本發(fā)明涉及電熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種電熱器發(fā)熱部件，以及該部件的制作工藝和電熱器本身。

背景技術(shù)：

相較于傳統(tǒng)的導(dǎo)電發(fā)熱材料（如金屬導(dǎo)體材料），近年來被研發(fā)出來的電熱膜由于其具備電熱轉(zhuǎn)換效率高，使用壽命長(zhǎng)，且其會(huì)發(fā)射出遠(yuǎn)紅外線等的優(yōu)點(diǎn)而日益受到人們的關(guān)注。

其中，電熱膜的制熱原理是：其在電場(chǎng)的作用下，發(fā)熱體中的分子團(tuán)產(chǎn)生“布朗運(yùn)動(dòng)”，分子之間產(chǎn)生劇烈的碰撞和摩擦，產(chǎn)生的熱能主要以遠(yuǎn)紅外輻射和輔助的對(duì)流的形式對(duì)外傳遞。根據(jù)科學(xué)研究，波長(zhǎng)為8~14um波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線與人體放射的波段相同，而相同波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線對(duì)人體具有良好的理療效果，所以把該波段的遠(yuǎn)紅外線成為“生命之光”，此射線還可以與水分形成共振效應(yīng)，使不容易被人吸收的大水分子團(tuán)產(chǎn)生共振使其分子團(tuán)解聚，重新組合成較小的水分子團(tuán)，（即水分子被活化、離子化），在這過程中使吸附在水分子團(tuán)表面的污物質(zhì)得以去除，此被照射的水更利于人體健康。

對(duì)于電熱膜的種類和電熱膜的制作方法層出不窮。

而現(xiàn)有技術(shù)的電熱膜大多不僅工作溫度低，所要求通電的功率高，制作電熱膜配方成分復(fù)雜；而且工作的時(shí)候其發(fā)射出來的遠(yuǎn)紅外線密度低，波長(zhǎng)不穩(wěn)定，或者主要的波長(zhǎng)并非集中在4~18nm。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的為，提供一種遠(yuǎn)紅外電熱膜，遠(yuǎn)紅外線電熱膜的制作工藝、以及電熱器。

本發(fā)明的另一目的為，提供一種遠(yuǎn)紅外電熱膜、遠(yuǎn)紅外電熱膜的制作工藝以及電熱器，將由發(fā)明人多次試驗(yàn)和篩選出的簡(jiǎn)單配方燒結(jié)于基體形成電熱膜，此電熱膜通電后可快速升溫，不僅可以達(dá)到的溫度高的目的，而且其可以穩(wěn)定的放射出遠(yuǎn)紅外線。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種遠(yuǎn)紅外電熱膜，遠(yuǎn)紅外電熱膜的組分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括石墨烯48.1%~69.6%，二氧化錫7.4%~21.7%，氧化銦3.5%~13.6%，固化劑13.3%~27.3%。

優(yōu)選地，各組分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)為石墨烯62.5%，二氧化錫12.5%，氧化銦4.2%，固化劑20.8%。

以上電熱膜設(shè)置電極通電后可以發(fā)熱，作為一電熱膜，其具有發(fā)熱效率高，升溫快的優(yōu)點(diǎn)；另外，其還可以發(fā)射出波長(zhǎng)為4~18nm的遠(yuǎn)紅外線。

另一方面，提供了一種遠(yuǎn)紅外電熱膜的制作工藝，其特征在于，分別按質(zhì)量百分比稱取石墨烯13%~16%，二氧化錫2%~5%，氧化銦1%~3%，去離子水65%~72%，冰醋酸1%~2%，無水乙醇3%~5%，固化劑4%~6%，并且將所稱取的各成分混合制成漿料待用；

將電熱膜所要附著的基體加熱；

將所制成的漿料涂抹于經(jīng)過加熱的高溫基體上；

涂抹有漿液的高溫基體冷卻。

在此，涂抹的目的是使?jié){液均勻附著于高溫的基體上，在基體的高溫外表下，漿液成分附著于高溫的基體上，冷卻后形成一層電熱膜。此外，以上基體的加熱和制漿料的步驟中沒有沒有順序的講究，可以先加熱后制漿料也可以先制作漿料后加熱基體或者二者同時(shí)進(jìn)行。

在一些實(shí)施方式中，各組分的原料按重量具體配比為：石墨烯15%，二氧化錫3%，氧化銦1%，去離子水70%，冰醋酸1%，無水乙醇5%，固話劑5%。經(jīng)試驗(yàn)表明，各個(gè)組分質(zhì)量比在此具體數(shù)值內(nèi)所制成的電熱膜的發(fā)熱效率更好，波長(zhǎng)為4~18nm的遠(yuǎn)紅外線密度更高和輻射更穩(wěn)定。

在一些實(shí)施方式中，帶附著有組分的基體冷成電熱膜后，于電熱膜上兩端鍍銀，并且設(shè)置電極?？梢韵胂螅瑸榱藢?shí)現(xiàn)通電的目的，也可通過物理方法，比如可以通過在制作完成后的電熱膜上打孔插入金屬導(dǎo)體而做成電極，或者通過擰入螺釘形成電極。

在一些實(shí)施方式中，待首次涂抹有遠(yuǎn)紅外電熱膜的基體冷卻后，重復(fù)加熱該基體并將所制成的漿料再次涂抹于加熱后的高溫基體上，然后冷卻，如此重復(fù)至少一次。重復(fù)于高溫的基體上涂抹所制得的漿料，可以增加電熱膜的厚度，有利于增加發(fā)熱效果，有利于得到更穩(wěn)定波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線。

在一些實(shí)施方式中，基體為絕緣陶瓷、玻璃或者絕緣金屬中的一種。

在一些實(shí)施方式中，被加熱基體的溫度為700℃~900℃，其中，750℃，850℃下的效果更佳。

在一些實(shí)施方式中，采用噴涂、沉積或者蒸鍍方法中的一種使?jié){液附著于基體上。由此，可以使?jié){液更均勻地分布于基體上，也更容易得到納米級(jí)厚度的電熱膜。

在一些實(shí)施方式中，固化劑為氟硼酸、氧化鋁、氯化鎘的一種或多種。

本發(fā)明還提供了一種電熱器，該電熱器壁上制作有采用上述工藝做成的遠(yuǎn)紅外電熱膜。該電熱器可以是電熱烹飪?nèi)萜?，電暖儀器以及其他電加熱儀器，該遠(yuǎn)紅外電熱膜按照需要，可以設(shè)在電熱器的側(cè)壁，也可以設(shè)置底部或者內(nèi)部或者外部。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的相對(duì)輻射能譜曲線圖；

圖2為本發(fā)明另外一實(shí)施方式的相對(duì)輻射能譜曲線圖；

圖3為本發(fā)明另一實(shí)施方式的相對(duì)輻射能譜曲線圖；

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式的相對(duì)輻射能譜曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。為了便于說明，本實(shí)施例將制作遠(yuǎn)紅外線電熱膜的工藝過程細(xì)分成若干個(gè)步驟，這只是一個(gè)實(shí)施例，其中有的步驟順序可以變換或者可以同時(shí)進(jìn)行。

制作原始配方為按質(zhì)量百分占比包括以下組分，石墨烯13%~16%，二氧化錫2%~5%，氧化銦1%~3%，去離子水60%~76%，冰醋酸1%~2%，無水乙醇3%~5%，固化劑4%~6%。待這些配方混合制成漿液后噴涂或者涂抹于高溫基體后，由于高溫的環(huán)境，配方中的起到溶劑和分散作用的液體成分（去離子水65%~72%，冰醋酸1%~2%，無水乙醇3%~5%）將消失，剩下的是一層分別由石墨烯，二氧化錫，氧化銦，固化劑組成的電熱膜；其除去原來配方中的液體成分后，所剩下的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在所形成的電熱膜中，組分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為石墨烯48.1%~69.6%，二氧化錫7.4%~21.7%，氧化銦3.5%~13.6%，固化劑13.3%~27.3%。

其中，各組分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)為石墨烯62.5%，二氧化錫12.5%，氧化銦4.2%，固化劑20.8%所組成的電熱膜效果更佳。

實(shí)施例一

本實(shí)施例遠(yuǎn)紅外電熱膜，一種遠(yuǎn)紅外電熱膜的制作工藝，其原料按質(zhì)量百分占比包括以下組分，石墨烯13%~16%，二氧化錫2%~5%，氧化銦1%~3%，去離子水60%~76%，冰醋酸1%~2%，無水乙醇3%~5%，固化劑4%~6%；

步驟如下：

s01：稱重，分別按質(zhì)量百分比稱取石墨烯13%~16%，二氧化錫2%~5%，氧化銦1%~3%，去離子水60%~76%，冰醋酸1%~2%，無水乙醇3%~5%，固化劑4%~6%；

s02：混合，將s01步驟所稱重的各組分混合成漿料，攪拌均勻，待用；

s03：加熱基體，將電熱膜所要附著的基體加熱；

s04：涂抹，將步驟s02所制成的漿料噴涂于步驟s03中的高溫的基體上；

s05：冷卻，涂抹有漿液的高溫基體冷卻。

為了增加電熱膜的厚度，使?jié){液成分充分，足夠量地附著于基體上，在基體被涂抹一次漿液冷卻后，可以重新將該基體加熱（700℃~900℃），再涂抹漿液然后冷卻，以上過程可以按照需要多重復(fù)幾次，以3~5為佳。按照以上質(zhì)量占比范圍內(nèi)的成分制作成的電熱膜，設(shè)置電極后，經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè)，其電-熱輻射轉(zhuǎn)換率達(dá)到70％~90％，所輻射出來的遠(yuǎn)紅外線如圖1所示，由此可見，遠(yuǎn)紅外的波長(zhǎng)大多能集中在4~18nm范圍內(nèi)。

（注意：以上檢測(cè)的測(cè)試環(huán)境為：20℃50%rh通電功率500w，參照gb/t7287-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試）

實(shí)施例二：

本實(shí)施例提供的一種制備遠(yuǎn)紅外電熱膜的方法如下：

s01：稱重，分別稱取重量占比為13％的石墨烯，重量占比為2％的二氧化錫，重量占比為1％的氧化銦，重量占比為1％的冰醋酸，重量占比為3％的無水乙醇，重量占比為4％的固化劑，去離子水76％。

s02：混合，將s01步驟所稱重的各組分混合成漿料，攪拌均勻，待用；

s03：加熱基體，將電熱膜所要附著的基體加熱；

s04：涂抹，將步驟s02所制成的漿料噴涂于步驟s03中的高溫的基體上。

s05：冷卻，涂抹有漿液的高溫基體冷卻。

所制得的遠(yuǎn)紅外電熱板，接上電極以及導(dǎo)線，可以采用銀鍍法接上電極也可以使用絲印銀漿后燒結(jié)的方法接上電極，此為本領(lǐng)域技術(shù)技術(shù)人員所知，在此不再累述。按照gb/t7287-2008《紅外輻射加熱器實(shí)驗(yàn)方法》測(cè)試的數(shù)據(jù)如下：

圖2為該實(shí)施例的相對(duì)輻射能譜曲線圖，由圖可見，對(duì)該實(shí)施例所成型的電熱板進(jìn)行遠(yuǎn)紅外線檢測(cè)時(shí)，其所輻射出來的遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)集中在4~8nm之間。

（注意：以上檢測(cè)的測(cè)試環(huán)境為：20℃50%rh通電功率500w）

實(shí)施例三：

本實(shí)施例提供的一種制備遠(yuǎn)紅外電熱膜的方法如下：

s01：稱重，分別稱取重量占比為15％的石墨烯，重量占比為3％的二氧化錫，重量占比為1％的氧化銦，重量占比為1％的冰醋酸，重量占比為5％的無水乙醇，重量占比為5％的固化劑，去離子水70％。

s02：混合，將s01步驟所稱重的各組分混合成漿料，攪拌均勻，待用；

s03：加熱基體，將電熱膜所要附著的基體加熱；

s04：涂抹，將步驟s02所制成的漿料噴涂于步驟s03中的高溫的基體上。

s05：冷卻，涂抹有漿液的高溫基體冷卻。

所制得的遠(yuǎn)紅外電熱板，接上電極以及導(dǎo)線，可以采用銀鍍法接上電極也可以使用絲印銀漿后燒結(jié)的方法接上電極，此為本領(lǐng)域技術(shù)技術(shù)人員所知，在此不再累述。按照gb/t7287-2008《紅外輻射加熱器實(shí)驗(yàn)方法》測(cè)試的數(shù)據(jù)如下：

圖3為該實(shí)施例的相對(duì)輻射能譜曲線圖，由圖可見，對(duì)該實(shí)施例所成型的電熱板進(jìn)行遠(yuǎn)紅外線檢測(cè)時(shí)，其所輻射出來的遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)集中在4~8nm之間。

（注意：以上檢測(cè)的測(cè)試環(huán)境為：20℃50%rh通電功率500w）

實(shí)施例四：

本實(shí)施例提供的一種制備遠(yuǎn)紅外電熱膜的方法如下：

s01：稱重，分別稱取重量占比為16％的石墨烯，重量占比為5％的二氧化錫，重量占比為3％的氧化銦，重量占比為2％的冰醋酸，重量占比為5％的無水乙醇，重量占比為6％固化劑，去離子水63％。

s02：混合，將s01步驟所稱重的各組分混合成漿料，攪拌均勻，待用；

s03：加熱基體，將電熱膜所要附著的基體加熱；

s04：涂抹，將步驟s02所制成的漿料噴涂于步驟s03中的高溫的基體上；

s05：冷卻，涂抹有漿液的高溫基體冷卻。

所制得的遠(yuǎn)紅外電熱板，接上電極以及導(dǎo)線，可以采用銀鍍法接上電極也可以使用絲印銀漿后燒結(jié)的方法接上電極，此為本領(lǐng)域技術(shù)技術(shù)人員所知，在此不再累述。按照gb/t7287-2008《紅外輻射加熱器實(shí)驗(yàn)方法》測(cè)試的數(shù)據(jù)如下：

圖3為該實(shí)施例的相對(duì)輻射能譜曲線圖，由圖可見，對(duì)該實(shí)施例所成型的電熱板進(jìn)行遠(yuǎn)紅外線檢測(cè)時(shí)，其所輻射出來的遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)集中在4~8nm之間。

（注意：以上檢測(cè)的測(cè)試環(huán)境為：20℃50%rh通電功率500w）

以上所制的石墨烯、二氧化錫以及氧化銦粉末顆粒大小以20~60nm為佳。具體的石墨烯制作方法可以采用機(jī)械剝離法、氧化-還原法、晶體外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)合成法和剝離碳納米管法等，此為本領(lǐng)域公知常識(shí)，在此不再累贅。

由本發(fā)明可以應(yīng)用于電熱器，諸如電熱壺、電飯鍋等烹飪?nèi)萜魃?，也可以運(yùn)用在需要取暖的場(chǎng)所，當(dāng)取暖片用。以上應(yīng)用，其溫度的控制以及調(diào)節(jié)則可以結(jié)合現(xiàn)有的電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)，此為本領(lǐng)域的公知常識(shí)，在此不再累贅。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。