[發(fā)明專利]電熱高溫碳纖維紙及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00106676.5
• 申請日: 2000-04-18
• 公開（公告）號: CN1274783A
• 公開（公告）日: 2000-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田亞力;程學(xué)禮
• 申請（專利權(quán)）人: 太原東立信息產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號: D21H27/00
• 分類號: D21H27/00;H05B3/34;//D21H15/10;17/68;25/02
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司)
• 代理人: 楊耀田

本發(fā)明屬于非導(dǎo)電發(fā)熱元件，尤其涉及一種用于工業(yè)的高溫碳纖維紙及其制作方法。

目前的碳纖維電熱元件(線、片)，大多用作衣服、電熱毯、裝飾板等生活用品，熱效率不高。CN2044050公告了一種“電熱裝飾板”，它是在纖維板和裝飾布之間夾入一塊由石墨、水泥、木屑、膠粘劑壓合而成的電熱板。這種電熱板表面溫度最高只有50-60度，僅能用作家庭取暖。

本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種電熱高溫碳纖維紙及其制作方法，該碳纖維紙具有發(fā)熱面積大、發(fā)熱速度快、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，可做為工業(yè)領(lǐng)域中的加熱元件。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種電熱高溫碳纖維紙，由紙漿和無機(jī)材料組成，其紙漿是以針葉樹皮為材料采用常規(guī)濕法造紙工藝生產(chǎn)的水溶液，無機(jī)材料為石棉絨、予氧絲短纖、石英粉以及碳纖維短纖，其含量：紙漿30-35％，石棉絨15-20％，予氧絲短纖16-22％，石英粉5-10％，碳纖維短纖15-26％。

電熱高溫碳纖維紙的制作方法，按以下步驟：

(1)按常規(guī)濕法造紙工藝生產(chǎn)針葉樹皮紙漿，在其水溶液中根據(jù)產(chǎn)品所需電功率速度加入一定含量的石棉絨、予氧絲短纖、石英粉、碳纖維短纖；

(2)按紙漿水溶液的重量加入20倍的水，水溫為80度，以500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杓尤?0-15分鐘，使其混合物反應(yīng)；

(3)再按紙漿水溶液的重量加入100倍的水，水溫80度，以500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-15分鐘，使其混合物充分反應(yīng)；

(4)抄紙，紙的重量50g-80g/m²；

(5)置入磷酸鋁溶液(無機(jī)粘結(jié)劑)中浸漬，使紙中的有機(jī)纖維浸蝕，留下黑色碳化物，達(dá)到蝕絨固碳作用；

(6)絕緣處理，將無機(jī)碳紙按產(chǎn)品形狀裁剪后，進(jìn)行單面或雙面噴涂聚酰亞胺絕緣耐溫漆；

(7)高溫固化，在200度的烘箱中固化2小時(shí)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果：由于本發(fā)明采取蝕絨固碳工藝措施，將增強(qiáng)紙置于磷酸鋁溶液(無機(jī)粘結(jié)劑)中浸漬，磷酸鋁具有極強(qiáng)的腐蝕性，增強(qiáng)紙中的有機(jī)植物纖維經(jīng)腐蝕之后變?yōu)闊o機(jī)碳化纖維。碳纖維耐酸、耐堿，不受磷酸腐蝕，其導(dǎo)電性能不變。因此，這種碳纖維紙可在350度的高溫下正常使用。高溫碳纖維紙的微觀結(jié)構(gòu)呈三維網(wǎng)絡(luò)搭接形狀，其中碳纖維短纖、無機(jī)纖維微粉、粘結(jié)劑交錯(cuò)分布。形成局部無序，整體有序的面狀電阻體。其功率密度可達(dá)到0.1W/cm²-5.0W/cm²。高溫碳紙可與高溫度絕緣材料進(jìn)行熱壓復(fù)合或浸膠粘合等復(fù)合工藝生產(chǎn)出面狀加熱板(片)。它與已有技術(shù)的碳纖維電熱元件相比，由于雙面雙向同時(shí)發(fā)熱，熱交換面積大，速度快。由于碳纖維紙只有0.01-0.0015mm厚度，負(fù)載少、熱慣性小、電阻溫度系數(shù)小、功率衰減小?？傊?，本發(fā)明熱效率高，電熱轉(zhuǎn)換率＞95％，是將電能直接轉(zhuǎn)換為熱能的環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，工業(yè)上具有廣闊的使用價(jià)值。

圖1給出了高溫碳纖維紙的微觀結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖2給出了高溫碳纖維紙的微觀結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

其中：1.碳纖維短纖；2.磷酸鋁粘結(jié)劑；3.無機(jī)物。

下面通過實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明加以說明。

實(shí)施例1：一種電熱高溫碳纖維紙，由紙漿和無機(jī)材料組成，紙漿是以針葉樹皮為材料采用常規(guī)濕法造紙工藝生產(chǎn)的，無機(jī)材料為石棉絨、予氧絲短纖、石英粉以及碳纖維短纖，其含量：紙漿30％，石棉絨20％，予氧絲短纖22％，石英粉10％，碳纖維短纖18％。

制作方法如下步聚：

(1)按常規(guī)濕法造紙工藝生產(chǎn)針葉樹皮紙漿，放入上述配比的石棉絨、予氧絲短纖、石英粉、碳纖紙短纖；

(2)按紙漿水溶液的重量加入20倍的水，水溫控制在80度，以500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘；

(3)再按紙漿的重量加入100倍的水，水溫控制在80度，以500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘；

(4)采用常規(guī)方法抄紙，制得50g-80g/m²的增強(qiáng)紙；

(5)增強(qiáng)紙置入磷酸鋁溶液中浸漬；

(6)將無機(jī)碳紙裁剪雙面噴涂聚酰亞胺絕緣耐溫漆；

(7)在200度烘箱中固化2小時(shí)。

實(shí)施例2：一種電熱高溫碳纖維紙，其組成含量：針葉樹皮紙漿為35％，蛇紋石棉絨為15％，予氧絲短纖16％，石英粉5％，碳纖維短纖26％。

制作方法：按所述相同步聚重復(fù)進(jìn)行實(shí)例1，但是攪拌時(shí)間第一次為20分鐘，第二次為20分鐘；絕緣處理是在碳紙的單面噴涂聚酰亞胺絕緣耐溫漆。