一种高分子电热板的制作方法

文档序号:10826438
一种高分子电热板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高分子电热板,由散热面层(4)、泄漏电流屏蔽层(6)、第一绝缘层(7)、高分子电热膜(1)、第二绝缘层(8)、隔热层(9)依次层叠复合而成;高分子电热膜(1)通过屏蔽层引线(10)与泄漏电流屏蔽层(6)电连接;高分子电热膜(1)包括设有电极带(2)的基材,并且该基材的表面涂覆有高分子电热涂料。本实用新型不仅提高了电热板发热面的温度均一性,使之具有较高的电热转化率及热效率,而且降低了导电电极位置的接触电阻,减少了线路中电容性泄漏电流,从而使整个高分子电热板更加安全可靠、更稳定。
【专利说明】
一种高分子电热板
技术领域
[0001]本实用新型涉及电加热设备领域,尤其涉及一种高分子电热板。
【背景技术】
[0002]近几年来,板状电加热器以其发热面积大、占地尺寸小、高电热转化率、低功率密度、高热辐射效果、低工作温度以及安装过程简便等优点,被广泛应用在建筑物的电采暖领域。目前,现有板状电加热器主要有以下两种结构:
[0003]第一种结构:以碳纤维纸作为发热芯材、以铜箔带作为导电电极、以浸胶玻璃纤维布作为绝缘材料,经一定温度和压力加工成薄板状电热材料;然后将该薄板状电热材料与隔热材料和起支撑作用的框架复合在一起,从而制成板状电加热器。但这种结构的板状电加热器至少存在以下缺点:
[0004](I)碳纤维纸是人们将短切碳纤维分散在纸浆中制成的,但在造纸过程中很难保证短切碳纤维均匀分散,因此碳纤维纸在通电工作时极易出现温度分布不均现象。
[0005](2)作为导电电极的铜箔带是在加工过程中依靠压力与碳纤维纸接触从而实现导电作用的,这使得导电电极与碳纤维纸之间必然存在接触电阻;而在加工过程中熔融的胶液难免会在温度和压力作用下渗入到导电电极与碳纤维纸之间,这会使导电电极与碳纤维纸之间的接触电阻进一步增大。接触电阻的存在会使导电电极与碳纤维纸之间的工作温度相对偏高,而较高的工作温度又会加剧接触电阻的增大,因此在长期大负荷的工作状态下,这种恶性循环会使该板状电加热器的安全状况日趋恶化且难于预测安全风险。
[0006]第二种结构:以碳纤维发热线、电热合金丝、电热合金箔带为发热芯材,用胶粘剂固定于金属面板,再覆以隔热材料,从而制成板状电加热器。但这种结构的板状电加热器至少存在以下缺点:由于发热芯材均是属于线状发热材料,因此这种结构的板状电加热器发热相对集中、热效率低,而且电极连接处冷热端难于平稳过渡,极易因长期过热而老化。此夕卜,这种结构的板状电加热器均未对因电容效应而产生的泄漏电流问题予以考虑,因此随着这种结构的板状电加热器的使用,泄漏电流会不断增加,这容易使电源线路中的漏电断路器发生跳闸。

【发明内容】

[0007]针对现有技术中的上述不足之处,本实用新型提供了一种高分子电热板,不仅提高了电热板发热面的温度均一性,使之具有较高的电热转化率及热效率,而且降低了导电电极位置的接触电阻,减少了线路中电容性泄漏电流,从而使整个高分子电热板更加安全可靠、更稳定。
[0008]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]—种高分子电热板,由散热面层4、泄漏电流屏蔽层6、第一绝缘层7、高分子电热膜
1、第二绝缘层8、隔热层9依次层叠复合而成;所述的高分子电热膜I包括设有至少两条平行电极带2的基材,并且该基材的表面涂覆有高分子电热涂料;在所述电极带2中,至少有一条电极带2作为该高分子电热膜I的相线电极11,并且至少有一条电极带2作为该高分子电热膜I的零线电极12;该高分子电热膜I的零线电极12通过屏蔽层引线10与泄漏电流屏蔽层6电连接。
[0010]优选地,所述的基材为玻璃纤维布、化纤布或棉本色布;所述的电极带2是由导电纤维替代所述基材的部分经向纤维或部分玮向纤维编织而成。
[0011]优选地,所述的导电纤维采用直径为0.03?0.6mm的金属丝或金属丝复合棉纱,并且所述电极带2的宽度为4?15mm。
[0012]优选地,所述的泄漏电流屏蔽层6为金属膜、镀铝膜、碳纤维纸或碳纤维网。
[0013]优选地,所述的散热面层4采用厚度<Imm的环氧树脂绝缘板制成。
[0014]优选地,所述的散热面层4采用厚度<Imm的金属板制成,并且该散热面层4与泄漏电流屏蔽层6设有第三绝缘层5。
[0015]优选地,所述的第三绝缘层5为环氧树脂绝缘板、聚对苯二甲酸乙二酯PET膜或聚酰亚胺膜。
[0016]优选地,第一绝缘层7和第二绝缘层8为环氧树脂绝缘板、PET膜或聚酰亚胺膜。
[0017]优选地,泄漏电流屏蔽层6下端设有电极端子3;所述屏蔽层引线10的一端焊接在该电极端子3上,而所述屏蔽层引线10的另一端与高分子电热膜I的零线电极12连接。
[0018]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出,本实用新型实施例所提供的高分子电热板采用了高分子电热膜I,而该高分子电热膜I是将高分子电热涂料涂覆到设有电极带2的基材上制成的,因此高分子导电涂料可以均匀地、紧密地包裹住整个高分子电热膜的电极带2(即导电电极),从而使该高分子电热膜I不会出现现有电热材料的冷热端过渡问题,而且大大降低了导电电极与电热材料之间的接触电阻。同时,由于高分子导电涂料的涂布均匀性可控,因此高分子电热膜I在通电时,该高分子电热板的发热面具有较高的温度均一性。此外,该高分子电热板增设了泄漏电流屏蔽层6,并且采用屏蔽层引线10将泄漏电流屏蔽层6与高分子电热膜I的零线电极12连接,从而可以减少线路中电容性泄漏电流。由此可见,本实用新型实施例不仅提高了电热板发热面的温度均一性,使之具有较高的电热转化率及热效率,而且降低了导电电极位置的接触电阻,减少了线路中电容性泄漏电流,从而使整个高分子电热板更加安全可靠、更稳定。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
[0020]图1为本实用新型实施例所提供的高分子电热膜的结构示意图。
[0021]图2为本实用新型实施例所提供的高分子电热板的结构示意图一。
[0022]图3为本实用新型实施例所提供的高分子电热板的结构示意图二。
【具体实施方式】
[0023]下面结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型的保护范围。
[0024]下面对本实用新型所提供的高分子电热板进行详细描述。
[0025]如图1、图2和图3所不,一种高分子电热板,由散热面层4、泄漏电流屏蔽层6、第一绝缘层7、高分子电热膜1、第二绝缘层8、隔热层9依次层叠复合而成。所述的高分子电热膜I包括设有至少两条平行电极带2的基材以及涂覆于该基材表面的高分子电热涂料(例如:该高分子电热涂料可以采用现有技术中的本征型导电高分子电热材料、掺杂型导电高分子电热材料或本征+掺杂型导复合电高分子电热材料),并且所述高分子电热涂料涂覆于该基材的两面,即与第一绝缘层7接触的一面和与第二绝缘层8接触的一面。在所述电极带2中,至少有一条电极带2作为该高分子电热膜I的相线电极11,并且至少有一条电极带2作为该高分子电热膜I的零线电极12;该高分子电热膜I的零线电极12通过屏蔽层引线10与泄漏电流屏蔽层6电连接。
[0026]具体地,该高分子电热板的各部件具体可以包括如下的实施方案:
[0027](I)如图1所示,所述的基材为玻璃纤维布、化纤布或棉本色布,所述的电极带2是由导电纤维替代所述基材的部分经向纤维或部分玮向纤维编织而成。其中,所述的导电纤维采用直径为0.03?0.6mm的金属纤维、金属丝或金属丝复合棉纱,其替代所述基材的经向纤维的数量为10?100根,从而相互紧邻排布的导电纤维之间可以形成具有导电性的宽度为4?15mm的电极带2。所述高分子电热膜I的基材上所设置的电极带2最好是互相平行且对称的,这可以方便这些电极带2作为高分子电热膜的导电电极使用。
[0028]在实际应用中,所述高分子电热膜I可以采用以下加工工艺制成:在高分子电热膜I的基材织造过程中,按照电热板设计的载流量要求,可以将所述基材指定位置的一组经向纤维替代成一定数量的金属纤维、金属丝或金属丝复合棉纱进行织造,从而即可得到设有电极带2的基材;然后采用高精度涂布设备将高分子电热涂料均匀地涂覆到所述基材上,从而即可制得高分子电热膜I。
[0029](2)所述的泄漏电流屏蔽层6最好采用外形尺寸略小于所述高分子电热膜I的金属膜、镀铝膜、碳纤维纸或碳纤维网。所述的泄漏电流屏蔽层6的下端可以设有电极端子3,并且所述屏蔽层引线10的一端焊接在该电极端子3上,而所述屏蔽层引线10的另一端与高分子电热膜I的零线电极12连接。
[0030](3)所述的散热面层4可以采用厚度Slmm的环氧树脂绝缘板制成,也可以采用厚度< Imm的金属板制成。如图2所示,当所述散热面层4采用金属板制成时,该散热面层4与泄漏电流屏蔽层6之间应设有第三绝缘层5,从而可以对散热面层4与泄漏电流屏蔽层6之间绝缘防护。
[0031](4)所述的第一绝缘层7、第二绝缘层8和第三绝缘层5均可以采用环氧树脂绝缘板、聚对苯二甲酸乙二酯PET膜或聚酰亚胺膜。
[0032]进一步地,本实用新型所提供的高分子电热板采用了高分子电热膜1,而高分子电热膜I是将高分子电热涂料涂覆到设有电极带2的基材上制成的,因此高分子导电涂料可以均匀地、紧密地包裹住整个高分子电热膜的电极带2(即导电电极),从而使该高分子电热膜I不会出现现有电热材料的冷热端过渡问题,而且大大降低了导电电极与电热材料之间的接触电阻。同时,由于高分子导电涂料的涂布均匀性可控,因此高分子电热膜I在通电时,该高分子电热板的发热面具有较高的温度均一性。此外,该高分子电热板通过增设泄漏电流屏蔽层6,并且采用屏蔽层引线10将泄漏电流屏蔽层6与高分子电热膜I的零线电极12连接,从而可以减少线路中电容性泄漏电流。
[0033]可见,本实用新型实施例不仅提高了电热板发热面的温度均一性,使之具有较高的电热转化率及热效率,而且降低了导电电极位置的接触电阻,减少了线路中电容性泄漏电流,从而使整个高分子电热板更加安全可靠、更稳定。
[0034]为了更加清晰地展现出本实用新型所提供的技术方案及所产生的技术效果,下面以具体实施例对本实用新型实施例所提供的高分子电热板进行详细描述。
[0035]实施例1
[0036]如图1和图2所示,一种高分子电热板,包括散热面层4、第三绝缘层5、泄漏电流屏蔽层6、第一绝缘层7、高分子电热膜1、第二绝缘层8和隔热层9;散热面层4、第三绝缘层5、泄漏电流屏蔽层6、第一绝缘层7、高分子电热膜1、第二绝缘层8、隔热层9依次层叠,并且各结构层之间采用高熔点粘结剂进行热压粘合,而泄漏电流屏蔽层6通过屏蔽层引线10与高分子电热膜I的零线电极12连接,从而形成高分子电热板。
[0037]其中,该高分子电热板的各部件具体可以包括如下的实施方案:
[0038](I)散热面层4可以采用厚度为Imm的铝板制成。在实际应用中,可以将铝板制成深度为20_的长方形盘状板框,该高分子电热板的所有结构层都可以放入该长方形盘状板框内,从而该长方形盘状板框成为该高分子电热板的支撑框架,而该长方形盘状板框的底面为散热面层4。为了增强散热面层4的传热效果,散热面层4的内外表面均可以进行喷塑处理,并且内表面最好喷塑成黑色。
[0039](2)第三绝缘层5、第一绝缘层7和第二绝缘层8均采用厚度为0.1mm的PET膜,并且这两个绝缘层的外形尺寸相同。
[0040](3)泄漏电流屏蔽层6采用厚度为0.075mm的PET镀铝膜,其外形尺寸比第三绝缘层5小20mm。在泄漏电流屏蔽层6的下端铆接有电极端子3,屏蔽层引线10的一端焊接在该电极端子3上,而屏蔽层引线10的另一端与高分子电热膜I的零线电极12连接。
[0041](4)隔热层9采用厚度为20_的聚氨酯保温板。
[0042](5)高分子电热膜I应预先接好电源引线(即相线电极11和零线电极12的引线),并进行绝缘密封处理。将外形尺寸小于第一绝缘层7和第二绝缘层8约30mm的高分子电热膜I置于第一绝缘层7和第二绝缘层8之间,并以高熔点粘结剂进行粘合,再采用热封设备进行压制,即可得到绝缘密封好的高分子电热膜I。
[0043]具体地,该高分子电热板的制备过程如下:将散热面层4、第三绝缘层5、泄漏电流屏蔽层6、已绝缘密封好的高分子电热膜1、隔热层9依次层叠,并且各结构层之间采用高熔点粘结剂进行热压粘合,而泄漏电流屏蔽层6通过屏蔽层引线10与高分子电热膜I的零线电极12连接,从而制得成品高分子电热板。
[0044]实施例2
[0045]如图1和图3所不,一种高分子电热板,包括散热面层4、泄漏电流屏蔽层6、第一绝缘层7、高分子电热膜1、第二绝缘层8和隔热层9;散热面层4、泄漏电流屏蔽层6、第一绝缘层
7、高分子电热膜1、第二绝缘层8、隔热层9依次层叠,并且各结构层之间采用高熔点粘结剂进行热压粘合,而泄漏电流屏蔽层6通过屏蔽层引线10与高分子电热膜I的零线电极12连接,从而形成高分子电热板。
[0046]其中,该高分子电热板的各部件具体可以包括如下的实施方案:
[0047](I)散热面层4可以采用厚度不大于0.5_的浸胶玻璃纤维布制成。
[0048](2)第一绝缘层7和第二绝缘层8均采用厚度大于0.5mm的浸胶玻璃纤维布,并且这两个绝缘层的外形尺寸相同。
[0049](3)泄漏电流屏蔽层6采用厚度不大于0.08_的碳纤维导电纸,其单位面积电阻应小于50 Ω,其外形尺寸可略小于高分子电热膜I。在泄漏电流屏蔽层6的下端粘附有一条宽度为10_、厚度不小于0.04mm的电极端子3。
[0050](4)隔热层9采用厚度为20_的聚氨酯保温板。
[0051](5)高分子电热膜I的外形尺寸小于第一绝缘层7约30mm,而且高分子电热膜I应预先接好电源引线(即相线电极11和零线电极12的引线),并进行绝缘密封处理,从而得到绝缘密封好的高分子电热膜I。
[0052]具体地,该高分子电热板的制备过程如下:将散热面层4、泄漏电流屏蔽层6、第一绝缘层7、高分子电热膜1、第二绝缘层8由下至上依次层叠对齐铺平,再放入热压机中在一定温度和压力下固化成高分子电热板的半成品;然后将屏蔽层引线10的一端焊接在该电极端子3上,而将屏蔽层引线10的另一端与高分子电热膜I的零线电极12连接;将所述高分子电热板的半成品与隔热层9贴合,再用一个合适框架固定从而就构成了成品高分子电热板。
[0053]需要说明的是,多个本实用新型实施例所提供的高分子电热板可以构成的运行更安全可靠、更稳定的电采暖系统。
[0054]综上可见,本实用新型实施例不仅提高了电热板发热面的温度均一性,使之具有较高的电热转化率及热效率,而且降低了导电电极位置的接触电阻,减少了线路中电容性泄漏电流,从而使整个高分子电热板更加安全可靠、更稳定。
[0055]以上所述,仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种高分子电热板,其特征在于,由散热面层(4)、泄漏电流屏蔽层(6)、第一绝缘层(7)、高分子电热膜(1)、第二绝缘层(8)、隔热层(9)依次层叠复合而成;所述的高分子电热膜(I)包括设有至少两条平行电极带(2)的基材,并且该基材的表面涂覆有高分子电热涂料;在所述电极带(2)中,至少有一条电极带(2)作为该高分子电热膜(I)的相线电极(11),并且至少有一条电极带(2)作为该高分子电热膜(I)的零线电极(12);该高分子电热膜(I)的零线电极(12)通过屏蔽层引线(10)与泄漏电流屏蔽层(6)电连接。2.根据权利要求1所述的高分子电热板,其特征在于,所述的基材为玻璃纤维布、化纤布或棉本色布;所述的电极带(2)是由导电纤维替代所述基材的部分经向纤维或部分玮向纤维编织而成。3.根据权利要求2所述的高分子电热板,其特征在于,所述的导电纤维采用直径为0.03?0.6mm的金属丝或金属丝复合棉纱,并且所述电极带(2)的宽度为4?15mm。4.根据权利要求1或2或3所述的高分子电热板,其特征在于,所述的泄漏电流屏蔽层(6)为金属膜、镀铝膜、碳纤维纸或碳纤维网。5.根据权利要求1或2或3所述的高分子电热板,其特征在于,所述的散热面层(4)采用厚度< Imm的环氧树脂绝缘板制成。6.根据权利要求1或2或3所述的高分子电热板,其特征在于,所述的散热面层(4)采用厚度Slmm的金属板制成,并且该散热面层(4)与泄漏电流屏蔽层(6)设有第三绝缘层(5)。7.根据权利要求6所述的高分子电热板,其特征在于,所述的第三绝缘层(5)为环氧树脂绝缘板、聚对苯二甲酸乙二酯PET膜或聚酰亚胺膜。8.根据权利要求1或2或3所述的高分子电热板,其特征在于,所述的第一绝缘层(7)和第二绝缘层(8)为环氧树脂绝缘板、PET膜或聚酰亚胺膜。9.根据权利要求1或2或3所述的高分子电热板,其特征在于,所述的泄漏电流屏蔽层(6)下端设有电极端子(3);所述屏蔽层引线(10)的一端焊接在该电极端子(3)上,而所述屏蔽层引线(10)的另一端与高分子电热膜(I)的零线电极(12)连接。
【文档编号】H05B3/02GK205510437SQ201620213225
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】谢建军, 王安生, 杨永华, 李振东
【申请人】北京新宇阳科技有限公司
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