一種高溫碳纖維加熱布的製作方法

2023-09-24 00:40:00

一種高溫碳纖維加熱布的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高溫碳纖維加熱布，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，所述絕緣纖維為高溫絕緣纖維；由於高溫絕緣纖維的耐高溫性能，能承受較高的溫度，這樣，用高溫絕緣纖維編織的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，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應用範圍。
【專利說明】一種高溫碳纖維加熱布 【【技術領域】】
[0001] 本發明涉及一種碳纖維加熱布，特別是一種高溫碳纖維加熱布。 【【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，由於滌綸和棉線的 熔點、燃點低，老化快，這樣加熱布就很難承受較高的發熱/加熱溫度，其碳纖維加熱布的 高溫性能較差，應用範圍受限。 【
【發明內容】
】
[0003] 本發明提供一種高溫碳纖維加熱布，以解決上述碳纖維加熱布耐高溫性能較差， 應用範圍受限的技術問題。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明提供一種高溫碳纖維加熱布，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，所述絕緣纖維為高溫絕緣纖維。
[0005] 本發明的有益效果是：通過經線和緯線編織而成的絕緣纖維編織帶中的絕緣纖維 為高溫絕緣纖維，由於高溫絕緣纖維的耐高溫性能好，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。
[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，所述高溫絕緣纖維為玻璃纖維、特氟龍纖維、凱芙拉縴維、石棉纖維、石英 纖維、玄武巖纖維、合成耐高溫纖維或合成阻燃纖維。
[0008] 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，高溫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，高溫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；由於凱芙拉縴維的抗拉性能良好，這樣，高溫碳纖維加熱布的韌性就會增 力口，非常耐用；由於石棉纖維具有比密度和容重都較小，化學性質穩定，導電率低等特點，這 樣，高溫碳纖維加熱布就具有重量較輕，使用壽命長等特點；由於適應纖維具有耐熱性，其 高溫下輕度保持率高，尺寸穩定，這樣，高溫炭纖維加熱布在高溫使用情況下膨脹較小，不 易變形；由於合成耐高溫纖維和合成阻燃纖維具有良好的高溫穩定性，耐化學藥劑等性能， 這樣，高溫碳纖維加熱布在耐高溫的同時，還不容易老化、變質，質量可靠等特點。
[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，所述碳纖維為浸碳棉纖維、浸碳滌綸纖維或浸碳化學合成纖維。
[0011] 採用上述進一步方案的有益效果是：由於棉纖維原材料廣泛，透氣性好，柔軟而保 暖；滌綸纖維具有強度高，彈性好，尺寸穩定性好等特點；化學合成纖維具有耐磨耐疲勞， 強度高，彈性好，密度低等特點；通過預浸的方法將碳複合在上述纖維上形成碳纖維，碳纖 維中的碳含量均勻，這樣使加熱布具有良好的加熱、柔軟等性能。
[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，所述碳纖維為裹碳棉纖維、裹碳滌綸纖維或裹碳化學合成纖維。
[0014] 採用上述進一步方案的有益效果是：裹碳的方式將碳裹覆在上述纖維上，工藝簡 單，成本低。
[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，所述碳纖維為長絲碳纖維或納米碳纖維絲構成。
[0017] 採用上述進一步方案的有益效果是：由於長絲碳纖維具有升溫迅速，電熱轉換效 率高，節省電能，抗拉強度高，化學性能穩定等特點，這樣高溫加熱布就可以在通電後迅速 達到設定的溫度，使用非常方便，電熱效率接近100%，非常節能環保；由於納米碳纖維絲 具有相當出色的力學性能，高導電率性，熱穩定性好，比表面積大，結構緻密，質地輕等特 點，這樣高溫加熱布就具有很高的抗拉強度，不易折斷；耐腐蝕、不衰減、不易氧化，穩定、使 用壽命長；不產生電磁輻射，具有遠紅外輻射功能，有利於人體健康。
[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是本發明高溫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、高溫絕緣纖維，2、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] 本發明高溫加碳纖維加熱布的結構簡圖如圖1所示，包括由高溫絕緣纖維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碳纖維2,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] 當給碳纖維2通電時，通過碳纖維2轉化為熱能並以遠紅外輻射的方式向外散發 出來，由於高溫絕緣纖維1的耐高溫性能好，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；可以通過控制 器5控制加熱布的溫度和通斷電流以達到智能控制的目的。
[0030] 本發明高溫碳纖維加熱布，由於採用高溫絕緣纖維和碳纖維發熱體加熱，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] 本實施列中的高溫絕緣纖維1選用玻璃纖維，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。本實施列中的碳纖維2選用規格為10K的長 絲碳纖維，其升溫快、散熱均勻，5-10秒即可達到工作溫度，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，使用壽命長等特點。本實施 列中每相鄰兩根的碳纖維相距7. 3毫米，單根碳纖維絲長度為1400毫米，其表面發熱溫度 為90度可以用於家用掛暖使用，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，高溫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；或石棉纖維，其具有比密度和容重都較小，化學性質穩定，導電 率低等特點，這樣，高溫碳纖維加熱布就具有重量較輕，使用壽命長等特點；或合成耐高溫 纖維和合成阻燃纖維，其具有良好的高溫穩定性，耐化學藥劑等性能，這樣，高溫碳纖維加 熱布在耐高溫的同時，還還不容易老化、變質，質量可靠等特點。
[0033] 其碳纖維2還可選用浸碳棉纖維、浸碳滌綸纖維、浸碳化學合成纖維或裹碳上述 纖維，其工藝簡單，成本低並且使加熱布具有良好的加熱，柔軟等性能；或者選用納米碳纖 維絲，其具有相當出色的力學性能，高導電率性，熱穩定性好，比表面積大，結構緻密，質地 輕等特點，這樣高溫加熱布就具有很高的抗拉強度，不易折斷；耐腐蝕、不衰減、不易氧化， 穩定、使用壽命長等特點。
[0034] 其電極3可以選用銅線或鋁線等金屬導向進行電信號的傳輸，根據成本、導電效 率和具體應用環境加以選取。
[0035] 以上對本發明所提供的高溫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. 一種高溫碳纖維加熱布，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，所述絕緣纖維為高溫絕緣纖維。
2. 根據權利要求1所述的高溫碳纖維加熱布，其特徵在於，所述高溫絕緣纖維為玻璃 纖維、特氟龍纖維、凱芙拉縴維、石棉纖維、石英纖維、合成耐高溫纖維或合成阻燃纖維。
3. 根據權利要求1所述的高溫碳纖維加熱布，其特徵在於，所述碳纖維為浸碳棉纖維、 浸碳滌綸纖維或浸碳化學合成纖維。
4. 根據權利要求1所述的高溫碳纖維加熱布，其特徵在於，所述碳纖維為裹碳棉纖維、 裹碳滌綸纖維或裹碳化學合成纖維。
5. 根據權利要求1所述的高溫碳纖維加熱布，其特徵在於，所述碳纖維為長絲碳纖維 或納米碳纖維絲構成。
6. 根據權利要求1所述的高溫碳纖維加熱布，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連接。
7. 根據權利要求6所述的高溫碳纖維加熱布，其特徵在於，所述金屬導線為銅線或鍍 錫銅線。
【文檔編號】H05B3/34GK104105230SQ201310120188
【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