[发明专利]中高温碳晶电热材料、中高温碳晶电热板以及相关制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电热材料技术领域，具体涉及碳晶电热材料技术领域，特别涉及中高温碳晶电热材料、中高温碳晶电热板以及相关制备方法。

背景技术

碳纤维具有导电、导热、抗氧化(300℃下可长期使用)，质轻，直径细(＜7μm)，电阻温度系数小，电性能稳定，远红外辐射，屏蔽或阻尼电磁波干扰等特点。其粉碎的碳纤维可均匀分散在各种基体无机材料中，易于工业化规模生产，已在导电发热材料中得到广泛应用。

以碳纤维材料生产的面状发热体，具有大面积均匀发热和散热、电热转换效率高、远红外辐射及显著节能等特点，在专利申请CN94247476和CN01211087中均提到碳纤维取暖器的技术。然而碳纤维材料虽在民用采暖领域的开发应用已有十余年，始终未能大面积推广。ZL200610026524.3碳晶电热材料及制备方法的发明专利是以短碳纤维为原料，纸作为均匀载体，并将其密封在环氧树脂内。由于其良好的密封性能，配合碳纤维的良好导电、导热及高电热转换率，在大面积平面电热材料取得领先地位。但他也有致命缺点，就是环氧树脂不耐高温，所以它只能是在100℃以内，属于低温电热材料。在采暖市场只能用于大面积的地暖。而不能用于较小面积的散热器等产品。失去了最为主流的市场；同时，由于其对施工环境和条件的要求十分苛刻，也使安装时很难确保其施工质量；另外，碳纤维材料温度的不确定性使其在进入隐蔽工程后对使用带来很大的风险。

因此基于碳纤维材料的优点，目前需要迫切解决的问题就是研制一种新型的碳纤维材料的换代产品，不仅继承碳纤维材料的所有优点，同时也能克服碳纤维材料的致命缺陷，能够使碳纤维电热材料的表面温度能达到100℃以上，并达到较高的250～300℃。达到这个温度，利用碳晶平面电热材料的优越性能，可以生产碳晶散热器、碳晶即热型热水器、碳晶烹调锅、碳晶电熨斗、碳晶电饭褒等系列碳晶电热产品。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，即以环氧树脂作为基材不耐高温的致命缺陷，本发明以耐高温的云母板作为基材，使用更均匀的丝网印刷方法，提供中高温碳晶电热材料、中高温碳晶电热板以及相关制备方法，该中高温碳晶电热材料可耐高温，表面温度能达到100℃以上，并达到较高的250～300℃，由其制备的中高温碳晶电热板可用于中高温碳晶电热产品，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种中高温碳晶电热材料，其特点是，由碳纤维为原料进行粉碎改性后制得，其制备包括如下步骤：

A)用30000高斯以上的强磁场对所述碳纤维进行电极极性的强化；

B)将所述碳纤维研磨成均匀颗粒在1000～3000目的碳晶粉。

其中，对碳纤维原料进行球磨加工改性后得到的碳素微晶体电热材料，也就是中高温碳晶电热材料，即上述的碳晶粉，在本发明中也称为碳晶，为碳纤维的下一代产品。

较佳地，所述步骤B)具体为：用大功率电子球磨机对所述碳纤维进行深度加工，球磨时间在2～3小时，直至产生所述的均匀颗粒在1000～3000目的碳晶粉。

较佳地，所述碳纤维的模量指标为：丙烯氰基、电阻10K模、纤维长度2～4mm，不含胶。

在本发明的第二方面，提供了一种中高温碳晶电热板，包括第一电极、第二电极、印刷绝缘基材和绝缘盖板，所述绝缘盖板盖设在所述印刷绝缘基材上，所述第一电极和所述第二电极位于所述印刷绝缘基材和所述绝缘盖板之间并印刷在所述绝缘基材的两端，其特点是，所述中高温碳晶电热板还包括至少一条中高温碳晶发热条，所述中高温碳晶发热条位于所述印刷绝缘基材和所述绝缘盖板之间并间隔印刷在所述绝缘基材上，所述中高温碳晶发热条的两端分别连接所述第一电极和所述第二电极，所述中高温碳晶发热条由中高温碳晶电热混合料和用量为所述中高温碳晶电热混合料的10％～20％(重量)的松香水搅拌均匀后印刷在所述印刷绝缘基材上而成，其中所述中高温碳晶电热混合料由20％～40％(重量)的上述的中高温碳晶电热材料和60％～80％(重量)的1000～3000目的二氧化硅混合而成。

较佳地，所述中高温碳晶发热条的数目为2或以上，所述中高温碳晶发热条间隔平行排列。

较佳地，所述第一电极和所述第二电极均采用在70％(重量)的800目纯银粉和30％(重量)的所述中高温碳晶电热混合料中加适量松香水搅拌而成。

较佳地，所述印刷绝缘基材是厚度为3～8毫米的印刷基材云母板，所述绝缘盖板是绝缘云母盖板。

在本发明的第三方面，提供了一种上述的中高温碳晶电热板的制备方法，其特点是，包括步骤：