一种可调温碳晶发热板的制作方法

文档序号:11292836阅读:216来源:国知局
本发明涉及发热板领域,更具体地,涉及一种可调温碳晶发热板。
背景技术
:碳晶发热板是在微晶颗粒中加入远红外发射剂以及限温剂等,以特殊工艺与制备技术制作而成。适用于家庭采暖、办公楼采暖、学校宿舍办公楼、店面采暖、集中供暖辅助采暖、棋牌室、医院、宾馆、酒店、洗浴中心、花房大棚保温、仓库保温等。碳晶发热板作为一种新兴的采暖产品,环保并且保健,在我国南方地区得到很好的推广,但是现有的碳晶发热板均不可调温,不能实现不同的发热能量的变换,因此,有必要提供一种可调温的碳晶发热板。技术实现要素:本发明的目的是提供一种可调温碳晶发热板,通过设置两个碳晶发热层,实现碳晶发热板的发热能量的调节。为了实现上述目的,本发明提供一种可调温碳晶发热板,该发热板包括:第一树脂层,所述第一树脂层上设置有第一碳晶发热层,所述第一树脂层两端分别焊接有第一铜条,所述第一铜条被所述第一碳晶发热层覆盖;第二树脂层,所述第二树脂层设置于所述第一碳晶发热层上,所述第二树脂层上设置有第二碳晶发热层,所述第二树脂层两端分别焊接有第二铜条,所述第二铜条被所述第二碳晶发热层覆盖;第三树脂层,所述第三树脂层设置于所述第二碳晶发热层上;其中,所述第一树脂层两端的第一铜条上设置有第一电源对,所述第二树脂层两端的第二铜条上设置有第二电源对,所述第一电源对和所述第二电源对均与分线器连接;所述第一碳晶发热层和所述第二碳晶发热层所用的发热浆料均由改性碳纳米管、纳米竹炭粉、陶瓷发射剂、环氧树脂漆、环氧树脂漆溶剂、固化剂、硅微粉、分散剂和偶联剂组成。本发明提供的可调温碳晶发热板,通过设置第一碳晶发热层、第二碳晶发热层和分线器,实现对碳晶发热板的发热能量进行调节,使得使用者可以根据使用需求调节热量供应,节能环保。本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本发明的一个实施例的一种可调温碳晶发热板的示意图。附图标记说明:1、第三树脂层2、第二碳晶发热层3、第二铜条4、第二电源对5、第一电源对6、第一铜条7、第一碳晶发热层8、第一树脂层9、分线器10、第二树脂层具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。本发明提供一种可调温碳晶发热板,该发热板包括:第一树脂层,所述第一树脂层上设置有第一碳晶发热层,所述第一树脂层两端分别焊接有第一铜条,所述第一铜条被所述第一碳晶发热层覆盖;第二树脂层,所述第二树脂层设置于所述第一碳晶发热层上,所述第二树脂层上设置有第二碳晶发热层,所述第二树脂层两端分别焊接有第二铜条,所述第二铜条被所述第二碳晶发热层覆盖;第三树脂层,所述第三树脂层设置于所述第二碳晶发热层上;其中,所述第一树脂层两端的第一铜条上设置有第一电源对,所述第二树脂层两端的第二铜条上设置有第二电源对,所述第一电源对和所述第二电源对均与分线器连接;所述第一碳晶发热层和所述第二碳晶发热层所用的发热浆料均由改性碳纳米管、纳米竹炭粉、陶瓷发射剂、环氧树脂漆、环氧树脂漆溶剂、固化剂、硅微粉、分散剂和偶联剂组成。本发明通过连接所述分线器,控制所述第一碳晶发热层单独通电发热或者所述第二碳晶发热层单独通电发热,或者所述第一碳晶发热层和所述第二碳晶发热层同时通电发热。优选地,以质量份数计,所述第一碳晶发热层和所述第二碳晶发热层所用的发热浆料的各组分含量包括,以质量份数计,改性碳纳米管15-20份、纳米竹炭粉5-10份、陶瓷发射剂10-15份、环氧树脂漆20-25份、环氧树脂漆溶剂25-30份、固化剂2-4份、硅微粉5-10份、分散剂1-2份、偶联剂1-2份。作为优选方案,所述分散剂为多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂,所述偶联剂为硅烷偶联剂。选用多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂可以使粉体的分散性更好,进而提高了发热浆料的导电性。用硅烷偶联剂处理粉料,可以改善粉料与树脂的浸润性,使得粉料易混合、无结团现象。本发明所用的发热浆料通过添加硅微粉,可以防止发热浆料固化开裂,改善发热浆料的高温粘结性。优选地,所述改性碳纳米管的制备方法包括:将10-20nm的碳纳米管用40-50℃的浓硫酸浸泡15-25min,然后将经过浸泡后的碳纳米管放入球磨机中进行研磨截断处理,得到所述改性碳纳米管。通过引入改性碳纳米管,利用改性碳纳米管和纳米竹炭粉的配合,改善了发热浆料的导电性。优选地,所述陶瓷发射剂为al2o3、mno2、sio2、tio2、zro2中的一种或多种。优选地,所述陶瓷发射剂为al2o3、sio2和zro2的混合物,并且,所述al2o3、sio2和zro2的质量比为3:(2-3):(2-3)。本发明所用的发热浆料的远红外发射率达到80%以上,采用al2o3、sio2和zro2的质量比为3:(2-3):(2-3)的组合的远红外发射率达到82%以上。优选地,所述环氧树脂漆为双酚a型环氧树脂漆、氢化双酚a型环氧树脂漆和双酚f型环氧树脂漆中的一种或多种。优选地,所述第一树脂层、所述第二树脂层和所述第三树脂层均为环氧板或者pet胶片。优选地,所述第一电源对和所述第二电源对均包括阳极线和阴极线。优选地,所述环氧树脂漆溶剂为丁醇、异丁醇、甲酚、烷基酚、聚丙二醇缩水甘油醚、聚乙二醇缩水甘油和松节油中的一种或多种。优选地,所述固化剂为酮亚胺类、间二甲苯二胺、异佛二酮二胺、硫醇类中的一种或多种。作为优选方案,本发明所用的发热浆料的制备方法为:(1)将纳米竹炭粉、陶瓷发射剂、硅微粉和偶联剂混合均匀;(2)将改性碳纳米管、环氧树脂漆、环氧树脂漆溶剂和分散剂混合均匀,然后加入步骤(1)的混合后物料和固化剂,再次进行混合;其中,所述步骤(1)和所述步骤(2)的混合条件包括:搅拌速度为550-650转/分钟,搅拌时间为20-30min。作为优选方案,本发明制备碳晶发热层所用的发热浆料所用各组分物质均可以通过商购获得。以下通过实施例进一步说明:以下实施例所用多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂购自潍坊恒海化学有限公司,型号为dispersant9327。实施例1图1示出了根据本发明的一个实施例的一种可调温碳晶发热板的示意图。如图1所示,本发明提供一种可调温碳晶发热板,该发热板包括:第一树脂层8,所述第一树脂层8上设置有第一碳晶发热层7,所述第一树脂层8两端分别焊接有第一铜条6,所述第一铜条6被所述第一碳晶发热层7覆盖;第二树脂层10,所述第二树脂层10设置于所述第一碳晶发热层7上,所述第二树脂层10上设置有第二碳晶发热层2,所述第二树脂层10两端分别焊接有第二铜条3,所述第二铜条3被所述第二碳晶发热层2覆盖;第三树脂层1,所述第三树脂层1设置于所述第二碳晶发热层2上;其中,所述第一树脂层8两端的第一铜条6上设置有第一电源对5,所述第二树脂层10两端的第二铜条3上设置有第二电源对4,所述第一电源对5和所述第二电源4对均与分线器9连接;其中,所述第一树脂层8、所述第二树脂层10和所述第三树脂层1均为环氧板;所述第一电源对5和所述第二电源对4均包括阳极线和阴极线;所述第一碳晶发热层7和所述第二碳晶发热层2所用的发热浆料的具体配料包括:以质量份数计,改性碳纳米管15份、纳米竹炭粉5份、陶瓷发射剂10份、环氧树脂漆20份、环氧树脂漆溶剂25份、固化剂2份、硅微粉5份、多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂1份、硅烷偶联剂1份;所述陶瓷发射剂为al2o3、sio2和zro2的混合物,所述al2o3、sio2和zro2的质量比为3:2:2,所述环氧树脂漆为双酚a型环氧树脂漆,所述环氧树脂漆溶剂为松节油,所述固化剂为间二甲苯二胺;其中,所述改性碳纳米管的制备方法包括:将15nm的碳纳米管用45℃的浓硫酸浸泡20min,然后将经过浸泡后的碳纳米管放入球磨机中进行研磨截断处理,得到所述改性碳纳米管;所用的发热浆料的制备方法包括:(1)将纳米竹炭粉、陶瓷发射剂、硅微粉和硅烷偶联剂混合均匀;(2)将改性碳纳米管、环氧树脂漆、环氧树脂漆溶剂和多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂混合均匀,然后加入步骤(1)的混合后物料和固化剂,再次进行混合;其中,所述步骤(1)和所述步骤(2)的混合条件包括:搅拌速度为600转/分钟,搅拌时间为25min。实施例2如图1所示,本实施的可调温碳晶发热板的具体结构和材质均与实施例1相同;所述第一碳晶发热层7和所述第二碳晶发热层2所用的发热浆料的具体配料包括:以质量份数计,改性碳纳米管18份、纳米竹炭粉8份、陶瓷发射剂13份、环氧树脂漆23份、环氧树脂漆溶剂28份、固化剂3份、硅微粉8份、多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂1.5份、硅烷偶联剂1.5份;所述陶瓷发射剂为al2o3、sio2和zro2的混合物,所述al2o3、sio2和zro2的质量比为3:2:2,所述环氧树脂漆为氢化双酚a型环氧树脂漆,所述环氧树脂漆溶剂为松节油,所述固化剂为间二甲苯二胺;其中,所述改性碳纳米管的制备方法包括:将15nm的碳纳米管用45℃的浓硫酸浸泡20min,然后将经过浸泡后的碳纳米管放入球磨机中进行研磨截断处理,得到所述改性碳纳米管;所用的发热浆料的制备方法同实施例1。实施例3如图1所示,本实施的可调温碳晶发热板的具体结构和材质均与实施例1相同;所述第一碳晶发热层7和所述第二碳晶发热层2所用的发热浆料的具体配料包括:以质量份数计,改性碳纳米管20份、纳米竹炭粉10份、陶瓷发射剂15份、环氧树脂漆25份、环氧树脂漆溶剂30份、固化剂4份、硅微粉10份、多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂2份、硅烷偶联剂2份;所述陶瓷发射剂为al2o3、sio2和zro2的混合物,所述al2o3、sio2和zro2的质量比为3:2:2,所述环氧树脂漆为双酚f型环氧树脂漆,所述环氧树脂漆溶剂为松节油,所述固化剂为间二甲苯二胺;其中,所述改性碳纳米管的制备方法包括:将15nm的碳纳米管用45℃的浓硫酸浸泡20min,然后将经过浸泡后的碳纳米管放入球磨机中进行研磨截断处理,得到所述改性碳纳米管;所用的发热浆料的制备方法同实施例1。实施例4本实施的可调温碳晶发热板的具体结构和材质均与实施例1相同;本实施例与实施例1的区别为:所述陶瓷发射剂为zro2和mno2的混合物,所述zro2和mno2的质量比为2:1;本实施例所用的发热浆料的其他各组分及用量、制备方法均与实施例1相同。实施例5本实施的可调温碳晶发热板的具体结构和材质均与实施例1相同;本实施例与实施例1的区别为:所述陶瓷发射剂为zro2和tio2的混合物,所述zro2和tio2的质量比为2:1;本实施例所用的发热浆料的其他各组分及用量、制备方法均与实施例1相同。对比例1本对比例的可调温碳晶发热板的具体结构和材质均与实施例1相同;对比例1与实施例1的区别为:组分中用石墨替换改性碳纳米管;本实施例所用的发热浆料的其他各组分及用量和制备方法均与实施例1相同。对比例2本对比例的可调温碳晶发热板的具体结构和材质均与实施例1相同;对比例2与实施例1的区别为:组分中未加入多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂,所用分散剂为聚乙烯吡咯烷酮;本实施例所用的发热浆料的其他各组分及用量和制备方法均与实施例1相同。对比例3本对比例的可调温碳晶发热板的具体结构和材质均与实施例1相同;对比例3与实施例1的区别为组分中未加入硅微粉;本实施例所用的发热浆料的其他各组分及用量和制备方法均与实施例1相同。测试例1将实施例1-实施例5和对比例1-对比例2的发热浆料涂覆于粘接有铜片的环氧板上,其中,铜片与发热浆料接触,涂覆区域为4cm×6cm的长方形区域,厚度为3mm,然后放入120℃的烘箱中进行烘干,20分钟后取出,室温冷却后测试各发热浆料的电阻值,测试结果如表1;表1实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例2电阻,ω470390320468472500490通过测试结果可知,本发明通过添加改性碳纳米管,利用改性碳纳米管和纳米竹炭粉的配合,改善了发热浆料的导电性;本发明通过引入多聚羧酸氨盐陶瓷分散剂,改善了粉体的分散性,进而改善了发热浆料的导电性。测试例2将实施例1-实施例5和对比例3的发热浆料在环氧板上涂覆一块面积和厚度均相同的长方形区域,然后放入120℃的烘箱中进行烘干,20分钟后将烘箱温度调到150℃,进行耐高温开裂试验,3小时后取出,测试结果如表2;表2实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例3开裂情况无开裂无开裂无开裂无开裂无开裂表面有细小裂纹通过测试结果可知,本发明通过添加硅微粉,可以防止发热浆料固化开裂,改善发热浆料的高温粘结性。测试例3将实施例1-实施例3和实施例4-实施例5的发热浆料在环氧板上涂覆一块面积和厚度均相同的长方形区域,然后放入120℃的烘箱中进行烘干,20分钟取出,自然冷却后进行法向光谱比辐射率的测试,通过测试,实施例1-实施例3在8-15微米的波段范围内,法向光谱比辐射率均达到82%以上,实施例4-实施例5在8-15微米的波段范围内,法向光谱比辐射率均达到80%。通过测试结果可知,本发明添加陶瓷发射剂为al2o3、sio2和zro2的组合的法向光谱比辐射率优于zro2和mno2以及zro2和tio2的组合,即陶瓷发射剂为al2o3、sio2和zro2的组合时,制得的发热浆料的远红外发射率更好。综上,实施例1-实施例5的可调温碳晶发热板由于采用了上述发热浆料制备碳晶发热层,使得制得的可调温碳晶发热板具有更好的发热效率。以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本
技术领域
的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。当前第1页12
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