一種納米碳纖維加熱布的製作方法

2023-05-10 08:03:26 3

一種納米碳纖維加熱布的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種納米碳纖維加熱布，包括由絕緣纖維通過經線和緯線編織而成的絕緣纖維編織帶，所述絕緣纖維編織帶的徑向或緯向上穿插有相互平行排列的碳纖維，所述碳纖維的兩端連接有電極，所述碳纖維為納米碳纖維絲組成；納米碳纖維絲具有低密度、高比模量、高強度、高導電率、良好的熱穩定性以及比表面積大等特點，這樣由納米碳纖維絲製作而成的納米碳纖維加熱布具有良好的發熱效果，整體表面具有均勻的發熱溫度，其抗拉、抗彎曲和抗壓性能良好，使得加熱布具有可靠的質量和較長的使用壽命，同時其發熱效率也會提高，具有良好的節能環保作用。
【專利說明】一種納米碳纖維加熱布 【【技術領域】】
[0001] 本發明涉及一種碳纖維加熱布，特別是一種納米碳纖維加熱布。 【【背景技術】】
[0002] 目前發熱、加熱產品及其應用，普遍是採用更為環保和節能的材料製作而成的，碳 纖維的加熱/發熱功能的應用就是利用其本身纖維狀碳材料的特點，利用其耐腐蝕性，抗 氧化（金屬容易氧化造成局部擊穿），高穩定性，壽命更長，熱轉換率高（98 %以上）等特 點，其加熱/發熱效果比較常用以燒油燒電為輔助熱源的/加熱發熱方式節能30-50%，安 裝使用簡單方便，環保節能，成本低廉。現有的加熱布產品主要是材料用浸碳碳纖維發熱和 碳纖維發熱，將其編制在的滌綸或棉線上，然後給碳纖維通電使其發熱，採取這種方式製成 的發熱線碳粒的附著均勻程度很難控制故存在發熱不勻的問題，且碳粒容易脫落，長期使 用容易引起短路，加之滌綸、棉線之內織物使用壽命有限，熔點、燃點低，長期高溫使用極易 碳化。 【
【發明內容】
】
[0003] 本發明提供一種納米碳纖維加熱布，以解決上述碳纖維加熱布發熱不均勻、使用 壽命較短的技術問題。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明提供一種納米碳纖維加熱布，包括由絕緣纖維通 過經線和緯線編織而成的絕緣纖維編織帶，所述絕緣纖維編織帶的徑向或緯向上穿插有相 互平行排列的碳纖維，所述碳纖維的兩端連接有電極，所述碳纖維為納米碳纖維絲組成。
[0005] 本發明的有益效果是：由於發熱部件使用的是納米碳纖維絲，納米碳纖維絲具有 低密度、高比模量、高強度、高導電率、良好的熱穩定性以及比表面積大等特點，這樣由納米 碳纖維絲製作而成的納米碳纖維加熱布具有良好的發熱效果，整體表面具有均勻的發熱溫 度，其抗拉、抗彎曲和抗壓性能良好，使得加熱布具有可靠的質量和較長的使用壽命，同時 其發熱效率也會提高，具有良好的節能環保作用。
[0006] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0007] 進一步，所述納米碳纖維絲外塗有耐高溫絕緣層。
[0008] 採用上述進一步方案的有益效果是：由於在納米碳纖維絲外表面塗有耐高溫的絕 緣層，這樣納米碳纖維加熱布就可以直接應用於生活和工業中，不需要再在納米碳纖維加 熱布的外表面上增加高溫絕緣保護層。
[0009] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0010] 進一步，所述碳纖維加熱布兩面塗有耐高溫材料或覆有耐高溫膜。
[0011] 採用上述進一步方案的有益效果是：耐高溫塗料和耐高溫膜可以起到保護作用， 使得碳纖維加熱布不會被外來物損傷，還可以進一步起到絕緣的作用，增加了碳纖維的安 全性能。
[0012] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0013] 進一步，所述絕緣纖維為高溫絕緣纖維。
[0014] 採用上述進一步方案的有益效果是：由於高溫絕緣纖維的高溫性能好，能承受較 高的溫度，這樣，用高溫絕緣纖維編織的納米碳纖維加熱布能夠達到較高的溫度，確保加熱 布具有良好的高溫性能，能夠將其應用到較高溫度加熱的使用領域，除了日常使用的取暖、 保溫等日常加熱、加溫的使用領域外，還可以將其應用到需要較高溫度的工業應用領域，大 大增加了加熱布的使用範圍。
[0015] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0016] 進一步，所述高溫絕緣纖維為玻璃纖維或特氟龍纖維。
[0017] 採用上述進一步方案的有益效果是：由於玻璃纖維耐溫高，不燃，抗腐，抗拉強度 高，電絕緣性好，吸水性小，彈性係數高，剛性佳等特點，這樣，納米碳纖維加熱布就非常耐 高溫，同時抗拉，防潮等性能；由於特氟龍纖維具有顯著的熱穩定性，抗溼、耐磨、耐腐蝕、電 絕緣等性能，這樣，納米碳纖維加熱布就具有良好的耐高溫性能和耐腐蝕性，可以應用於較 惡劣的環境中。
[0018] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0019] 進一步，所述電極通過金屬導線採取經緯編制的方式與碳纖維發熱絲連接。
[0020] 採用上述進一步方案的有益效果是：由於電極通過金屬導線採取經緯編制的方式 與碳纖維發熱絲連接，這樣高溫加熱布的電極就和加熱布的主體保持一致，成為一整體。
[0021] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0022] 進一步，所述金屬導線為銅線或鍍錫銅線。
[0023] 採用上述進一步方案的有益效果是：由於銅線導電率高，這樣高溫加熱布的電性 能就會顯著提高，而鍍錫銅線更增加了銅線的可焊性，其與碳纖維的連接可靠性會進一步 提1?。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0024] 圖1是本發明納米碳纖維加熱布的結構簡圖。
[0025] 附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
[0026] 1、絕緣纖維，2、納米碳纖維，3、電極，4、電源線，5、控制器，6、電源插頭 【【具體實施方式】】
[0027] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0028] 本發明納米碳纖維加熱布的結構簡圖如圖1所示，包括由絕緣纖維1經緯編織而 成的絕緣纖維編織帶，絕緣纖維編織帶的徑向上平行穿插有數根納米碳纖維2,納米碳纖維 2的兩端連接有電極線3,電源線4連接在電極3的兩端，控制器5連接在電源插頭6和電 源線4之間。
[0029] 當給納米碳纖維2通電時，通過納米碳纖維2轉化為熱能並以遠紅外輻射的方式 向外散發出來，由於發熱部件使用的是納米碳纖維絲，納米碳纖維絲具有低密度、高比模 量、高強度、高導電率、良好的熱穩定性以及比表面積大等特點，這樣由納米碳纖維絲製作 而成的納米碳纖維加熱布具有良好的發熱效果，整體表面具有均勻的發熱溫度，其抗拉、抗 彎曲和抗壓性能良好，使得加熱布具有可靠的質量和較長的使用壽命，同時其發熱效率也 會提高，具有良好的節能環保作用。
[0030] 本發明納米碳纖維加熱布，由於採用絕緣纖維和納米碳纖維發熱體加熱，具有散 熱均勻、升溫快、效率高的特點，具有較強的輻射對流作用，電熱轉換率達99%以上，使用中 無電磁幹擾和汙染、無灰塵、無噪音，升溫迅速，相比傳統加熱產品電暖器節能50%;產品在 發熱的同時，還具有3-20um波長的遠紅外輻射，其輻射轉換率為70%以上，高於同類產品 的國家標準，遠紅外線被現代醫學界譽為"生命之光"，研究表明，人體對於大於6um的遠紅 外線是較好的吸收體，在接收到遠紅外線後，人體的組織和細胞共振吸收，能增強活性，促 進新陳代謝減少多餘脂肪。電熱線的紅外波長為3-20um，對人體起到遠紅外保健和輻射理 療作用，無煙無塵，不乾燥，無汙染，是新型綠色環保節能產品；產品重量輕、無汙染、結構堅 固、使用壽命不低於10萬小時，使用方便，應用廣泛。
[0031] 本實施列中的絕緣纖維1選用高溫絕緣纖維玻璃纖維，其拉伸強度高，彈性係數 高，剛性佳，吸收衝擊能量大，非常經久耐用；具有不燃性，耐化學性佳，防腐性能好；吸水 性小，具有良好的防水性能；原材料廣泛，成本較低。本實施列中的納米碳纖維2選用規格 為3K的納米碳纖維絲多跟組合而成，其表面塗有耐高溫絕緣層，其升溫快、散熱均勻，5-10 秒即可達到納米碳纖維加熱布的表面工作溫度，使用中無電磁幹擾和汙染、無灰塵、無噪 音；抗拉強度高，不易折斷；耐腐蝕、不衰減、不易氧化，使用壽命長，安全性能較高等特點。 本實施列中每相鄰兩根的碳纖維相距55毫米，單根碳纖維長度為1600毫米，其表面發熱溫 度為60度可以用於家用地暖使用，同時可以改變每一迴路碳纖維的有效長度來達到不同 的碳纖維表面溫度，和改變每相鄰兩根碳纖維的間距來改變達到發熱布表面溫度的時間。
[0032] 另外，高溫絕緣纖維1還可選用特氟龍纖維，其具有顯著的熱穩定性，抗溼、耐磨、 耐腐蝕、電絕緣等性能，這樣，納米碳纖維加熱布就具有良好的耐高溫性能和耐腐蝕性，可 以應用於較惡劣的環境中。
[0033] 其電極3可以選用銅線或鍍錫銅線，這樣高溫加熱布的電性能就會顯著提高，而 鍍錫銅線更增加了銅線的可焊性，其與碳纖維的連接可靠性會進一步提高。
[〇〇34] 以上對本發明所提供的納米碳纖維加熱布進行了詳細介紹，本文中應用了具體個 例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的 核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用 範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1. 一種納米碳纖維加熱布，包括由絕緣纖維通過經線和緯線編織而成的絕緣纖維編織 帶，所述絕緣纖維編織帶的徑向或緯向上穿插有相互平行排列的碳纖維，所述碳纖維的兩 端連接有電極，其特徵在於，所述碳纖維為納米碳纖維絲組成。
2. 根據權利要求1所述的納米碳纖維加熱布，其特徵在於，所述納米碳纖維絲外塗有 耐高溫絕緣層。
3. 根據權利要求1所述的納米碳纖維加熱布，其特徵在於，所述碳纖維加熱布兩面塗 有耐高溫材料或覆有耐高溫膜。
4. 根據權利要求1所述的納米碳纖維加熱布，其特徵在於，所述絕緣纖維為高溫絕緣 纖維。
5. 根據權利要求4所述的納米碳纖維加熱布，其特徵在於，所述高溫絕緣纖維為玻璃 纖維或特氟龍纖維。
6. 根據權利要求1所述的納米碳纖維加熱布，其特徵在於，所述電極通過金屬導線採 取經緯編制的方式與碳纖維發熱絲連接。
7. 根據權利要求6所述的納米碳纖維加熱布，其特徵在於，所述金屬導線為銅線或鍍 錫銅線。
【文檔編號】H05B3/36GK104105232SQ201310120187
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優先權日:2013年4月9日
【發明者】王俊人 申請人:王俊人