsweise besteht die Isolierschicht aus einem bis zu Temperaturen von 150°C beständigem Material,
insbesondere einem unter Wärmeeinwirkung nicht erweichenden oder sonstige nachteilige Theologische
Eigenschaften aufweisenden und keine Gase entwikkelnden Kunststoff, der zweckmäßig im ausgehärteten
Zustand vorliegt. Von den Kunststoffen werden Epoxydharze, die mittels einer Pulvertechnologie
aufgetragen wurden, am meisten bevorzugt.
*>5 F i g. I zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung
eine perspektivische Ansicht eines Flächenheizelementes in Form einer Rohrhalbschale.
eine Pipeline, welche einen Heizmantel aufweist, der aus
zwei Rohrhalbschalen des vorgenannten Typs gebildet wurde.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das
Flächenheizelement die Form eines Rohres auf, wobei 5 der Rohrkörper die Rolle des Metallbleches übernimmt
Bei dieser Ausfühningsform befindet sich der elektrisch
leitfähige Film (nachstehend als »Heizfilm« bezeichnet) somit direkt auf dem mit Epoxyd-Pulverharz beschichteten
Rohrkörper.
Die in Form von Rohrhalbschalen oder Rohren vorliegenden Flächenheizelemente eignen sich unter
anderem auch als Bsgleitheizung für den Öltransport und sind im Chemie-Anlagenbau einsetzbar.
Das Flächenheizelement ist vollkommen wasserfest und bei Temperaturen bis unterhalb —600C beständig.
Das Flächenheizelement kann ferner für Betriebstemperaturen
bis zu +900C eingesetzt werden. Es ist zumeist für Spannungen von 12,24,42,60 jder 110 Volt
eingerichtet
Metallische Flächenheizelemente werden vorzugsweise nur für Spannungen bis zu 110 Volt verwendet, da
sich zwischen dem Heizfilm und dem Blech mit dem dazwischenliegenden Dielektrikum (elektrische Isolierschicht)
ein Kondensator-System aufbaut, das u. U. zu einem elektrischen Durchschlag fahrt
Nachstehend wird anhand eines Beispiels die Herstellung eines erfindungsgemäßen Flächenheizelementes
erläutert
Ein Metallblech wird gereinigt und anschließend beidseitig mit einem Epoxyd-Pulverharz beschichtet
Die Beschichtung kann beispielsweise nach dem Wirbelsinterverfahren, dem Sprühverfahren oder dem
elektrostatischen Beschichtungsverfahren vorgenommen werden; letzteres Verfahren wird bevorzugt
angewendet
Das beschichtete Blech wird dann zur Aushärtung des Epoxydharzes erhitzt Anschließend werden auf einer
Seite des beschichteten Blechs Elektroden angebracht Für geringe Betriebsspannungen, z. B. von 12 bis 42 Volt
(Stromfluß über 2 Ampere) werden versilberte oder vergoldete Kupferbänder direkt auf die Epoxydharzschicht
aufgeklebt Dabei werden Klebstoffe verwendet, die kein Aceton oder Methyläthvlketon enthalten. Für
geringere Ströme (Stromfluß weniger als 2 Ampere) können die Elektroden durch Auftragen von Flüssigsilberlack
hergestellt werden. Der elektrische Widerstand entlang einer Elektrode soll 1 Ohm nicht überschreiten.
Nachdem die Elektroden aufgebracht wurden, wird der Heizfilm, wie im Hauptpatent beschrieben, aufgespritzt
und bei erhöhter Temperatur getrocknet Der Heizfilm soll beide Elektroden überlappen. Danach
werden die Elektroden durch Klemmen oder Löten mit Anschlußdrähten verbundea Schließlich wird das
gesamte System nach einer der im Hauptpatent beschriebenen Methoden mit Polyurethan-Hartschaum
eingeschäumt
Das nachstehende Beispiel erläutert ferner die Erfindung.
Es wird ein Eisenblech mit Trichloräthylen gereinigt
und anschließend nach dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren beschichtet Das Pulverharz wird in
einer so bemessenen Menge aufgetragen, daß die fertige Schicht eine Dicke von etwa 100 μ aufweist Anschließend
wird das beschichtete Blech 80 Sek. in einem Heizofen auf 200° C erhitzt wobei das Epoxydharz zu
einem homogenen Film aushärtet
Danach werden auf der einen Seite des Eisenbleches direkt auf die Epoxydharzbeschichtung versilberte oder
vergoldete Kupferbänder als Elektroden aufgeklebt Anschließend wird der Heizfilm, wie im Hauptpatent
beschrieben, derart aufgespritzt, daß er beide Elektroden
überlappt Der Heizfilm wird dann 15 Min. bei 8O0C
getrocknet
Nach dem Verbinden der Anschlußdrähte mit den Elektroden durch Klemmen oder Löten wird das
gesamte System, wie im Hauptpatent beschrieben, mit Polyurethan-Hartschaum eingeschäumt
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung eines starren, durch
Elektrizität aufheizbaren Flächenheizelementes, bestehend
aus einer dünnen, wärmebeständigen, starren, elektrisch isolierenden, die Wärme abgebenden
Schicht, die über einen elektrisch leitfähigen Film, der mit entsprechenden Elektroden und
elektrischen Anschlüssen versehen ist, mit einer dickeren, wärme- und elektrisch isolierenden starren
Schicht verbunden ist, wobei man zur Bildung des elektrisch leitfähigen Films auf die dünne, die
Wärme abgebende Schicht eine wäßrige, die elektrisch leitenden Partikelchen enthaltende Kunststoffdispersion
aufbringt, die zusätzlich ein Kaliumoder Natriumsilikat enthält und nach Trocknung des
Films, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa
90° C und einer Trocknungszeit von etwa 30 Mio,
und Anbringen von Elektroden und entsprechenden elektrischen Anschlußstellen die dickere, wärmeisolierende
Polyurethanhartschaumschicht aufbringt, indem man das schaumbildende Reaktionsgemisch
direkt mit dem vorher aufgebrachten, elektrisch leitfähigen Film in Berührung bringt, nach Patent
2151626, dadurch gekennzeichnet, daß
als erster Verfahrensschritt zunächst eine wärmebeständige, elektrisch isolierende, die wärmeabgebende
Schicht auf eine starre Metallschicht zwecks Bildung der wärmebeständigen, starren, elektrisch
isolierenden die Wärme abgebenden Schicht aufgebracht wird, und dann erst das Verfahren mit dem
Aufbringen der Kunststoffdispersion auf die noch freie Seite der Wärme abgebenden Schicht fortgesetzt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die wärmeabgebende Schicht bis zu Temperaturen von 150° C beständig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeabgebende Schicht
Epoxydharz verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebende
Schicht in einer gleichmäßigen Mindestdicke von 70 μ auf der Metallschicht aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht die
Form eines längsgeteilten Rohres aufweist, auf dem außen die weiteren Schichten in entsprechender
Längsteilung aufgebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht die
Form eines ungeteilten Rohres aufweist, auf dem außen die weiteren Schichten aufgebracht werden.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |