一种基于碳纳米管的远红外电热膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于碳纳米管的远红外电热膜，其包括电热膜，电热膜包括碳膜和电极，碳膜包括基膜和碳层，电极通过采用狭缝涂布方式在基膜上涂布电极浆料并使电极浆料干燥固化而形成，碳层通过采用狭缝涂布方式在形成有电极的基膜上涂布碳膜浆料并使碳膜浆料干燥固化形成，在进行碳膜浆料的涂布时，使碳膜浆料至少覆盖电极的部分或全部，从而部分或全部的电极位于碳层与基膜之间，碳膜浆料的涂布为间歇性涂布，使得在一张基膜上形成多个间隔分布的碳层，碳膜浆料包含碳纳米管和水性聚氨酯树脂。通过结构设计和狭缝涂布工艺的有机组合，本发明专利技术远红外电热膜不仅涂膜附着力好、涂膜厚度小且安全性好、使用寿命长，并且可以高的生产效率制备。产效率制备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳纳米管的远红外电热膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及远红外电热膜，尤其是基于碳纳米管的电热膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技发展，电热膜作为一种舒适、节能的远红外辐射地面供暖系统，已经获得了越来越多消费者的青睐。作为一种远红外辐射产品，不同发热面积、形状、功率的电热膜，其电热辐射转化效率也有着不同的节能效果。依据GB/T7287
‑
2008中定义的热像测量法，电热辐射转换效率计算公式：η＝Sσ(T
r4
‑
T
04
)/P，相同功率，发热面积越大，平均辐射温度越高，电热辐射转化效率越高，因此整面发热的电热膜从理论上具有极高的电热辐射转化效率。
[0003]现有技术中，电热膜的导电层通常是将导电油墨通过丝网印刷或者凹版印刷工艺涂布制成，其中导电油墨多数采用石墨粉或短切碳纤维粉作为导电添加剂，或者在石墨粉这类导电添加剂基础上复合其他导电添加剂。现有技术的电热膜技术存在以下问题：1、就产品本身而言，为了达到设定的电学性能，就需要采用较大量的导电剂，而这会造成涂膜附着力下降，以及涂膜厚度较厚，限制了电热膜的应用；2、为了确保涂膜附着力，可以考虑预留空白处，并利用胶膜来固定导电层，以避免电热膜导电层脱层、开胶，但是如此，每个导电层就必须做成面积相对较小的图案(例如通常会做成条幅状或多孔状)，无法获得高的电热辐射转化效率；3、就涂膜工艺而言，其中丝网印刷工艺工作效率较低、印刷涂层厚度均一性较差，同时网版使用寿命有限，需定期更换网版，成本高，而凹版印刷工艺存在油墨物性适用性窄(油墨粘度要适应凹版辊转印要求)及水性低粘性导电油墨无法涂布等缺点；此外，不管是丝网印刷还是凹版印刷，都难以实现大面积涂膜的连续制备；4、已知微凹连续整面涂布技术可以实现连续整面涂布，但是，如果用这种技术来制备电热膜，则在后续将连续制备的电热膜裁切成标准长度片材时，或导致裁切边缘容易裸露导电层，尤其是电热膜屏蔽层极易与导电层接触短路、打火，不利于电热膜整体的绝缘和封装，特别是在实际应用时遇到湿气时，会造成电热膜漏电或使用寿命减短。
[0004]综上所述，现有技术的电热膜技术无法以高的生产效率获得不仅涂膜附着力好、涂膜厚度小且安全性好、使用寿命长的电热膜产品。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不仅涂膜附着力好、涂膜厚度小且安全性好、使用寿命长的远红外电热膜，且该电热膜可以高的生产效率制备。
[0006]本专利技术同时还提供一种生产效率高的远红外电热膜的制备方法，该方法获得的电热膜不仅涂膜附着力好、涂膜厚度小且安全性好、使用寿命长。
[0007]为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案是：
[0008]一种基于碳纳米管的远红外电热膜，所述的远红外电热膜包括电热膜，所述电热
膜包括叠设的碳膜和电极，所述碳膜包括基膜和碳层，所述电极通过采用狭缝涂布方式在所述基膜上涂布电极浆料并使所述电极浆料干燥固化而形成，所述的碳层通过采用狭缝涂布方式在前述形成有电极的基膜上涂布碳膜浆料并使所述碳膜浆料干燥固化形成，在进行所述碳膜浆料的涂布时，使所述碳膜浆料至少覆盖所述电极的部分或全部，从而所述部分或全部的电极位于所述碳层与基膜之间，所述碳膜浆料的涂布为间歇性涂布，使得在一张所述基膜上形成多个间隔分布的碳层，所述碳膜浆料包含碳纳米管和水性聚氨酯树脂。
[0009]根据本专利技术的一些具体实施方式，所述碳层的宽度为500
‑
1000mm、长度为0.95
‑
6.45m。
[0010]根据本专利技术，所述碳层的方块电阻可以达到700
‑
1750Ω/sq。
[0011]根据本专利技术，所述电热膜的电
‑
热辐射转化效率可达到75
‑
85％。在根据本专利技术的一些实施方式中，电热膜的电
‑
热辐射转化效率在80％以上。在根据本专利技术的另一些实施方式中，电热膜的电
‑
热辐射转化效率在83％以上。
[0012]根据本专利技术，所述电极的宽度可以为10
‑
20mm，方块电阻为20m
‑
50mΩ/sq。
[0013]根据本专利技术的一个优选实施方式，所述电极的厚度为3
‑
7μm，所述碳层的厚度为5
‑
20μm。进一步优选地，所述电极的厚度小于所述碳层的厚度。使碳层覆盖于电极之上并控制厚度有助于提高电极和碳层的附着力。
[0014]在根据本专利技术的一些优选实施方式中，所述多个碳层沿着所述基膜的长度方向延伸，且相邻二个碳层之间的间距优选为30～50mm。
[0015]优选地，所述电极浆料的涂布为间歇性涂布，使得在一张所述基膜的一侧上形成多个沿着所述基膜的长度方向间隔分布的电极，多个所述碳层与所述多个电极一一对应设置。在一个优选实施例中，相对应设置的碳层和电极，它们的长度相同。
[0016]优选地，在所述基膜的宽度方向的两侧边分别设置所述的电极，所述的碳层在两电极之间延伸且碳层在所述基膜上的投影面积大于两电极之间的基膜面积。
[0017]根据本专利技术的优选方案，所述碳膜浆料粒径D
90
在0.5μm～75μm之间，所述电极浆料粒径D
90
在1μm～75μm之间。
[0018]在根据本专利技术的一些优选实施方式中，所述的碳膜浆料由水、分散剂、多壁碳纳米管、水性聚氨酯和乙二醇组成。在一个具体优选实施方式中，水、分散剂、多壁碳纳米管、水性聚氨酯和乙二醇的质量比为80～78:2～3:6～7:10:2，所述分散剂特别优选为BYK
‑
192分散剂。结合该碳膜浆料并配合本专利技术的结构和工艺所制备的电热膜具有5B的优异附着力。
[0019]在根据本专利技术的一些实施方式中，所述远红外电热膜进一步包括对所述电热膜表面进行封装的绝缘膜，所述绝缘膜完全包覆所述电热膜，在所述绝缘膜表面叠设屏蔽层，并使所述电热膜与所述屏蔽层整面复合。
[0020]在根据本专利技术的另一些实施方式中，所述远红外电热膜包括第一绝缘膜、第二绝缘膜、屏蔽层，所述一绝缘膜、电热膜、第二绝缘膜和屏蔽层叠层设置。
[0021]进一步地，所述屏蔽层与电热膜的宽度之比可以为0.7：1
‑
0.9：1；
[0022]进一步地，所述屏蔽层的厚度一般为7
‑
200μm，优选为100～200μm，进一步优选为150～200μm，更优选为190～200μm。在一些实施例中，所述屏蔽层的厚度为7
‑
10μm。
[0023]进一步地，所述第一绝缘膜和第二绝缘膜的厚度一般分别为50
‑
250μm。
[0024]本专利技术采取的又一技术方案是：一种前述基于碳纳米管的远红外电热膜的制备方
法，包括电热膜制备工序，该电热膜制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纳米管的远红外电热膜，所述的远红外电热膜包括电热膜，所述电热膜包括叠设的碳膜和电极，所述碳膜包括基膜和碳层，其特征在于，所述电极通过采用狭缝涂布方式在所述基膜上涂布电极浆料并使所述电极浆料干燥固化而形成，所述的碳层通过采用狭缝涂布方式在前述形成有电极的基膜上涂布碳膜浆料并使所述碳膜浆料干燥固化形成，在进行所述碳膜浆料的涂布时，使所述碳膜浆料至少覆盖所述电极的部分或全部，从而所述部分或全部的电极位于所述碳层与基膜之间，所述碳膜浆料的涂布为间歇性涂布，使得在一张所述基膜上形成多个间隔分布的碳层，所述碳膜浆料包含碳纳米管和水性聚氨酯树脂。2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：各所述碳层的宽度为500
‑
1000mm、长度为0.95
‑
6.45m。3.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述碳层的方块电阻为700
‑
1750Ω/sq；和/或，所述电热膜的电
‑
热辐射转化效率为75
‑
85％。4.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述电极的宽度为10
‑
20mm，方块电阻为20m
‑
50mΩ/sq。5.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述电极的厚度为3
‑
7μm，所述碳层的厚度为5
‑
20μm。6.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述多个碳层沿着所述基膜的长度方向延伸，相邻二个碳层之间的间距为30～50mm。7.根据权利要求6所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述电极浆料的涂布为间歇性涂布，使得在一张所述基膜的一侧上形成多个沿着所述基膜的长度方向间隔分布的电极，多个所述碳层与所述多个电极一一对应设置。8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：在所述基膜的宽度方向的两侧边分别设置所述的电极，所述的碳层在两电极之间延伸且碳层在所述基膜上的投影面积大于两电极之间的基膜面积。9.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述碳膜浆料粒径D
90
在0.5μm～75μm之间，所述电极浆料粒径D
90
在1μm～75μm之间。10.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述的碳膜浆料由水、分散剂、多壁碳纳米管、水性聚氨酯和乙二醇按质量比80～78:2～3:6～7:10:2组成，其中，所述分散剂为BYK
‑
192分散剂。11.根据权利要求1所述的基于碳纳米管的远红外电热膜，其特征在于：所述远红外电热膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新江，李峰，沈珍辉，周红波，袁芳，
申请(专利权)人：苏州汉纳材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：