[實用新型]一種新型碳纖維發熱膜及其制備系統

有效

• 申請號: 201520686161.0
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN204936360U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 劉軍華;向聯合
• 申請（專利權）人: 杭州白熊科技有限公司
• 主分類號: B32B9/02
• 分類號: B32B9/02;B32B9/04;B32B9/06;B32B15/00;B05D7/24;C23C18/36
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 欒波

技術領域

本實用新型涉及電熱材料領域，具體而言，涉及一種新型碳纖維發熱膜及其制備系統。

背景技術

碳纖維發熱膜中的碳纖維水溶性差，易團聚，導致其導電性能差，這已經成為制約導電紙工業化生產的關鍵因素。

國內目前針對上述情況通常是借助單一手段提高碳纖維的導電性，例如，利用表面液相氧化法增強碳纖維的親水性，從而提高導電性，由于該方法是從單一因素上提高碳纖維的導電性，因此提高程度有限，仍然難以滿足工業化大規模生產的要求。

有鑒于此，特提出本實用新型。

實用新型內容

本實用新型的第一目的在于提供一種新型碳纖維發熱膜，所述的碳纖維發發熱膜與現有的產品相比，導電性能大大改善。

本實用新型的第二目的在于提供所述的新型碳纖維發熱膜的制備系統，所述的系統具有操作可控性強、可連續生產等優點。

為了實現本實用新型的上述目的，特采用以下技術方案：

一種新型碳纖維發熱膜，由絕緣紙層、被氧化的碳纖維層和鎳層自下而上地疊加而成。

上述碳纖維發熱膜在結構上具備兩個關鍵特點：一個是采用了被氧化的碳纖維層，另一個是增加了鎳層。第一個特點是增加了碳纖維的親水性，第二個特點在發熱膜上增設導電性能更強的金屬層。由此可見，本實用新型相比傳統的發熱膜在結構上取得了很大改進，導電性能顯著提高。

優選地，所述鎳層遠離所述被氧化的碳纖維層的一面還設有植物纖維層，植物纖維層可以增加發熱膜的塑韌性，這樣結構的碳纖維發熱膜抗彎抗折度高，同時植物纖維層還有很好的粘結效果。其中，所述植物纖維層的厚度優選為30-80μm，對碳纖維導電性的不利影響低，更優選30-50μm。

上文所述的新型碳纖維發熱膜的制備系統，包括依次連接的高溫箱式爐、混合池、噴涂機、鍍鎳池和干燥箱；并且所述混合池內設有攪拌器。

以上系統可以將制備碳纖維發熱膜的各個步驟獨立進行，因此操作可控性強，而且可連續生產。

優選地，所述噴涂機為液壓隔膜泵無氣噴涂機。

這種類型的噴涂機噴涂效率高，且噴涂更均勻，對流速更能精確控制。

優選地，還包括超聲清洗儀，增加超聲清洗儀可以對氧化后的碳纖維層進行清洗，除去雜質。

優選地，所述攪拌器為磁力攪拌器，便于控制攪拌速度。

優選地，所述鍍鎳池內設有多個相互平行的隔板。這樣可以在同一鍍鎳池內對多個發熱膜進行鍍鎳，且互不影響，提高生產效率。

優選地，所述隔板平行于所述鍍鎳池的底部，以便于該控制鍍鎳液的量，另外設置的隔板的寬度建議仔細而上呈遞減趨勢，以便防止發熱膜。

上文所述的新型碳纖維發熱膜的制備方法，包括下列步驟：

步驟A：對碳纖維進行表面氧化處理，得到活化的碳纖維；

步驟B：將所述活化的碳纖維與粘結劑混合，攪拌均勻，得到碳纖維漿料；

步驟C：將所述碳纖維漿料噴涂在絕緣紙上，再在所述碳纖維層的表面鍍鎳層，干燥后得到產品。

上述制備方法的流程為氧化—混漿—噴涂—鍍鎳—干燥，流程中涉及的所有步驟都屬于簡單易操作的工序，且一次加工量大，因此該系統適宜大規模生產。另外，上述制備方法可以加工不同規格的發熱膜，因此適用范圍廣。

優選地，在制備所述碳纖維漿料時還加入分散劑；加入分散劑可以解決碳纖維團聚的問題，從而提高其導電性。

優選地，所述分散劑選自苯硫酸鈉類陰離子型表面活性劑、聚丙烯酰胺、乙基纖維素、聚氧乙烯中的一種或多種，且所述活化的碳纖維與所述分散劑的重量比為8-15:0.5-1.2，這些分散劑都具有優異的分散效果，并且用量少，性價比高，同時相比其它高分子分散劑密度小，因此不會導致發熱膜自重過大。

優選地，所述步驟A采用以下方法中的一種：

方法Ⅰ：將所述碳纖維在150-250℃的空氣氣氛中氧化2-4h；得到活化的碳纖維；

方法Ⅱ：將所述碳纖維在濃度為2％-5％的王水中浸泡30-50min；得到活化的碳纖維。

上述兩種方法各有優劣，可以擇其一，也可以兩者并用，按任意先后順序進行，兩者并用可以提高碳纖維表面親水基的含量。其中方法Ⅰ是采用氣相氧化法，其特點是操作安全，但周期太長。方法Ⅱ是采用液相氧化法，時間短，但由于王水具有極強的腐蝕性，因此操作時危險性高。

優選地，所述步驟A還包括：將所述活化的碳纖維放入丙酮中，在100r/min以上攪拌20-40min，再將取出的所述活化的碳纖維放入氫氧化鈉溶液中，在50-55℃下浸泡10-20min。