专利名称：一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电热供暖复合材料的改进技术，具体为一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法。
背景技术：
目前，除了金属与非金属等红外加热产品，碳纤维导电材料制成的电热产品也迅猛发展。碳晶是一种改性提纯碳素颗粒发热产品，以短碳纤维改性后进行球磨处理，制成微晶颗粒后，再加入远红外发射剂，以特殊工艺合成制作成加热元件。碳纤维电热产品虽优点众多，如导电性能稳定、强度大、比重小、厚度薄、使用方便等，但也存在发热均勻性不良、 有过热点、温差过大，特别是制作温度在80°C以上的电热产品时，温差在20°C以上，不符合国家标准。同时，虽然出现了碳纤维远红外增强的导电材料，但制作工艺繁琐，且由于远红外增强剂匹配不当可能存在有害射线，影响健康使用。
发明内容
为了克服上述已有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法，以解决和优化现有电热制品发热均勻性差等问题，为电力供暖领域提供节能环保的新型导电复合材料。本发明技术方案是一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料，其特征在于按重量百分比计，包括纸浆70 95% 纳米碳纤维2 20%;纳米远红外负离子粉2 5%; 扩散剂1 5%。本发明远红外负离子碳晶电热供暖复合材料，按重量百分比计，优选组成如下纸浆88 92% ；纳米碳纤维4 6% ；纳米远红外线负离子粉2 3% ；扩散剂2 3%.纸浆可以为植物纸浆或其他纤维纸浆及回收废纸制成的纸浆均可；植物纸浆组成可以如下按重量百分比计，NaOH 4 6% ；H2030 40% ；植物纤维55 65%。纳米碳纤维优选规格如下直径10 lOOnm，长度10 20um ；优选聚内烯晴基纳米碳纤维。纳米远红外线负离子粉可以采用纳米竹碳纤维，是一种通过高效吸收和发射远红外线，释放负离子而具有保温、改善微循环系统、促进血液循环、抑制微生物生长等保健功能的功能纤维。优选规格如下直径10 lOOnm，长度10 20um，远红外线发射率> 85%，负离子数> 6500 个/cm3。可以采用市购的远红外粉或负离子粉代替纳米竹碳纤维，可以降低成本。各类纳米远红外线负离子粉均为市购产品。扩散剂为市购产品，如亚甲基双萘磺酸钠(NNO)等。本发明远红外负离子碳晶电热供暖复合材料的制备方法如下本发明以纸浆、纳米碳纤维、纳米远红外负离子粉、扩散剂为原料，通过制浆、打浆、混浆、抄纸、烘干、上卷等工序制作成导电复合材料。在打浆过程中，进行混浆工序将纳米碳纤维、纳米远红外负离子粉均勻地加入到纸浆中；其中，纳米碳纤维在打浆开始后1-2小时加入，同时加入造纸扩散剂；在加入纳米碳纤维后，继续打浆0. 5 1. 5小时加入纳米远红外负离子粉。打浆为造纸中的常现技术， 打浆过程中的加水量可以为原料的2 3倍。
打浆、混装完成后需要检验，用100 200目筛网在纸浆的4 5cm深度多次取样； 压干并光照去除水分。首先，通过目测是否均勻分布；然后，进行电阻测量，要求多次阻值误差在+2% -5%范围。本发明远红外负离子碳晶电热供暖复合材料的电阻率可以在2-2000 Ω · cm范围内，可根据需要进行调整。本发明的有益效果是本发明一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法，由于采用纳米级碳纤维，在纸浆中分散更均勻，成型后电流分配更完善，发热更均勻， 而且稳定性良好；由于采用纳米远红外负离子粉，尤其是竹碳纤维，打浆混浆过程更合理完善，增加有益辐射量，实现健康环保的目的；由于采用植物纸浆或废纸浆等，可有效降低环境污染。
具体实施例方式本发明以纸浆、纳米碳纤维、纳米远红外负离子粉、扩散剂为原料，通过制浆、打浆、混浆、抄纸、烘干、上卷等工序制作成导电复合材料。在打浆过程中，进行混浆工序将纳米碳纤维、纳米远红外负离子粉均勻地加入到纸浆中；其中，纳米碳纤维在打浆开始后1-2 小时加入，同时加入造纸扩散剂；在加入纳米碳纤维后，继续打浆0. 5 1. 5小时加入纳米远红外负离子粉。打浆为造纸中的常现技术，打浆过程中的加水量可以为原料的2 3倍。打浆、混装完成后需要检验，用100 200目筛网在纸浆的4 5cm深度多次取样； 压干并光照去除水分。首先通过目测是否均勻分布，然后进行电阻测量，要求五次阻值误差在+2% -5%范围。实施例1使用制备好的纸浆(选旧植物纤维，如稻草)，打浆开始后2小时加入重量含量为 4 6%的纳米碳纤维，同时加入重量含量为2 3%造纸扩散剂亚甲基双萘磺酸钠(NNO)， 继续打浆1小时加入重量含量为2 3%的纳米远红外负离子粉(竹碳纤维)，纸浆为余量，打浆5小时后检验合格；然后抄纸、烘干。本实施例导电复合材料的电阻率为40 800 Ω · cm，可用作取暖用电热材料，如地暖板、棚暖板、电热画、电暖器、脚踏板等。实施例2使用制备好的纸浆(废纸)，打浆开始后3小时加入重量含量为5%的纳米碳纤维，同时加入重量量含量为3%造纸扩散剂亚基双甲基萘磺酸钠(MF)，继续打浆1小时加入重量含量为4%的纳米远红外负离子粉(竹碳纤纳)，纸浆为余量，打浆5小时后检验合格； 然后抄纸、烘干。本实施例导电复合材料的电阻率为50 Ω · cm，做出的制品可用于电援器寸。实施例3使用制备好的纸浆(选用植物纤维，如桔杆)，打浆开始后3小时加入重量含量为 6%的纳米碳纤维，同时加入重量含量为4%造纸扩散剂亚甲基双萘磺酸钠(NNO)，继续打浆1. 5小时加入重量含量为5%的华微科技(厦门)有限公司的FIR-300远红外线粉，纸浆为余量，打浆6小时后检验合格；然后抄纸、烘干。本实施例导电复合材料的电阻率为40 50 Ω · cm，可用于制作电加热取暖用品。
权利要求
1.一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料，其特征在于按重量百分比计，包括纸浆70 95% 纳米碳纤维2 20% ；纳米远红外负离子粉2 5% ；扩散剂1 5%。
2.按照权利要求1所述的远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法，其特征在于以纸浆、纳米碳纤维、纳米远红外负离子粉、扩散剂为原料，在打浆过程中，进行混浆工序将纳米碳纤维、纳米远红外负离子粉均勻地加入到纸浆中；其中，纳米碳纤维在打浆开始后1-2小时加入，同时加入造纸扩散剂；在加入纳米碳纤维后，继续打浆0. 5 1. 5小时加入纳米远红外负离子粉；打浆之后，经抄纸、烘干制作成复合导电材料。
3.按照权利要求2所述的远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法，其特征在于打浆过程中进行检验控制，用100 200目筛网在纸浆的4 5cm深度多次取样；压干并光照去除水分，进行电阻测量，要求阻值误差在+2% -5%范围。
全文摘要
本发明涉及一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法，具体为一种远红外负离子碳晶电热供暖复合材料及其制备方法，解决现有电热供暖材料发热不均匀和环境效果不良等问题，用于制作取暖用加热电热板。按重量百分比计，该电热供暖复合材料组成为纸浆70～95％∶纳米碳纤维2～20％；纳米远红外负离子粉2～5％；扩散剂1～5％。本发明以纸浆、纳米碳纤维、纳米远红外负离子粉、扩散剂为原料，通过制浆、打浆。混浆、抄纸、烘干、上卷等工序制作成导电复合材料；在打浆过程中，进村混装工序将纳米碳纤维、扩散剂、纳米远红外负离子粉均匀地加入到纸浆中。本发明同时具有远红外线发射和负离子释放功能，能有效释放有害电荷，发挥净化消毒和环保的作用。
文档编号H05B3/14GK102457994SQ20101052921
公开日2012年5月16日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者李家波 申请人:李家波