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电热膜种类简述

发布时间:2017/07/30

 现在还 没有统一的定义和分类。本文章 是以住房和城乡建设部《低温辐射》标准讨 论稿涉及的定义和分类内容为主线,对“碳基印刷油墨、金属基、碳纤维、高分子”等4种类型的发热材料、相应的 生产加工工艺进行介绍。

碳基印刷油墨型

  碳基印 刷油墨型的发热材料为石墨、金属粉末、金属氧化物。碳基印 刷油墨的生产工艺是将上述发热材料与其他填料一起制成油墨状浆料,以丝网 印刷工艺定量印刷在预先黏结有金属载流条(作为电极)的聚酯薄膜上,再覆上 聚酯薄膜形成绝缘结构,故又称印刷油墨。对这类 的功率控制主要是通过浆料成分、油墨条 厚度和间距等实现。

  碳基印 刷油墨的技术核心是浆料的生产加工技术。其特点 是生产工艺简单,原材料成本相对较低,国产化程度大。目前国 内已有多家碳基油墨浆料生产企业,十几家 碳基印刷油墨生产厂家,生产加 工技术已经赶上并超过了国外同行。国外品牌以美国、韩国为主,但大都 不具备地暖施工技术指导能力,尤其缺 乏解决泄漏电流问题方案。

金属基

  金属基 的发热材料为纯金属或金属合金材料。金属基 的生产工艺是将发热体金属或金属合金材料首先制成金属箔,在聚酯 薄膜上黏结制作成电阻回路,其上再 覆一层聚酯薄膜形成绝缘结构。常用的 金属电热材料有铜、镍、铜镍、铁铬铝等。不同的 金属和金属合金材料具有不同的电阻率即导电特性,据此可 以根据不同的工作电压、单位面 积功率要求选择不同的金属发热材料并设计成不同的电阻线路。而金属 材料的不同也将直接影响发热体的性能(如抗氧化能力)以及成本造价。

碳纤维

  碳纤维 的发热材料为碳纤维。碳纤维 是由含炭量较高(通常在90%以上)的原料纤维,放在惰性气体中,经200~300℃的热稳定氧化、1000℃~2000℃的碳化 及石墨化处理而成。根据基础原料不同,碳纤维 又可分为聚丙烯腈(PAN)基、沥青基 和黏胶基碳纤维,其中PAN基碳纤 维在全世界的碳纤维生产中占有90%的比例。目前,世界碳 纤维技术主要掌握在日本的东丽公司、东邦Tenax集团和 三菱人造丝集团,而其他 大部分碳纤维企业的生产工艺仍在摸索中不断完善。国内碳 纤维生产厂家所用的碳纤维原材料主要从日本东丽公司进口。

  碳纤维具有耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等性能,外形有 显著的各向异性,柔软、可加工成各种织物,比重小,沿纤维 轴方向表现出很高的强度。碳纤维能够与树脂、金属、陶瓷等 基体复合形成多种复合材料,用于航空航天、汽车、石油钻探、体育及 医疗器械等多个领域。

  利用碳 纤维的导电特性将其做成电热材料,按发热 体结构的不同分为碳纤维发热线缆和碳纤维两种。其中,碳纤维 按生产加工工艺不同又分直接将碳纤维丝作为经线或纬线,通过纺 织工艺生产的非均匀性线面状碳纤维,以及将 碳纤维丝剪切成紊乱短纤维,与纸浆 混合后用造纸工艺形成碳纤维电热纸。调整碳 纤维比例可得到不同的功率密度。按照用 途和绝缘等级要求外覆不同绝缘材料即形成碳纤维。

高分子

  高分子 的发热材料为导电高分子材料。高分子的工艺是,首先利 用不同的分子设计手法合成出功能性高分子导电复合材料,通过喷 涂或逗号涂工艺将上述导电高分子材料均匀涂敷于预先植入电极的基材上形成裸体,外覆不 同绝缘材料即形成高分子。

  高分子诞生于日本。目前国 内已经有企业生产这种产品,并具有“任意幅宽和形状、任意使用电压、任意单位面积功率”3个任意的技术优势。高分子 的功率密度是通过调整发热体材料的聚合度、正负极 性基团数目和比例以及自由电数来实现,而非通过加减涂敷量。

  尽管类型不同,但都含有发热体、电极和绝缘层等3个共同的部分,都是外 覆绝缘层内加发热体结构。不同的 是金属基和碳基油墨是直接热压在绝缘聚酯薄膜间,而碳纤 维和高分子是将发热材料涂敷于基材上,然后外覆绝缘材料。

  不同类 型的由于其发热材料不同和生产加工工艺的不同,也分别 具有不同的电热特性和应用性能,如功率密度的极限值、发热体 的热稳定性和热均匀性,抗氧化老化能力、功率衰减、龟裂和融胀性等等,而这些 特性直接决定了产品最为适宜的应用领域以及作为发热体材料在应用施工中的工艺要求。

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