專利名稱:一種涂料型電發(fā)熱體及技術(shù)的制作方法
本發(fā)明屬于電熱膜技術(shù)，並與涂料技術(shù)有關(guān)。
迄今人們所使用的電熱器具的電發(fā)熱體，一般有以下兩種(1)金屬電熱絲，金屬電熱絲作為電發(fā)熱體存在的主要技術(shù)問題是熱效率低，一般在40%～60%，加熱不均勻，金屬電熱絲自身工作溫度高，800℃～1000℃，易于氧化，壽命短，必須有電爐盤、云母片、石棉或其它耐高溫絕緣輔助性材料，加熱系統(tǒng)成本高一系列問題;(2)半導(dǎo)體薄膜型電熱膜，這種電熱膜一般采用熱解噴涂的工藝制備技術(shù)，需用專用設(shè)備，制作工藝復(fù)雜，需要在550℃高溫下操作，能耗大，成本高，同時對底材的材料也有一定限制，因此不便于推廣應(yīng)用。為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種新穎的涂料型電熱膜作為電發(fā)熱體。電熱膜可直接噴、刷、浸涂在底材上形成電加熱膜，從而使熱效率提高30～50%，制作工藝大大簡化，成本大大降低，便于推廣使用。
本發(fā)明要點(diǎn)在于電發(fā)熱體由底材、涂料型電熱膜、電極、一層以上的絕緣防水層所組成。電熱膜涂料的導(dǎo)電材料是超細(xì)石墨粉(重量百分比為10～50%)，也可以摻入適量的金屬細(xì)粉(如銅粉、鎳粉等)，化合物細(xì)粉，或半導(dǎo)體細(xì)粉。
電熱膜可直接刷涂、噴涂或浸涂在玻璃、搪瓷、陶瓷、經(jīng)絕緣處理的金屬材料、橡膠、塑料、絕緣高分子材料、玻璃鋼材料、玻璃纖維材料、石棉纖維材料表面。通過控制膜厚度和膜面積來達(dá)到所需的電加熱功率，一般電加熱功率密度應(yīng)控制在0.1W/cm2～10W/cm2之間。在一個產(chǎn)品上，可設(shè)計一塊電熱膜，也可以設(shè)計幾塊獨(dú)立的電熱膜，用一個轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)整電加熱功率。引出電極可以用金屬箔，如銅箔、鎳箔，或使用金屬網(wǎng)，如銅網(wǎng)、鎳網(wǎng)，以及金屬線，如銅線、鎳線等，也可以用合金箔、合金線、合金網(wǎng)直接與電熱膜粘接，也可以用金屬、合金或石墨制成的固體塊狀電極，采用壓接觸方式直接與電熱膜接觸，也可以用導(dǎo)電膠，如銅粉導(dǎo)電膠、鎳粉導(dǎo)電膠、銀粉導(dǎo)電膠、石墨粉導(dǎo)電膠、導(dǎo)電化合物細(xì)粉導(dǎo)電膠、半導(dǎo)體細(xì)粉導(dǎo)電膠，或相應(yīng)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電乳液和導(dǎo)電涂料作為粘結(jié)劑粘接電極或直接作為導(dǎo)電電極。電極與底材的粘結(jié)還可以用有機(jī)膠粘劑，如酚醛、脲醛樹脂類膠粘劑，環(huán)氧樹脂類膠粘劑，聚胺脂類膠粘劑，環(huán)氧樹脂類膠粘劑，聚胺脂類膠粘劑，丙烯酸酯類膠粘劑，聚脂聚酰胺類膠粘劑，有機(jī)硅、有機(jī)氟類膠粘劑，聚酰亞胺膠粘劑，聚苯並咪唑膠粘劑;可以用無機(jī)膠粘劑，如氧化鋁膠粘劑，氧化銅膠粘劑，硅鋁酸鹽膠粘劑，硅酸鹽膠粘劑，硅氧化合物膠粘劑等。
在電熱膜外表面可以刷涂、噴涂或浸涂絕緣防水層，迸一步提高電熱膜的安全可靠性。一般所使用的涂料有胺基絕緣漆、環(huán)氧絕緣漆、酚醛絕緣漆、二苯醚樹脂絕緣漆、聚酰亞胺絕緣漆、聚酯醇酸絕緣漆、有機(jī)硅絕緣漆、有機(jī)氟絕緣漆以及上述絕緣漆按各種比例混合配制的絕緣漆。絕緣防水層對電熱膜可起到裝飾、保溫、絕緣、防水作用。涂料中可加入適量的絕緣氧化物粉，如氧化鋁粉，氧化鈦粉等。如底材為金屬材料也可用上述方法迸行底材的絕緣處理。
電熱膜制品制備工藝簡單，先可粘電極再涂制電熱膜和絕緣防水層，或先涂制電熱膜再粘電極再涂絕緣防水層。
本發(fā)明所介紹的電極制備工藝同樣可適用于氧化錫電熱膜，氧化銦電熱膜、銦錫氧化物電熱膜以及其它各種類型的電熱膜。
電熱膜制品應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可根據(jù)不同需要將底材加工成任意形狀，如曲面、平面等等;可加工成電熱器皿，如電熱杯，電熱開水瓶、電熱飲水桶、電火鍋、電飯煲、電熱盆、電熱飯盒、電熱咖啡壺等等;也可以加工成電熱器具，如電熱沐浴器、電暖氣、電熱風(fēng)機(jī)、電手爐、電腳爐、電熱床、電熱恒溫箱、電熨斗、電熱醫(yī)療器具等;也可加工成電熱元件，如電熱薄膜條帶、電熱片、電熱板、電熱管等等。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有原理清楚，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉、熱效高，用途廣泛易于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)?？捎糜卺t(yī)療、食品、木材加工、造紙、紡織、印染等行業(yè)的低溫烘干，可用于各種管道、儲罐的保溫、防凍，可用于建筑行業(yè)的保溫采暖，可用于交通運(yùn)輸車輛窗玻璃的防霜。上述的積極效果是現(xiàn)有技術(shù)無法比擬的。
附圖1、本發(fā)明原理示意圖1(先粘結(jié)電極，后刷涂電熱膜)1-底材 2-電極 3-電熱膜4-絕緣防水層附圖2、本發(fā)明原理示意圖2(先刷涂電熱膜，后粘結(jié)電極)5-底材 6-電極 7-電熱膜8-絕緣防水層附圖3、電熱器皿示意圖9-器皿體 10-電熱膜 11-電極附圖4、電熱元件-電熱板示意圖12-元件體 13-電熱膜 14-電極附圖5、電熱器具-淋浴器示意圖15-器具體 16-電熱膜 17-電極實(shí)施例將底材成型為所需形狀(如圖3～圖5所示)，必要時內(nèi)外表面進(jìn)行絕緣處理。然后在適當(dāng)位置上用環(huán)氧樹脂粘結(jié)銅箔電極。固化后，刷涂電熱涂料，形成電加熱膜。膜的厚度及膜的面積可根據(jù)需要確定。膜干燥后，涂刷胺基絕緣漆兩遍。烘干后即可使用。
權(quán)利要求
1.一種電發(fā)熱體其特征在于由底材、電極、涂料型電熱膜和一層以上的絕緣防水層所組成。
2.如權(quán)力要求1所述的涂料型電熱膜，其特征在于導(dǎo)電材料是超細(xì)石墨粉，也可添加適量的金屬細(xì)粉，導(dǎo)電化合物細(xì)粉，半導(dǎo)體細(xì)粉。
3.如權(quán)力要求2所述的金屬細(xì)粉、導(dǎo)電化合物細(xì)粉、半導(dǎo)體細(xì)粉，其特征在于可是銅粉，可是鎳粉，可是銀粉，可是氧化錫粉，可是氧化銦粉，可是氧化銅粉，可是多晶硅粉。
4.如權(quán)力要求1所述的底材，其特征在于可是玻璃，可是搪瓷，可是陶瓷，可是經(jīng)絕緣處理的金屬材料，可是橡膠，可是塑料，可是絕緣高分子材料，可是玻璃鋼材料，可是玻璃纖維材料，可是石棉纖維材料。
5.如權(quán)力要求2所述的涂料型電熱膜，其特征在于可噴涂、可浸涂、可刷涂在底材上，形成電加熱膜。
6.如權(quán)力要求4所述的底材，其特征在于底材的形狀可是任意的。
7.如權(quán)力要求1所述的電極，其特征在于可是金屬電極，可是合金電極，可是石墨電極，可是導(dǎo)電膠電極，可是導(dǎo)電涂料電極。
8.如權(quán)力要求1、7所述的電極，其特征在于可是金屬箔、合金箔，可是金屬網(wǎng)、合金網(wǎng)，可是金屬線、合金線，可是金屬塊、合金塊、石墨塊。
9.如權(quán)力要求1、7、8所述的電極，其特征在于電極可以與電熱膜粘接，可以與電熱膜壓接。
10.如權(quán)力要求9所述的電熱膜與電極的粘接其特征在于膠粘劑可是銅粉導(dǎo)電膠、鎳粉導(dǎo)電膠、銀粉導(dǎo)電膠、石墨粉導(dǎo)電膠、導(dǎo)電化合物細(xì)粉導(dǎo)電膠、半導(dǎo)體細(xì)粉導(dǎo)電膠，上述導(dǎo)電材料細(xì)粉按各種比例混合配制的導(dǎo)電膠以及相應(yīng)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電涂料。
11.如權(quán)力要求1所述的電極，其特征在于電極與底材的粘接可用有機(jī)膠粘劑，可用無機(jī)膠粘劑。
12.如權(quán)力要求11所述的有機(jī)膠粘劑其特征在于可是酚醛、脲醛樹脂類膠粘劑、環(huán)氧樹脂類膠粘劑、聚胺酯類膠粘劑、丙烯酸酯類膠粘劑、聚酯聚酰胺類膠粘劑、有機(jī)硅類膠粘劑、有機(jī)氟類膠粘劑、聚酰亞胺類膠粘劑、聚苯並咪唑類膠粘劑。
13.如權(quán)力要求11所述的無機(jī)膠粘劑，其特征在于，可是氧化鋁膠粘劑，可是氧化銅膠粘劑，可是硅鋁酸鹽膠粘劑，可是硅酸鹽膠粘劑，可是硅氧化合物膠粘劑。
14.如權(quán)力要求1所述的絕緣防水層，其特征在于可是胺基絕緣漆、環(huán)氧絕緣漆、酚醛絕緣漆、二苯醚樹脂絕緣漆、聚酰亞胺絕緣漆、聚酯醇酸絕緣漆，有機(jī)硅絕緣漆，有機(jī)氟絕緣漆。
15.如權(quán)力要求14所述的絕緣防水層，在絕緣防水涂料中可摻入適量絕緣氧化物粉。
16.如權(quán)力要求15所述的絕緣氧化物粉可是氧化鋁粉，可是氧化鈦粉。
17.如權(quán)力要求1所述的電發(fā)熱體其特征在于可制成電熱器皿，可制成電熱器具，可制成電熱元件。
18.如權(quán)力要求17中所述的電熱器皿，其特征在于可是電熱杯，可是電熱開水瓶，可是電熱杯，可是電熱開水瓶，可是電熱飲水桶，可是電熱盆，可是電熱飯盒，可是電火鍋，可是電熱咖啡壺，可是電飯煲。
19.如權(quán)力要求17中所述的電熱器具，其特征在于可是電熱沐浴器，可是電暖器，可是電熱風(fēng)機(jī)，可是電手爐，可是電腳爐，可是電熱床，可是電熱恒溫箱，可是電熨斗，可是電熱醫(yī)療器具。
20.如權(quán)力17所述的電熱元件，其特征在于可是電熱薄膜條帶，可是電熱片，可是電熱管，可是電熱板。
專利摘要
一種涂料型電發(fā)熱體由底材、一層以上的絕緣防水層、涂料型電熱膜和電極所組成。電熱膜的導(dǎo)電材料是超細(xì)石墨粉，電熱膜可直接刷涂、噴涂、浸涂在玻璃、搪瓷、陶瓷或經(jīng)絕緣處理的金屬底材表面。涂制不同的膜厚度和膜面積可獲得不同的電加熱功率。電極與電熱膜的接觸可以采用粘接工藝或壓接觸工藝。絕緣防水層可刷涂、噴涂或浸涂在電熱膜外表面。本發(fā)明原理清楚、結(jié)構(gòu)簡單、制備方便、易于推廣應(yīng)用，可廣泛用于電加熱器皿、電加熱器具和電加熱元件。
文檔編號H05B3/10GK86100500SQ86100500
公開日1987年9月30日 申請日期1986年2月6日
發(fā)明者尹維平, 陸龍波, 林德偉, 于元, 桑識宇, 趙玉文, 王福永 申請人:北京市太陽能研究所, 陸龍波, 林德偉, 于元, 桑識宇, 趙玉文, 王福永導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan