一种软质碳晶电暖材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采暖电热材料及其制备方法，特别是涉及一种软质碳晶电暖材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]进入21世纪以来，我国乃至全世界都面临着一个非常重要的问题一一能源危机，尤其是我国能源浪费严重，因此国家提出了节能减排等一系列政策措施。如今，提高能源的利用率也成了人们普遍追求的一大目标。环境污染严重，能源消耗巨大已经深深的影响到人们的日常生活，而建筑采暖方面的能耗之巨大，对环境污染之严重更是不容忽视。因此，必须对如今的建筑采暖方式加以改善，并寻求其它合理的采暖方式来减少能源消耗，这已经成为暖通人员急需解决的重大问题。除此之外，人们的生活水平不断提高，在室内生活、工作的时间也越来越长，对室内空气温度、湿度等舒适性的要求越来越高，这也就更加督促人们研究新的采暖方式。在以前，我国采暖地区大部分都在北方，而长江以南的地区冬季很少采暖。然而随着这些地区经济的迅速发展，这些非采暖地区也开始逐步的实行冬季采暖政策，尤其是以上海、南京等发达地区为主。这些非采暖地区的建筑特点、气候特点、采暖特点都不同于北方地区，它们的采暖季短、建筑热负荷较小、早晚室内外温差波动较大等。对这些地区仍然采用集中供热将会大大浪费能源且增加了巨大的投资费用，也无法解决人们要求的“人在供暖、人走停暖”的要求，热量的计量不精确、收费不公平。在这一系列问题的背景下，人们就发现了一种更加适合于该非采暖地区的供暖方式一一电采暖。电采暖是最近发展起来的一种将电能直接转化为热能的采暖方式，它具有独特的采暖优势:系统结构简单、安装方便，只需把设备接通电源即可采暖；可以实现分户计量、收取采暖费用公平化；可控可调，能够按照人们的意愿随意的调节供暖时间以及启停时间，容易达到人在即热、人走即凉的效果。这些特点使得夏热冬冷地区的电采暖得到了迅速发展，但其电能的消耗也是巨大的，许多建筑因其使用特点不同只需在某一时间段供暖，这样就需要研究电采暖中的间歇供暖方式，来达到节能的目的。目前比较成熟的电采暖主要是普通电暖器、电热膜、发热电缆采暖，最近兴起了一种新的采暖方式一一碳晶电热板采暖系统。
[0003]碳晶采暖系统性能介绍:
1)碳晶更环保
碳晶电热板采用电热直接转换的方式形成热能，在转换过程中，没有形成电磁辐射，用电磁辐射仪测量，碳晶板采暖系统的辐射量基本为零，而常规的空调在使用过程，电磁辐射则非常显著。在工作过程中，不使用压缩机，没有任何噪音，在不知不觉中，让房间升温到所需要温度。
[0004]2)碳晶更温暖
由于采用了碳晶技术，同时在工艺上有了大的进步，采用“热辐射+热对流”的方式，直接形成热源，在各个房间中均匀提升温度，能快速将室温提升到22°C，远远高于国家对于冬天室内温度18 °C的标准。
[0005]3)碳晶更节能
由于热方式的转变，相比空调而言，碳晶板有显著的节能特征，能比同功率空调省电
40%。
[0006]公开号为CN 103596303 A的专利提供了一种石墨烯碳晶高分子发热板的制备方法，用本方法所制备的发热板虽然有较优良的热电特性，可以极大提高碳晶板的升温速率，但是该工艺制备的发热板中石墨烯难以均匀分散，致使该板材的发热均匀较差，局部容易出现烧焦的点，而且这种发热板抗氧化性能较差，在使用过程中容易变质。
[0007]公开号为CN 103796346 A的专利提供了一种双层膜结构的高温纳米电热膜及其制备，用本方法所制备的发热板发热均匀性较好，而且利用磁控溅射制备的碳化硅和二硅化钼复合膜层也使得这种电热膜具有优异的抗氧化性能，但是这种方法所制备的电热膜热电性能较为一般，升温速率也较慢，无法满足大功率使用要求。
[0008]公开号为CN 104144531 A的专利提供了一种高发热碳晶板及其制备方法，用本方法所制备的碳晶板不仅可以满足发热体本身的工作温度极大的降低，而且也可以使得发热体的结构和分布更加均匀，发热均匀性好、高发热、能快速升温，且不易氧化、使用寿命长。但是这种方法所制备的碳晶板需要系统安装。应用不灵活。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种软质碳晶电暖材料及其制备方法，本发明克服以往碳晶板结构固定，材料沉重，需系统安装的缺点。采用软质材料，使“碳晶板”可折叠、卷曲。这样的“碳晶板”除具备以往碳晶板的优点外，还具有便携功能，也可应用于寒冷季节地震等灾区。
[0010]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种软质碳晶电暖材料，它是由下列原料按质量比混合反应制成:
软质塑料:100份；
导电碳晶粉:5_30份；
远红外发射剂:4~8份；
限温剂:8-12份；软质塑料熔点在130°C以上，可在90°C正常使用。
[0011 ] 所述的一种软质碳晶电暖材料及其制备方法，所述的导电碳晶粉为丙烯腈碳纤维或沥青级碳纤维经球磨球磨处理后的短碳纤维。
[0012]一种软质碳晶电暖材料制备方法，其制备过程是将上述原料按比例一次性加入到高速混合机中混合均匀，混合好的物料经过双螺杆挤出机造粒。80°C烘干6小时后，流延成膜。
[0013]所述的一种软质碳晶电暖材料制备方法，所述的双螺杆挤出温度为150~280°C。
[0014]所述的一种软质碳晶电暖材料制备方法，所述的流延膜厚度可根据需要自行调整。
[0015]本发明的优点与效果是:
本发明碳分子团由于外加电场的激励，在热组件中产生无规则的热运动即“布朗运动”，布朗运动使碳分子团产生互相撞击、互摩擦而发出大量的热，这部分热量以红外辐射的形式向外传播，效率非常高，电能转化为热能的效率能达到98%以上。碳晶产品利用碳晶片的这种高效的发热特性，通电短短的三十秒内，并以红外线辐射热为主，就能使碳晶产品表面温度迅速上升，并将这部分热量以热辐射和热传导的方式向周围空间快速传递。传热速度比其他的采暖方式快，时延小，能够迅速提高室内温度。另外，本发明改变以往碳晶板结构固定，材料沉重，需系统安装的缺点。采用软质材料，使“碳晶板”可折叠、卷曲。这样的“碳晶板”除具备以往碳晶板的优点外，还具有便携功能，也可应用于寒冷季节地震等灾区。
【具体实施方式】
[0016]下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0017]实施例1:
一种软质碳晶电暖材料的制备方法，其特征在于:其步骤为:
将软质塑料、导电碳晶粉、远红外发射剂、限温剂按重量配比100: 10: 6: 10的比例一次性加入到高速混合机中混合均匀。
[0018]将步骤1)所得的混合料经过双螺杆挤出机造粒。
[0019]将步骤2)所得颗粒在80°C烘干6小时待用。
[0020]将步骤3)所得的烘干料流延成膜。
[0021]将步骤4)制得的流延膜根据需要裁剪成相应尺寸。
[0022]实施例2:
一种软质碳晶电暖材料的制备方法，其特征在于:其步骤为:
将软质塑料、导电碳晶粉、远红外发射剂、限温剂按重量配比100: 15: 13: 15的比例一次性加入到高速混合机中混合均匀。
[0023]将步骤1)所得的混合料经过双螺杆挤出机造粒。
[0024]将步骤2 )所得颗粒在80 V烘干6小时待用。
[0025]将步骤3)所得的烘干料流延成膜。将步骤4)制得的流延膜根据需要裁剪成相应尺寸。
[0026]实施例3:
一种软质碳晶电暖材料的制备方法，其特征在于:其步骤为:
将软质塑料、导电碳晶粉、远红外发射剂、限温剂按重量配比100: 15: 20: 20的比例一次性加入到高速混合机中混合均匀。
[0027]将步骤1)所得的混合料经过双螺杆挤出机造粒。
[0028]将步骤2 )所得颗粒在80 V烘干6小时待用。
[0029]将步骤3)所得的烘干料流延成膜。
[0030]将步骤4)制得的流延膜根据需要裁剪成相应尺寸。
[0031 ] 本发明制作的软质碳晶电暖材料通电后，碳分子团由于外加电场的激励，在热组件中产生无规则的热运动即“布朗运动”，布朗运动使碳分子团产生互相撞击、互摩擦而发出大量的热，这部分热量以红外辐射的形式向外传播，效率非常高，电能转化为热能的效率能达到98%以上。碳晶产品利用碳晶片的这种高效的发热特性，通电短短的三十秒内，并以红外线辐射热为主，就能使碳晶产品表面温度迅速上升，并将这部分热量以热辐射和热传导的方式向周围空间快速传递。传热速度比其他的采暖方式快，时延小，能够迅速提高室内温度。
[0032]本发明改变以往碳晶板结构固定，材料沉重，需系统安装的缺点。采用软质材料，使“碳晶板”可折叠、卷曲。这样的“碳晶板”除具备以往碳晶板的优点外，还具有便携功能，也可应用于寒冷季节地震等灾区。
【主权项】
1.一种软质碳晶电暖材料，其特征在于:它是由下列原料按质量比混合反应制成: 软质塑料:100份； 导电碳晶粉:5_30份； 远红外发射剂:4~8份； 限温剂:8-12份；软质塑料熔点在130°C以上，可在90°C正常使用。2.根据权利要求1所述的一种软质碳晶电暖材料及其制备方法，其特征在于:所述的导电碳晶粉为丙烯腈碳纤维或沥青级碳纤维经球磨球磨处理后的短碳纤维。3.一种软质碳晶电暖材料制备方法，其特征在于:其制备过程是将上述原料按比例一次性加入到高速混合机中混合均匀，混合好的物料经过双螺杆挤出机造粒，80°C烘干6小时后，流延成膜。4.根据权利要求3所述的一种软质碳晶电暖材料制备方法，其特征在于:所述的双螺杆挤出温度为150~280°C。5.根据权利要求3所述的一种软质碳晶电暖材料制备方法，其特征在于:所述的流延膜厚度可根据需要自行调整。
【专利摘要】一种软质碳晶电暖材料及其制备方法，涉及一种采暖发热材料及其制备方法，其制备过程是将软质塑料100份；导电碳晶粉5-30份；远红外发射剂4~份；限温剂8-12份；按比例一次性加入到高速混合机中混合均匀，混合好的物料经过双螺杆挤出机造粒。80℃烘干6小时后，流延成膜。本发明制得的新型软质碳晶电暖材料改变以往碳晶板结构固定，材料沉重，需系统安装的缺点。采用软质材料，使“碳晶板”可折叠、卷曲。这样的“碳晶板”除具备以往碳晶板安全、节能、保健的优点外，还具有便携功能，也可应用于寒冷季节地震等灾区。
【IPC分类】H05B3/10, B29B9/06
【公开号】CN105263199
【申请号】CN201510758904
【发明人】葛铁军, 朱娜, 任晓东, 王毅
【申请人】沈阳化工大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月10日