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電熱膜種類簡述
 
作者:佚名 日期:2012年02月29日 來源:本站原創  字體:
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電熱膜現在還沒有統一的定義和分類。本文章是以住房和城鄉建設部《低溫輻射電熱膜》標準討論稿涉及的電熱膜定義和分類內容為主線,對“碳基印刷油墨、金屬基、碳纖維、高分子”等4種類型電熱膜的發熱材料、相應的電熱膜生產加工工藝進行介紹。

  電熱膜現在還沒有統一的定義和分類。本文章是以住房和城鄉建設部《低溫輻射電熱膜》標準討論稿涉及的電熱膜定義和分類內容為主線,對“碳基印刷油墨、金屬基、碳纖維、高分子”等4種類型電熱膜的發熱材料、相應的電熱膜生產加工工藝進行介紹。

碳基印刷油墨型電熱膜

  碳基印刷油墨型電熱膜的發熱材料為石墨、金屬粉末、金屬氧化物。碳基印刷油墨電熱膜的生產工藝是將上述發熱材料與其他填料一起制成油墨狀漿料,以絲網印刷工藝定量印刷在預先黏結有金屬載流條(作為電極)的聚酯薄膜上,再覆上聚酯薄膜形成絕緣結構,故又稱印刷油墨電熱膜。對這類電熱膜的功率控制主要是通過漿料成分、油墨條厚度和間距等實現。

  碳基印刷油墨電熱膜的技術核心是漿料的生產加工技術。其特點是生產工藝簡單,原材料成本相對較低,國產化程度大。目前國內已有多家碳基油墨漿料生產企業,十幾家碳基印刷油墨電熱膜生產廠家,生產加工技術已經趕上并超過了國外同行。國外品牌以美國、韓國為主,但大都不具備地暖施工技術指導能力,尤其缺乏解決泄漏電流問題方案。

金屬基電熱膜

  金屬基電熱膜的發熱材料為純金屬或金屬合金材料。金屬基電熱膜的生產工藝是將發熱體金屬或金屬合金材料首先制成金屬箔,在聚酯薄膜上黏結制作成電阻回路,其上再覆一層聚酯薄膜形成絕緣結構。常用的金屬電熱材料有銅、鎳、銅鎳、鐵鉻鋁等。不同的金屬和金屬合金材料具有不同的電阻率即導電特性,據此可以根據不同的工作電壓、單位面積功率要求選擇不同的金屬發熱材料并設計成不同的電阻線路。而金屬材料的不同也將直接影響發熱體的性能(如抗氧化能力)以及成本造價。

碳纖維電熱膜

  碳纖維電熱膜的發熱材料為碳纖維。碳纖維是由含炭量較高(通常在90%以上)的原料纖維,放在惰性氣體中,經200~300℃的熱穩定氧化、1000℃~2000℃的碳化及石墨化處理而成。根據基礎原料不同,碳纖維又可分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基和黏膠基碳纖維,其中PAN基碳纖維在全世界的碳纖維生產中占有90%的比例。目前,世界碳纖維技術主要掌握在日本的東麗公司、東邦Tenax集團和三菱人造絲集團,而其他大部分碳纖維企業的生產工藝仍在摸索中不斷完善。國內碳纖維電熱膜生產廠家所用的碳纖維原材料主要從日本東麗公司進口。

  碳纖維具有耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等性能,外形有顯著的各向異性,柔軟、可加工成各種織物,比重小,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維能夠與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合形成多種復合材料,用于航空航天、汽車、石油鉆探、體育及醫療器械等多個領域。

  利用碳纖維的導電特性將其做成電熱材料,按發熱體結構的不同分為碳纖維發熱線纜和碳纖維電熱膜兩種。其中,碳纖維電熱膜按生產加工工藝不同又分直接將碳纖維絲作為經線或緯線,通過紡織工藝生產的非均勻性線面狀碳纖維電熱膜,以及將碳纖維絲剪切成紊亂短纖維,與紙漿混合后用造紙工藝形成碳纖維電熱紙。調整碳纖維比例可得到不同的功率密度。按照用途和絕緣等級要求外覆不同絕緣材料即形成碳纖維電熱膜

高分子電熱膜

  高分子電熱膜的發熱材料為導電高分子材料。高分子電熱膜的工藝是,首先利用不同的分子設計手法合成出功能性高分子導電復合材料,通過噴涂或逗號涂工藝將上述導電高分子材料均勻涂敷于預先植入電極的基材上形成裸體電熱膜,外覆不同絕緣材料即形成高分子電熱膜

  高分子電熱膜誕生于日本。目前國內已經有企業生產這種產品,并具有“任意幅寬和形狀、任意使用電壓、任意單位面積功率”3個任意的技術優勢。高分子電熱膜的功率密度是通過調整發熱體材料的聚合度、正負極性基團數目和比例以及自由電數來實現,而非通過加減涂敷量。

  盡管電熱膜類型不同,但都含有發熱體、電極和絕緣層等3個共同的部分,都是外覆絕緣層內加發熱體結構。不同的是金屬基電熱膜和碳基油墨電熱膜是直接熱壓在絕緣聚酯薄膜間,而碳纖維和高分子電熱膜是將發熱材料涂敷于基材上,然后外覆絕緣材料。

  不同類型的電熱膜由于其發熱材料不同和生產加工工藝的不同,電熱膜也分別具有不同的電熱特性和應用性能,如功率密度的極限值、發熱體的熱穩定性和熱均勻性,抗氧化老化能力、功率衰減、龜裂和融脹性等等,而這些特性直接決定了產品最為適宜的應用領域以及作為發熱體材料在應用施工中的工藝要求。

汗蒸房專欄
Tags:電熱膜
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