一种高温碳纤维加热布的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高温碳纤维加热布，包括由绝缘纤维通过经线和纬线编织而成的绝缘纤维编织带，所述绝缘纤维编织带的径向或纬向上穿插有相互平行排列的碳纤维，所述碳纤维的两端连接有电极，所述绝缘纤维为高温绝缘纤维；由于高温绝缘纤维的耐高温性能，能承受较高的温度，这样，用高温绝缘纤维编织的碳纤维加热布能够达到较高的温度，确保加热布具有良好的高温性能，除了日常使用的取暖、保温等日常加热、加温的使用领域外，还可以将其应用到需要较高温度的工业应用领域，大大增加了加热布的应用范围。
【专利说明】一种高温碳纤维加热布 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及一种碳纤维加热布，特别是一种高温碳纤维加热布。 【【背景技术】】
[0002] 目前发热、加热产品及其应用，普遍是采用更为环保和节能的材料制作而成的，碳 纤维的加热/发热功能的应用就是利用其本身纤维状碳材料的特点，利用其耐腐蚀性，抗 氧化（金属容易氧化造成局部击穿），高稳定性，寿命更长，热转换率高（98 %以上）等特 点，其加热/发热效果比较常用以烧油烧电为辅助热源的/加热发热方式节能30-50%，安 装使用简单方便，环保节能，成本低廉。现有的加热布产品主要是材料用浸碳碳纤维发热和 碳纤维发热，将其编制在的涤纶或棉线上，然后给碳纤维通电使其发热，由于涤纶和棉线的 熔点、燃点低，老化快，这样加热布就很难承受较高的发热/加热温度，其碳纤维加热布的 高温性能较差，应用范围受限。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明提供一种高温碳纤维加热布，以解决上述碳纤维加热布耐高温性能较差， 应用范围受限的技术问题。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种高温碳纤维加热布，包括由绝缘纤维通 过经线和纬线编织而成的绝缘纤维编织带，所述绝缘纤维编织带的径向或纬向上穿插有相 互平行排列的碳纤维，所述碳纤维的两端连接有电极，所述绝缘纤维为高温绝缘纤维。
[0005] 本发明的有益效果是：通过经线和纬线编织而成的绝缘纤维编织带中的绝缘纤维 为高温绝缘纤维，由于高温绝缘纤维的耐高温性能好，能承受较高的温度，这样，用高温绝 缘纤维编织的碳纤维加热布能够达到较高的温度，确保加热布具有良好的高温性能，能够 将其应用到较高温度加热的使用领域，除了日常使用的取暖、保温等日常加热、加温的使用 领域外，还可以将其应用到需要较高温度的工业应用领域，大大增加了加热布的使用范围。
[0006] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0007] 进一步，所述高温绝缘纤维为玻璃纤维、特氟龙纤维、凯芙拉纤维、石棉纤维、石英 纤维、玄武岩纤维、合成耐高温纤维或合成阻燃纤维。
[0008] 采用上述进一步方案的有益效果是：由于玻璃纤维耐温高，不燃，抗腐，抗拉强度 高，电绝缘性好，吸水性小，弹性系数高，刚性佳等特点，这样，高温碳纤维加热布就非常耐 高温，同时抗拉，防潮等性能；由于特氟龙纤维具有显著的热稳定性，抗湿、耐磨、耐腐蚀、电 绝缘等性能，这样，高温碳纤维加热布就具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性，可以应用于较 恶劣的环境中；由于凯芙拉纤维的抗拉性能良好，这样，高温碳纤维加热布的韧性就会增 力口，非常耐用；由于石棉纤维具有比密度和容重都较小，化学性质稳定，导电率低等特点，这 样，高温碳纤维加热布就具有重量较轻，使用寿命长等特点；由于适应纤维具有耐热性，其 高温下轻度保持率高，尺寸稳定，这样，高温炭纤维加热布在高温使用情况下膨胀较小，不 易变形；由于合成耐高温纤维和合成阻燃纤维具有良好的高温稳定性，耐化学药剂等性能， 这样，高温碳纤维加热布在耐高温的同时，还不容易老化、变质，质量可靠等特点。
[0009] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0010] 进一步，所述碳纤维为浸碳棉纤维、浸碳涤纶纤维或浸碳化学合成纤维。
[0011] 采用上述进一步方案的有益效果是：由于棉纤维原材料广泛，透气性好，柔软而保 暖；涤纶纤维具有强度高，弹性好，尺寸稳定性好等特点；化学合成纤维具有耐磨耐疲劳， 强度高，弹性好，密度低等特点；通过预浸的方法将碳复合在上述纤维上形成碳纤维，碳纤 维中的碳含量均匀，这样使加热布具有良好的加热、柔软等性能。
[0012] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0013] 进一步，所述碳纤维为裹碳棉纤维、裹碳涤纶纤维或裹碳化学合成纤维。
[0014] 采用上述进一步方案的有益效果是：裹碳的方式将碳裹覆在上述纤维上，工艺简 单，成本低。
[0015] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0016] 进一步，所述碳纤维为长丝碳纤维或纳米碳纤维丝构成。
[0017] 采用上述进一步方案的有益效果是：由于长丝碳纤维具有升温迅速，电热转换效 率高，节省电能，抗拉强度高，化学性能稳定等特点，这样高温加热布就可以在通电后迅速 达到设定的温度，使用非常方便，电热效率接近100%，非常节能环保；由于纳米碳纤维丝 具有相当出色的力学性能，高导电率性，热稳定性好，比表面积大，结构致密，质地轻等特 点，这样高温加热布就具有很高的抗拉强度，不易折断；耐腐蚀、不衰减、不易氧化，稳定、使 用寿命长；不产生电磁辐射，具有远红外辐射功能，有利于人体健康。
[0018] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0019] 进一步，所述电极通过金属导线采取经纬编制的方式与碳纤维连接。
[0020] 采用上述进一步方案的有益效果是：由于电极通过金属导线采取经纬编制的方式 与碳纤维连接，这样高温加热布的电极就和加热布的主体保持一致，成为一整体。
[0021] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0022] 进一步，所述金属导线为铜线或镀锡铜线。
[0023] 采用上述进一步方案的有益效果是：由于铜线导电率高，这样高温加热布的电性 能就会显著提高，而镀锡铜线更增加了铜线的可焊性，其与碳纤维的连接可靠性会进一步 提1?。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0024] 图1是本发明高温碳纤维加热布的结构简图。
[0025] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0026] 1、高温绝缘纤维，2、碳纤维，3、电极，4、电源线，5、控制器，6、电源插头 【【具体实施方式】】
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0028] 本发明高温加碳纤维加热布的结构简图如图1所示，包括由高温绝缘纤维1经纬 编织而成的绝缘纤维编织带，绝缘纤维编织带的径向上平行穿插有数根碳纤维2,碳纤维2 的两端连接有电极线3,电源线4连接在电极3的两端，控制器5连接在电源插头6和电源 线4之间。
[0029] 当给碳纤维2通电时，通过碳纤维2转化为热能并以远红外辐射的方式向外散发 出来，由于高温绝缘纤维1的耐高温性能好，能承受较高的温度，这样，用高温绝缘纤维编 织的碳纤维加热布能够达到较高的温度，确保加热布具有良好的高温性能；可以通过控制 器5控制加热布的温度和通断电流以达到智能控制的目的。
[0030] 本发明高温碳纤维加热布，由于采用高温绝缘纤维和碳纤维发热体加热，具有散 热均匀、升温快、效率高的特点，具有较强的辐射对流作用，电热转换率达99%以上，使用中 无电磁干扰和污染、无灰尘、无噪音，升温迅速，相比传统加热产品电暖器节能50%;产品在 发热的同时，还具有3-20um波长的远红外辐射，其辐射转换率为70%以上，高于同类产品 的国家标准，远红外线被现代医学界誉为"生命之光"，研究表明，人体对于大于6um的远红 外线是较好的吸收体，在接收到远红外线后，人体的组织和细胞共振吸收，能增强活性，促 进新陈代谢减少多余脂肪。电热线的红外波长为3-20um，对人体起到远红外保健和辐射理 疗作用，无烟无尘，不干燥，无污染，是新型绿色环保节能产品；产品重量轻、无污染、结构坚 固、使用寿命不低于10万小时，使用方便，应用广泛。
[0031] 本实施列中的高温绝缘纤维1选用玻璃纤维，其拉伸强度高，弹性系数高，刚性 佳，吸收冲击能量大，非常经久耐用；具有不燃性，耐化学性佳，防腐性能好；吸水性小，具 有良好的防水性能；原材料广泛，成本较低。本实施列中的碳纤维2选用规格为10K的长 丝碳纤维，其升温快、散热均匀，5-10秒即可达到工作温度，使用中无电磁干扰和污染、无灰 尘、无噪音；抗拉强度高，不易折断；耐腐蚀、不衰减、不易氧化，使用寿命长等特点。本实施 列中每相邻两根的碳纤维相距7. 3毫米，单根碳纤维丝长度为1400毫米，其表面发热温度 为90度可以用于家用挂暖使用，同时可以改变每一回路碳纤维的有效长度来达到不同的 碳纤维表面温度，和改变每相邻两根碳纤维的间距来改变达到发热布表面温度的时间。
[0032] 另外，高温绝缘纤维1还可选用特氟龙纤维，其具有显著的热稳定性，抗湿、耐磨、 耐腐蚀、电绝缘等性能，这样，高温碳纤维加热布就具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性，可 以应用于较恶劣的环境中；或石棉纤维，其具有比密度和容重都较小，化学性质稳定，导电 率低等特点，这样，高温碳纤维加热布就具有重量较轻，使用寿命长等特点；或合成耐高温 纤维和合成阻燃纤维，其具有良好的高温稳定性，耐化学药剂等性能，这样，高温碳纤维加 热布在耐高温的同时，还还不容易老化、变质，质量可靠等特点。
[0033] 其碳纤维2还可选用浸碳棉纤维、浸碳涤纶纤维、浸碳化学合成纤维或裹碳上述 纤维，其工艺简单，成本低并且使加热布具有良好的加热，柔软等性能；或者选用纳米碳纤 维丝，其具有相当出色的力学性能，高导电率性，热稳定性好，比表面积大，结构致密，质地 轻等特点，这样高温加热布就具有很高的抗拉强度，不易折断；耐腐蚀、不衰减、不易氧化， 稳定、使用寿命长等特点。
[0034] 其电极3可以选用铜线或铝线等金属导向进行电信号的传输，根据成本、导电效 率和具体应用环境加以选取。
[0035] 以上对本发明所提供的高温碳纤维加热布进行了详细介绍，本文中应用了具体个 例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的 核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用 范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1. 一种高温碳纤维加热布，包括由绝缘纤维通过经线和纬线编织而成的绝缘纤维编织 带，所述绝缘纤维编织带的径向或纬向上穿插有相互平行排列的碳纤维，所述碳纤维的两 端连接有电极，其特征在于，所述绝缘纤维为高温绝缘纤维。
2. 根据权利要求1所述的高温碳纤维加热布，其特征在于，所述高温绝缘纤维为玻璃 纤维、特氟龙纤维、凯芙拉纤维、石棉纤维、石英纤维、合成耐高温纤维或合成阻燃纤维。
3. 根据权利要求1所述的高温碳纤维加热布，其特征在于，所述碳纤维为浸碳棉纤维、 浸碳涤纶纤维或浸碳化学合成纤维。
4. 根据权利要求1所述的高温碳纤维加热布，其特征在于，所述碳纤维为裹碳棉纤维、 裹碳涤纶纤维或裹碳化学合成纤维。
5. 根据权利要求1所述的高温碳纤维加热布，其特征在于，所述碳纤维为长丝碳纤维 或纳米碳纤维丝构成。
6. 根据权利要求1所述的高温碳纤维加热布，其特征在于，所述电极通过金属导线采 取经纬编制的方式与碳纤维连接。
7. 根据权利要求6所述的高温碳纤维加热布，其特征在于，所述金属导线为铜线或镀 锡铜线。
【文档编号】H05B3/34GK104105230SQ201310120188
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2013年4月9日
【发明者】王俊人 申请人:王俊人