[實用新型]一種柔性片狀碳纖維發熱體

有效

• 申請號: 201720561409.X
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN206879120U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 李豪杰;武曉敏
• 申請（專利權）人: 連云港磐石復合材料有限公司
• 主分類號: H05B3/34
• 分類號: H05B3/34;H05B3/14
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 劉海霞

技術領域

本實用新型涉及一種碳纖維發熱體，特別涉及一種柔性片狀碳纖維發熱體，屬于加熱材料技術領域。

技術背景

碳纖維由于具有電磁輻射小，電熱轉化效率高，遠紅外的保健作用，加熱速度快等特點，已經作為發熱材料廣泛地應用于取暖和加熱設備中，其應用最廣的是家庭地暖、取暖器和浴霸。

目前，主要采用束絲發熱或者碳纖維混抄紙的面狀發熱體。中國專利 200610086660.1公開了一種利用碳纖維制造多功能發熱體的方法，將造紙用紙漿和人造纖維制備第一層初紙，用極細碳纖維、造紙用紙漿和人造纖維混合制備第二層初紙，將第一層初紙和第二層初紙疊加形成原紙，之后在第二層初紙的花紋上涂布碳粉混合物，形成發熱基體。中國專利201310284007.6公開了一種加熱服裝的碳纖維發熱件，包括碳纖維加熱條和布塊，布塊包括面布塊和底布塊，面布塊與底布塊縫合在一起，并形成有一容置空間，碳纖維加熱條放于容置空間內。上述發熱結構柔性不高，不易洗滌、發熱不均，不能應用于對柔性要求較高、對洗滌有一定要求、對發熱均勻性要求較高、低電壓發熱等領域。

實用新型內容

針對現有的發熱體柔軟性不足，發熱體表面熱量積聚，發熱不均勻，可洗滌性差的問題，本實用新型提供了一種柔性片狀碳纖維發熱體，可作為內嵌發熱體廣泛用于穿戴設備、服飾、鞋、家紡等領域中。

實現本實用新型目的的技術方案如下：

一種柔性片狀碳纖維發熱體，包括：

采用碳纖維制成的碳纖維氈，所述的碳纖維氈采用聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維或黏膠基碳纖維制成，纖維長度為5-200mm，面密度為10-1000g/m²，纖維直徑為 3-15μm，碳纖維氈通過針刺而成，通過樹脂粘結劑乳液后壓制形成樹脂粘結劑的含量為 0.5-5wt.％的柔性碳纖維氈；

固定連接在碳纖維氈兩端的金屬導體，所述的金屬導體是銅膜或鎳膜等金屬膜，所述的金屬導體采用針刺固定連接在碳纖維氈的兩端；

金屬導體連接導線；

控制溫度的熱感應裝置，所述熱感應裝置是一個感應溫度的控制通斷裝置，固定于碳纖維氈表面，根據發熱體溫度需要，可以選擇不同溫度等級的熱感應裝置；

固定用纖維布或氈，所述的固定用纖維布或氈固定在碳纖維氈的上下表面，所述固定用的纖維布或氈為有機纖維布或氈，采用縫制或熱熔焊接而固定內部的發熱元器件。

優選地，所述的碳纖維氈采用聚丙烯腈基碳纖維或黏膠基碳纖維制成。

優選地，所述的碳纖維長度為10-100mm，面密度為50-500g/m²，纖維直徑為5-10μm，粘結劑含量為0.7-2wt.％。

優選地，所述的固定用纖維布或氈采用有機纖維制成，更優選采用聚酯纖維。

優選地，所述的固定用纖維布或氈固定方式為超聲波焊接。

上述的柔性片狀碳材料發熱體通過以下步驟制備：

將碳纖維短切后制成碳纖維氈，將碳纖維氈連續通過樹脂粘結劑乳液槽，壓制后干燥制得成品碳纖維氈，成品碳纖維氈分割成片狀，將金屬導體針刺固定在碳纖維氈的兩端，在電路中串聯熱感應裝置，并將熱感應裝置放置于碳纖維氈的表面組裝得到發熱元器件，在發熱元器件的上下表面放置纖維布或氈，采用縫制或熱熔焊接固定發熱元器件，制得柔性片狀碳材料發熱體。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

1、本實用新型的柔性片狀碳材料發熱體，具有良好的可折疊性，形狀與尺寸可設計性強；

2、本實用新型的柔性片狀碳材料發熱體，將發熱碳纖維氈作為夾層，采用纖維布或氈將發熱碳纖維氈固定，具有很好的尺寸穩定性，能抵抗拉扯、洗滌和暴曬等，發熱碳纖維氈不易斷裂，抗拉強度可達到25KGF/m²，撕裂強度達到1200GF/m²，模擬正常熱洗10000次后，發熱功率保持在原有設計功率的90％以上；

3、本實用新型的柔性片狀碳材料發熱體，發熱碳纖維氈電阻可以設計，發熱功率可控性強，適用于低電壓條件；

4、本實用新型的柔性片狀碳材料發熱體，片狀發熱體比表面積大，整個面可以向外輻射遠紅外線，熱量容易散發出去，不會導致熱量集中帶來安全隱患，而且熱輻射均勻性好；

5、本實用新型的柔性碳材料片狀發熱體，由于整個片材都是電子通道，電流密度及其低，加上碳纖維本身電磁輻射幾乎為零，所以對人體毫無傷害；

6、本實用新型的柔性碳材料片狀發熱體，由于內置了熱感應裝置，發熱體達到一定溫度，該裝置就會切斷電源，具有非常高的安全性。