电热膜及供暖结构的制作方法

本发明涉及一种电热膜结构，特别涉及一种电热膜及供暖结构，属于电热膜技术领域。

背景技术：

随着人们生活水平的提高和科技的进步，电热膜作为地暖采暖领域的新星，因其发热面积大、节能环保、制热迅速、远红外线转化效率高，并兼具理疗保健的功能，受到越来越多消费者的青睐。然而，在实际铺设过程中，尤其水泥砂浆覆盖在电热膜上方时，由于面状发热的电热膜与水泥砂浆层之间会形成分布电容，容易引起分布电容的泄露电流；这种泄露电流虽然对人体无伤害，但超过一定值会导致漏电保护开关的误跳闸，使产品无法正常使用。目前市面上的通用解决方案是在电热膜表面复合屏蔽层，并与零线导通，收集回流泄露电流，为了尽可能降低泄漏电流值，屏蔽层与电热膜的发热面积比要尽可能接近1:1。

请参阅图1，在现有的实际施工中，传统带屏蔽层的电热膜被打孔(破坏孔或破坏结构如图1中的标记6)通电后，其中电热膜的发热层1与屏蔽层2会发生局部短路打火，高温使得电热膜表面的封装pet膜燃烧消失，裸露的发热层1与屏蔽层2连续短路，从而导致电热膜发生连续燃烧现象；并且，由于电热膜结构通常都是由pet等高分子膜与发热层复合而成，这种结构很难避免不被钉子、尖锐石子刺破，此时，与发热层的面积几乎相等的屏蔽层极易与发热层形成局部短路(屏蔽层为零线，发热层电路分压为0v～220v)，尤其是电压差较大(120v～220v)的穿孔部分会出现打火现象，产生的高温进一步导致电热膜结构中的pet等高分子膜发生燃烧，造成巨大的安全隐患。

因此亟待开发一种带屏蔽层结构的打孔不燃电热膜，切实解决电热膜实际施工过程中的现实问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种电热膜及供暖结构，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种电热膜，其包括发热层，所述发热层的至少一侧面上紧密贴合有防火隔绝层，所述防火隔绝层上还叠设有屏蔽层，所述屏蔽层与发热层的零线端子电连接，所述发热层上还设置有火线端子。

在一些较为具体的实施方案中，所述的电热膜包括依次层设的防护层、发热层、防火隔绝层、屏蔽层、绝缘层和防护层，或者，所述电热膜包括依次叠设的防护层、绝缘层、屏蔽层、防火隔绝层、发热层、防火隔绝层、屏蔽层、绝缘层和防护层。

本发明实施例还提供了一种供暖结构，其包括所述的电热膜。

与现有技术相比，本发明实施例提供的电热膜(或理解为地暖膜)即使在施工中遭到了刺穿等破坏，仍然可正常使用；由于防火隔绝层的存在可确保被打孔破坏的局部结构不会因燃烧或打火而进一步扩大，从而可大大降低电流泄露的风险，进而不会导致整个电路的漏电保护装置跳闸；同时本发明实施例提供的电热膜因碳基(碳晶、石墨粉、石墨烯、碳纳米管)发热层具有较大的接触电阻，几乎无接触触电风险，不影响电热膜的使用安全性。

附图说明

图1是现有技术中一种电热膜的结构示意图；

图2是本发明一典型实施案例中一种电热膜的结构示意图；

图3是本发明一典型实施案例中一种电热膜的被刺穿破坏后的局部结构示意图；

图4是本发明一典型实施案例中一种电热膜的被导体刺穿破坏后的局部结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明实施例提供了一种电热膜，其包括发热层，所述发热层的至少一侧面上紧密贴合有防火隔绝层，所述防火隔绝层上还叠设有屏蔽层，所述屏蔽层与发热层的零线端子电连接，所述发热层上还设置有火线端子。

进一步的，所述发热层的相背对的两侧面上均紧密贴合有防火隔绝层。

进一步的，所述防火隔绝层与发热层和/或屏蔽层之间还设置有阻燃胶层，并经所述阻燃胶层与所述发热层和/或屏蔽层紧密贴合。

进一步的，所述阻燃胶层的厚度为5-100μm。

进一步的，所述阻燃胶层的材质包括阻燃硅胶、阻燃聚氨酯胶、阻燃亚克力胶、阻燃丙烯酸压敏胶中的任意一种或两种以上的组合。

进一步的，在所述电热膜的任意一处或多处被沿厚度方向破坏时，与被破坏处邻接区域内的发热层与防火隔绝层、屏蔽层与防火隔绝层保持紧密贴合状态，所述发热层与屏蔽层之间经阻燃胶层和防火隔绝层阻隔。

进一步的，所述破坏的形式包括打孔、切割或穿刺。

进一步的，所述发热层的方块电阻为750～1800ω/sq。

进一步的，所述发热层的功率密度为150～300w/m²。

进一步的，所述发热层包括碳晶电热膜、石墨烯电热膜、碳纳米管电热膜、硅晶电热膜中的任意一种或多种的组合，但不限于此。

进一步的，所述发热层的厚度为5～50μm。

进一步的，所述发热层的形状包括连续平面或曲面状、条幅状、多孔状中的任意一种，但不限于此。

进一步的，所述防火隔绝层的材料阻燃等级至少为b1级或a级。

进一步的，所述防火隔绝层的厚度为0.01～3mm。

进一步的，所述防火隔绝层包括玻璃纤维布、玄武岩纤维布、腈纶纤维布、聚氯乙烯膜中的任意一种，但不限于此。

进一步的，所述屏蔽层包括金属箔、碳晶导电涂层、石墨烯导电涂层、碳纳米管导电涂层、人造石墨膜中的任意一种，但不限于此。

进一步的，所述屏蔽层的厚度为0.005～2mm。

进一步的，所述金属箔包括铝箔、锡箔、铜箔中的任意一种，但不限于此。

进一步的，所述屏蔽层的方块电阻为0.02～2000ω/sq。

进一步的，所述发热层与屏蔽层的面积比为1:0.7～1:1。

进一步的，所述屏蔽层上还覆设有绝缘层。

进一步的，所述绝缘层包括聚酯薄膜、聚酰亚胺膜、聚乙烯膜、聚偏二氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜中的任意一种，但不限于此。

进一步的，所述绝缘层的厚度为0.025～2mm。

进一步的，所述绝缘层上还设置有防护层。

进一步的，所述防护层包括聚氯乙烯膜、pe淋膜无纺布中的任意一种，但不限于此。

进一步的，所述防护层的厚度为0.25～0.6mm。

进一步的，所述的电热膜包括依次叠设的防护层、发热层、防火隔绝层、屏蔽层、绝缘层和防护层，

或者，所述电热膜包括依次叠设的防护层、绝缘层、屏蔽层、防火隔绝层、发热层、防火隔绝层、屏蔽层、绝缘层和防护层。

本发明实施例还提供了一种供暖结构，其包括所述的电热膜。

本发明实施例还提供了所述的电热膜的制作方法，其包括：

在发热层的第一面和/或第二面上依次制作叠层设置的防火隔绝层、屏蔽层和绝缘层，其中，所述屏蔽层与所述发热层零线端子连接，其中，所述第一面和第二面背对设置。

进一步的，所述防火隔绝层通过阻燃胶粘合的方式粘合在发热层的第一面和/或第二面上，其中防火隔绝层与发热层的面积比为1：1。

进一步的，所述屏蔽层通过阻燃胶粘合的方式粘合在防火隔绝层远离发热层的一侧表面，其中屏蔽层与发热层面积比为0.83：1。

进一步的，所述绝缘层通过胶黏剂或胶带粘合的方式粘合在屏蔽层远离防火隔绝层的一侧表面，其中绝缘层与屏蔽层的面积比为1：1。

进一步的，所述的制作方法还包括在所述绝缘层和发热层的第一面或第二面上制作防护层。

如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

请参阅图2，本发明一典型实施案例中提供的一种电热膜包括依次叠设的防护层5、绝缘层4、屏蔽层2、防火隔绝层3、发热层(亦可称之为发热膜，下同)1、防火隔绝层3、屏蔽层2、绝缘层4和防护层5，所述屏蔽层2与发热层1的零线端子电连接，所述发热层1上还设置有火线端子。

具体的，所述发热层1可以是碳晶电热膜、石墨烯电热膜、碳纳米管电热膜、硅晶电热膜中的任意一种，发热层的功率密度为150～300w/m²，发热层的发热图案可以是整面状、条幅状、多孔状中的任意一种。

具体的，防火隔绝层3可以是玻璃纤维布、玄武岩纤维布、腈纶纤维布、聚氯乙烯膜中的任意一种，防火隔绝层的厚度为0.01～3mm，防火隔绝层可以通过阻燃胶与发热层粘合在一起，防火隔绝层3的材料阻燃等级至少为b1级或a级，所述阻燃胶的厚度为5-100μm，所述阻燃胶层的材质包括阻燃硅胶、阻燃聚氨酯胶、阻燃亚克力胶、阻燃丙烯酸压敏胶中的任意一种或两种以上的组合。

具体的，屏蔽层2可以是金属箔、碳晶导电涂层、石墨烯导电涂层、碳纳米管导电涂层、人造石墨膜中的任意一种，该金属箔可以是铝箔、锡箔、铜箔中的任意一种，屏蔽层2的厚度为0.005～2mm；具体的，碳晶导电涂层、石墨烯导电涂层、碳纳米管导电涂层、人造石墨膜的方块电阻为0.02～2000ω/sq；以及，发热层与屏蔽层的面积比为1:0.7～1:1；该屏蔽层2通过阻燃胶与防火隔绝层3粘合在一起，所述阻燃胶的厚度为5-100μm，所述阻燃胶层的材质包括阻燃硅胶、阻燃聚氨酯胶、阻燃亚克力胶、阻燃丙烯酸压敏胶中的任意一种或两种以上的组合。

具体的，绝缘层4可以是聚酯薄膜、聚酰亚胺膜、聚乙烯膜、聚偏二氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜中的任意一种，绝缘层4的厚度为0.025～2mm；具体的，防护层5可以是聚氯乙烯膜、pe淋膜无纺布中的任意一种，防护层5的厚度为0.25～0.6mm。

具体的，请参阅图3，本发明实施例提供的一种电热膜在发热层1与屏蔽层2之间设置防火隔绝层3，当在实际施工铺设时，即使不小心将地暖结构穿孔损坏产生破坏孔或破坏结构6，与被破坏处邻接区域内的发热层1和防火隔绝层3保持紧密贴合状态，由于防火隔绝层3的存在使得发热层1与屏蔽层2之间产生阻隔，进而不会发生打火，进而不至于因为打火而导致电热膜燃烧的现象。

具体的，在所述电热膜的任意一处或多处被沿厚度方向破坏时，与被破坏处邻接区域内的发热层1、防火隔绝层3和屏蔽层2均保持紧密贴合状态，发热层1与屏蔽层2之间有阻燃胶和防火隔绝层3阻隔。

具体的，请参阅图4，当本发明实施例提供的一种电热膜被导体7同时刺破发热层1与屏蔽层2形成破坏结构6，或者绝缘体的刺入导致发热层1与屏蔽层2导通，在发热层1与屏蔽层2间引入的防火隔绝层3因具有较高的熔点及不燃性，发热层1与屏蔽层2的短路部分会出现局部燃烧(往往是发热层作为牺牲层，局部(该局部区域为区域8)燃烧后会消失)，因刺穿导致的电路通路就被隔断，从而杜绝进一步的燃烧，大大提升电热膜的施工安全性能。

具体的，本发明实施例提供的电热膜(或理解为地暖膜)即使在施工中遭到了刺穿等破坏，仍然可正常使用；由于防火隔绝层的存在可确保被打孔破坏的局部结构不会因燃烧或打火而进一步扩大，从而可大大降低电流泄露的风险，进而不会导致整个电路的漏电保护装置跳闸；同时本发明实施例提供的电热膜因碳基(碳晶、石墨粉、石墨烯、碳纳米管)发热层具有较大的接触电阻，几乎无接触触电风险，不影响电热膜的使用安全性。

实施例1

采用电热膜湿法铺设电热膜的过程包括：

提供功率密度为230w/m²的碳纳米管发热膜作为发热膜；

在发热膜相背对的两侧表面分别贴合厚度0.2mm的玻璃纤维布层作为防火隔绝层；

在玻璃纤维布远离发热膜的一侧贴合厚度为7μm铝箔作为屏蔽层(方块电阻为0.02ω/sq)，其中发热膜与屏蔽层的面积比为1：0.83；

在屏蔽层远离防火隔绝层的一侧贴合厚度为0.025mm的聚酯薄膜作为绝缘层；

在绝缘层的外侧表面封装厚度为0.6mm的聚氯乙烯薄膜袋作为防护层，最终形成的电热膜结构如图2所示。

具体的，如图3所示，该电热膜结构受到石子、美工刀等尖锐物体打孔后，由于防火隔绝层的阻隔，电热膜可以正常发热，不会发生燃烧现象。

实施例2

采用电热膜湿法铺设电热膜的过程包括：

采用功率密度为230w/m²的碳纳米管发热膜作为发热膜；

在发热膜相背对的两侧面分别贴合厚度为0.2mm的玄武岩纤维布作为防火隔绝层；

在玻璃纤维布远离发热膜的一侧贴合厚度为7μm铝箔作为屏蔽层(方块电阻为0.02ω/sq)，其中发热膜与屏蔽层的面积比为1:0.83；

在屏蔽层远离防火隔绝层的一侧贴合厚度为0.025mm的聚酯薄膜作为绝缘层；

在绝缘层远离屏蔽层的外侧表面封装厚度为0.6mm的聚氯乙烯薄膜袋作为防护层，形成的电热膜结构如图2所示。

具体的，如图4所示，该电热膜结构受到钉子等尖锐导电物体穿刺后，发热膜与钉子等导体接触的部分发生短路，从而导致发热层的局部打火燃烧后消失，电热膜可以正常发热，不会发生二次连续打火燃烧现象。

对照例1

对照例1中的电热膜的制作过程和形成的电热膜结构与实施例1中的电热膜的制作过程和结构基本一致，不同之处在于：对照例1中的电热膜无防火隔绝层。

以钉子等尖锐导电物体沿厚度方向对所述实施例1、实施例2和对照例1中的电热膜的任意一处或多处进行破坏，并采集被破坏后的电热膜的测试数据，其结构如表1所示：

表1实施例1、实施例2和对照例1中的电热膜的刺穿试验数据

本发明实施例提供的一种电热膜，具有屏蔽层结构，且该电热膜在被打孔刺后能够不起火、不燃烧，与其连接的漏电保护装置不跳闸，采用该电热膜的电地暖系统仍能正常工作。

本发明实施例提供的一种电热膜通过在发热层与屏蔽层之间增加具有阻燃功能的防火隔绝层，当电热膜遭到打孔、穿刺等破坏后，即使电热膜在通电状态下也不会造成电热膜的局部短路打火、燃烧，也不影响电热膜的继续使用，从而解决了传统电热膜在受到破坏时易打火、燃烧的缺点，避免了后期维护需要撬地板的烦恼，使得电热膜在施工使用时的安全性大大提高。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。