[发明专利]一种工业用高温碳纤维电热纸及其制作方法

说明书

技术领域

 本发明属于非导电发热元件技术领域，具体涉及一种工业用高温碳纤维电热纸及其制作方法。

背景技术

电热元件指电能通过电阻元件把电能转变为热能的技术应用。工业上常用的电热材料中，合金材料使用较为广泛。如镍鉻合金最高发热温度1150℃，铁鉻合金最高发热温度1400℃。高熔点纯金属材料的使用温度一般比合金高，但需在一定的保护气氛中应用。如铂最高发热温度1600℃，钼最高发热温度1800℃，钽最高发热温度2200℃，钨最高发热温度2400℃。硅碳元件及硅钼元件使用温度也较高，质硬而脆，成型后使用，如碳化硅制成的硅碳棒、硅碳管最高发热温度1500℃，二硅化钼制成的硅钼棒最高发热温度1800℃。另外还有新技术制作的陶瓷发热片，如TCP、MCH最高发热温度600℃。

碳纤维发热技术是一种新型非导电发热元件技术，具有升温迅速、热滞后小、发热均匀、热辐射传递距离远、热交换速度快等特点。工作过程中光通量远远小于金属发热体的电热管，电热转换效率高达98% 以上。与金属发热体不同，它完全避免了电磁场的产生，同时，使用碳纤维技术制造的碳纤维电热纸还可根据需要进行各种形状的裁剪，适用范围更广。

然而，目前工业上常用的碳纤维电热纸是用短切碳纤维同纸浆混合制成，因纸浆碳化温度较低，所以其发热温度亦较低，还不能完全满足工业用需要。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种工业用高温碳纤维电热纸及其制作方法。

本发明的技术方案是：将聚丙烯腈基碳纤维电热纸按产品形状裁剪后，用高温胶粘剂在聚丙烯腈基碳纤维电热纸双面粘贴柔软的绝缘材料间位聚芳酰胺纤维纸，150℃下烘干，在聚丙烯腈基碳纤维电热纸两端用碳素类高温导电胶粘接电极后引出电源既可使用。

其中聚丙烯腈基碳纤维电热纸由45%聚丙烯腈基碳纤维，55%蛇纹石棉绒组成，制作步骤包括：将聚丙烯腈基碳纤维丝放在桶内，倒入的80℃左右热水，将其浸泡软化；将润胀分散的聚丙烯腈基碳纤维在桶内搅动20分钟，搅拌过程中更换清水6次；将润泡一小时的蛇纹石棉绒与上述聚丙烯腈基碳纤维丝放入打浆池中进行高速飞刀辊机械处理45分钟，经纵向分裂、帚化和压溃，使蛇纹石棉绒达到抄造所需的纤维特性；经圆筒网过滤，控制抄纸车速在每分钟 10-20米，上毛布挤压再上热烘筒干燥成型。

本发明的优点和效果：所采用的聚丙烯腈基碳纤维具有优异的力学性能、比重小、材质均匀、抗拉强度高、比强度高、深加工性能好、耐疲劳强度高、使用寿命长、减振吸能性能优异、耐摩擦、自润滑特性、热膨胀系数小、热导率高、耐腐蚀、具有导电性能、具有电磁波屏蔽性等特性。通过本发明所生产出的高温碳纤维电热纸，面状发热温度均匀，性能稳定，不会产生过热烧损现象，使用寿命长，具有辐射和传导的双重换热作用，能量转换效率高，节能效果显著。可在 400℃ 内稳定使用、在保护状态下可在 500-1200℃ 长期工作；能量转换效率为 100％、热能利用效率在 98％以上，其用电量仅是传统产品的 60％左右，节能效果显著，工业上应用范围广阔。

具体实施方式  

将聚丙烯腈基碳纤维丝放在桶内，倒入的80℃左右热水，将其浸泡软化；将润胀分散的聚丙烯腈基碳纤维在桶内搅动20分钟，搅拌过程中更换清水6次；将润泡一小时的蛇纹石棉绒与上述聚丙烯腈基碳纤维丝放入打浆池中进行高速飞刀辊机械处理45分钟，经纵向分裂、帚化和压溃，使蛇纹石棉绒达到抄造所需的纤维特性；经圆筒网过滤，控制抄纸车速在每分钟 10-20米，上毛布挤压再上热烘筒干燥成型。

将聚丙烯腈基碳纤维电热纸按产品形状裁剪后，用高温胶粘剂在聚丙烯腈基碳纤维电热纸双面粘贴柔软的绝缘材料间位聚芳酰胺纤维纸，150℃下烘干，在聚丙烯腈基碳纤维电热纸两端用碳素类高温导电胶粘接电极后引出电源既可使用。