[发明专利]一种双膜层结构的红外电热膜加热管、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种双膜层结构的红外电热膜加热管、其制备方法及其应用，属于半导体发热技术和红外加热技术领域。

背景技术

随着能源危机的日益严重，节能减排已成为一个令人关注的社会问题。针对目前旁热式电热元件热惯性大、高温易氧化、热转化效率低、使用寿命短等缺陷，相继出现了多种电热膜发热元件。其作为一种面发热元件，具有直热式、热容小、无明火、热效率高等特点，很好的解决传统电热膜温度低、应用范围窄等问题。公开号为CN2212293Y、CN101608074A、CN1625305A、CN101668359A的中国专利公开了数种电热膜发热元件，其均是采用喷涂法制备电热膜，在电热膜组分配比中，通过“掺杂”金属氯化物，改善膜的特性，并同时提高电热膜的表面发射比。

现有电热膜技术的主要缺陷是：①现有技术通过“掺杂” 金属氯化物以提高发射比，“掺杂”量少，不能形成致密的发射层，致使膜层发射比偏低，掺杂量大影响电热膜的导电特性，不能体现电热膜加热元件“红外高辐射”的节能优势；②单层膜结构效能低，辐射-对流传热比值小；③电热膜的喷涂制法能耗、成本高，操作繁琐，产品稳定性低。由此，通过科学实验获得电热膜原料的最佳配比和最佳结构设计方案，并改进现有的喷涂制备法，以提高产品能效，降低成本，成为电热膜制造领域目前亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双膜层结构的红外电热膜加热管，采用双层膜结构，能够大幅强化辐射传热并减少对流传热，提高能效，节约能源；为此，本发明同时提供此双膜层结构的红外电热膜加热管的制备方法；本发明同时提供此加热管的应用方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种双膜层结构的红外电热膜加热管，结构中包括电热膜基体、附着在此电热膜基体上的膜层和设置在此电热膜基体两端的电极，所述膜层包括蒸镀在电热膜基体表面的导电膜层和蒸镀在此导电膜层表面的红外高发射膜层，所述导电膜层为SnO₂:Sb薄膜层，所述红外高发射膜层按重量份数比包含如下物质：二氯化锰35～45，二氯化镍15～20，三氯化铬5～10。

上述双膜层结构的红外电热膜加热管的制备方法，其步骤为：

A、导电膜层的制备：利用高温蒸镀炉将电热膜液蒸镀到所述电热膜基体上，即得；所述电热膜液按重量份数比包含：四氯化锡45～58；三氯化锑0.3～2.0；三氯化镍0.4～1.2；三氯化铟0.3～1.0；乙醇/丙三醇5～15；无机酸6～17；去离子水20～30；

B、红外高发射膜层的制备：利用高温蒸镀炉将红外高发射膜液蒸镀到上步所得导电膜层上，即得；所述红外高发射膜液按重量份数比包含：二氯化锰35～45；二氯化镍15～20；三氯化铬5～10；乙醇/丙三醇5～15；去离子水20～30；

C、装配电极：上步所得电热膜基体两端装配电极，即得。

作为本发明制备方法的一种优选技术方案，步骤A中制备所述导电膜层之前首先用磷酸、无水乙醇或丙酮擦洗所述电热膜基体表面，然后用去离子水洗净，烘干，然后再进行导电膜层蒸镀操作。

作为本发明制备方法的一种优选技术方案，步骤A中所述电热膜液的制作方法为：按上述重量份数比量取四氯化锡、三氯化锑、三氯化镍、三氯化铟、乙醇/丙三醇、无机酸和去离子水，于混合机内混合加热，加热温度为60～80℃，持续搅拌并进行1h的超声分散处理，使固体全部溶解，冷却至常温，过滤，即得电热膜液。

作为本发明制备方法的一种优选技术方案，步骤A中将所述电热膜液蒸镀到所述电热膜基体上的具体操作为：将电热膜基体放入高温蒸镀炉中，逐步升温至600～800℃，恒温10分钟，然后通过滴定装置将电热膜液滴入蒸发坩埚中，膜液高温气化后进入蒸镀炉体，在电热膜基体表面发生水解反应，形成一层均匀的SnO₂:Sb薄膜层，即导电膜层。

作为本发明制备方法的一种优选技术方案，步骤B中所述红外高发射膜液的制作方法为：按上述重量份数比量取二氯化锰、二氯化镍、三氯化铬、乙醇/丙三醇和去离子水，于混合机内混合加热，加热温度为60～80℃，持续搅拌并进行1h的超声分散处理，使固体全部溶解，冷却至常温，过滤，即得红外高发射膜液。