一种高功率碳纤维电热板及应用设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高功率碳纤维电热板及应用设备，包括多层，从下到上依次为苯并噁嗪树脂绝缘层I、碳纸、苯并噁嗪树脂绝缘层II，中间层碳纸被苯并噁嗪树脂绝缘层I、II上下封装起来，在碳纸与苯并噁嗪树脂绝缘层I、和/或碳纸与苯并噁嗪树脂绝缘层II之间还封装有与其接触的导电材料，导电材料作为电极通过导线与电源连接。苯并噁嗪树脂绝缘层I、苯并噁嗪树脂绝缘层II分别各自包括固化的苯并噁嗪树脂或者固化的改性苯并噁嗪树脂，玻璃布作为树脂的增强材料。本实用新型采用苯并噁嗪树脂及其改性树脂来代替环氧树脂，从而获得具有更高耐热性的上下绝缘层，发展功率达到1100-1500w的碳纤维电热板。
【专利说明】一种高功率碳纤维电热板及应用设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种新型的高功率碳纤维电热板及应用设备，属于电加热取暖技 术领域。
【背景技术】
[0002] 碳纤维（或者碳晶）电热板是近5年在市场上出现的一种新型电取暖器，由三明 治结构构成：上、下两层是绝缘层，中间是碳纤维发热层。其工作原理是在加电下碳纤维会 辐射远红外线，以辐照方式进行加热。与传统的电油汀、小太阳、空调等取暖设备相比，碳纤 维电热板具有以下突出的优点。①节能：电热转化率高达99%、比空调节能30%以上；②健 康：辐射波长8-15U的远红外线，具有理疗功能；③安全：辐射过程无噪音、无光污染、防水、 绝缘、阻燃；④面状加热，加热速度快。因此，它被认为是最合理、最健康、最具发展潜力的家 庭取暖方式。
[0003] 碳纤维电热板的上、下绝缘层是关键部件之一，起着安全保护作用。主要有无机材 料绝缘层和玻璃布增强树脂绝缘层两类。前者虽然耐温高，但是比重大、易脆、加工困难。后 者质轻、韧性好、易加工，所以得到大力发展，例如李刚等公开了采用环氧树脂作绝缘层的 碳纤维电热板（CN 201010107568. 5)，石伟公开了采用玻璃布增强的环氧树脂作绝缘层的 碳晶电热板（CN 200720016779. 1)。但是，基于玻璃布增强树脂的碳纤维电热板目前发展遇 到的最大问题是功率比较低，主要为300?500w，市面上尚未有超过IOOOw的产品，而相关 竞争产品如电油汀、小太阳、空调等的功率主要集中在1400-2000?。这严重制约了碳纤维电 热板的普及和应用。其原因是玻璃布增强树脂绝缘层目前主要使用环氧树脂，其玻璃化转 变温度Tg?130°C，耐热性太低。当碳纤维电热板的功率提高时，发热温度也会跟着升高， 超过130°C时环氧树脂会变软，严重影响产品的机械强度和绝缘性能，这成为发展高功率碳 纤维电热板的瓶颈。因此解决问题的关键是提高树脂的耐热性。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是针对现有碳纤维电热板功率较比较低（300?500W)的问题， 基于我们研发的苯并11 惡嗪新型耐热树脂，开发一种大功率碳纤维电热板（1100?1500w)。 这种新型碳纤维电热板，在功率上接近电油灯、小太阳、空调等，将会大大促进碳纤维电热 板的推广和应用。
[0005] 本实用新型采用的技术方案为：
[0006] -种碳纤维电热板，包括多层，从下到上依次为苯并噁嗪树脂绝缘层I、碳纸、苯并 噁嗪树脂绝缘层II，中间层碳纸被苯并噁嗪树脂绝缘层I、II上下封装起来，在所述碳纸与 苯并噁嗪树脂绝缘层I、和/或碳纸与苯并噁嗪树脂绝缘层II之间封装有与碳纸接触的导 电材料，所述的导电材料作为电极通过导线与电源连接。
[0007] 所述的苯并噁嗪树脂绝缘层I、苯并噁嗪树脂绝缘层II分别各自包括固化的苯并 噁嗪树脂或者固化的改性苯并噁嗪树脂。
[0008] 所述的碳纤维电热板采用玻璃布作为树脂的增强材料。
[0009] 所述的碳纤维电热板的尺寸为60cmX 100cm，厚度为0. 8?I. 8mm。
[0010] 所述的碳纤维电热板的形状可为平面形、上凸面形、下凹面形。
[0011] 所述的碳纸为包含碳纤维（或者碳晶）的碳纸。
[0012] 所述的苯并噁嗪树脂为含胶量重量比为30%?70%的苯并噁嗪树脂；
[0013] 所述的改性苯并噁嗪树脂为苯并噁嗪树脂与环氧树脂的混合物、或苯并噁嗪树脂 与马来酰亚胺的混合物，或苯并噁嗪树脂、环氧树脂和马来酰亚胺的混合物，且混合物中苯 并噁嗪树脂的重量比为95%?20%。
[0014] 一种浴霸，包括所述的碳纤维电热板。
[0015] 一种墙暖设备，包括所述的碳纤维电热板。
[0016] 一种移动式取暖器，包括所述的碳纤维电热板。
[0017] 一种碳纤维电热板加工工艺：
[0018] 步骤1把玻璃布浸渍在苯并噁嗪或者改性苯并噁嗪树脂溶液中，干燥去除溶剂后 得到苯并噁嗪树脂预浸料I;
[0019] 步骤2把苯并噁嗪树脂预浸料平铺，然后在其上面铺设碳纸以及铜箔带；
[0020] 步骤3待铺设完毕后在上面覆盖苯并噁嗪树脂预浸料II ;
[0021] 步骤4在140?180°C温度、4?8MPa压强、60?180min时间下固化成型，再在 180?200°C烘箱进行热处理60?180min。
[0022] 碳纤维电热板与导线的连接接点为绝缘盒。首先在电热板上磨圆孔，孔的直径为 3?6mm，然后露出铜箔带电极，把导线与之进行焊接，形成焊点，最后用有机硅树脂把焊点 进行密封。
[0023] 所述的碳纤维电热板连接功率控制开关，这样可以方便人们根据实际加热情况， 来控制发热主板的发热量，既可以选择高功率，也可以选择低功率。
[0024] 通过上述方法制得的碳纤电热板分别进行功率、表面温度和升温时间测试，所得 结果见表1。从表1中可以看出，通过改变铜箔条电极之间的距离可以设计功率的大小，制 得的碳纤维电热板具有高的功率，可达1100?1500w，表面温度可达110?134°C，在2分 钟内升到最高温度，温升速度很快。
[0025] 表1碳纤电热板的性能
[0026]
【权利要求】
1. 一种高功率碳纤维电热板，其特征在于：包括多层，从下到上依次为苯并噁嗪树脂 绝缘层I、碳纸、苯并噁嗪树脂绝缘层II，中间层碳纸被苯并噁嗪树脂绝缘层1、11上下封装 起来，在所述碳纸与苯并噁嗪树脂绝缘层I、和/或碳纸与苯并噁嗪树脂绝缘层II之间封装 有与碳纸接触的导电材料，所述的导电材料作为电极通过导线与电源连接。
2. 如权利要求1所述的碳纤维电热板，其特征在于：所述的苯并噁嗪树脂绝缘层I、苯 并噁嗪树脂绝缘层II分别各自包括固化的苯并噁嗪树脂或者固化的改性苯并噁嗪树脂。
3. 如权利要求1所述的碳纤维电热板，其特征在于：所述的碳纤维电热板的形状为平 面形、上凸面形或下凹面形。
4. 如权利要求1所述的碳纤维电热板，其特征在于：所述的碳纸为包含碳纤维或者碳 晶的碳纸。
5. 如权利要求1所述的碳纤维电热板，其特征在于：所述的苯并噁嗪树脂为含胶量重 量比为30%?70%的苯并噁嗪树脂。
6. 如权利要求1所述的碳纤维电热板，其特征在于：所述的改性苯并噁嗪树脂为苯并 噁嗪树脂与环氧树脂的混合物； 或苯并噁嗪树脂与马来酰亚胺的混合物； 或苯并噁嗪树脂、环氧树脂和马来酰亚胺的混合物， 上述混合物中苯并噁嗪树脂的重量比为95%?20%。
7. -种墙暖设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的碳纤维电热板。
8. -种移动式取暖设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的碳纤维电热板。
【文档编号】B32B27/04GK204136519SQ201420580992
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】鲁在君, 陆晓杰, 耿鹏飞 申请人:山东大学