[发明专利]碳纤维发热丝及发热织物和其制法及应用

说明书

技术领域

 本发明涉及一种新型发热织物，具体的说是一种升温快、易弯折、耗电低的碳纤维发热丝及发热织物和其制法及应用。

背景技术

现有的纺织品种类繁多，发热织物通常采用在织物内制作加热层实现，其中加热层内设有用于发热的金属丝，我们常用的电热毯等保暖装置就是采用这种方式实现。传统的发热织物由于多采用金属电热丝实现，导致其不能以大曲率弯折，手感过硬，不贴体，且存在易因金属丝短路、断路造成火灾、触点等事故，不能满足人们的需求。

    目前国外市场上出现一类以非金属加热丝为电热元件的电加热产品，该产品采用的非金属加热丝是一种由聚丙烯和碳的混合物制成的丝状电热体，这种薄板状的电热材料存在以下缺点：1、由于该类电热材料中采用的金属丝其截面为圆形，并且将三股或五股金属丝拧成绳状，导致该绳状金属发热体的外径过大，利用该金属发热体作为经线或纬线参与织成的电热材料质地发硬、不耐折、容易断裂，产品呈薄板状而非柔软的布料；2、该类电热材料中非金属加热丝与金属丝之间采取普通经、纬线的纺织结构，而且在其危险纬线排列中采用的是涤棉线，所以其经纬线相互之间纺织结构疏松，空隙较大，而这种疏松的网状结构并不能直接应用，需要在其表面继续制备复合保护层，此时容易因灌胶量大导致产品出现板结、发硬的情况，3、圆弧表面的金属丝与非金属加热丝接触面小，所以经常出现不稳定的断路现象，为了弥补该缺点这种电热材料在织造过程中增加了金属丝和非金属加热丝的使用量，增加的成本，4、该类电热材料在添加了符合保护层后整体厚度较厚，重量较大，5、由于在电热材料内添加了金属丝，导致依然存在金属丝断开打火等隐患。

    为了解决这种问题，申请号为2007100995861的专利文件公开了一种柔软布状的低温辐射远红外线电热布，其包括一层由非金属电热丝、金属丝缠绕体、丝状的纺织纤维三种成分纺织而成的织成物，其中其采用的非金属电热丝为由聚丙烯和碳混合制成的丝状电热体，上述技术方案虽然使产品的柔软度有所提高，但如其文件所指出，其发热温度属于“低温”领域，在实际应用过程中无法达到70℃以上的温度，另外由于其内部依然采用截面形状为矩形的金属丝织成，导致依然存在重量较重、金属丝易断裂等问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种柔软、重量轻、升温快，能够完全避免采用传统发热金属丝织成的织物存在的发硬、厚度大、易折断、存在交变辐射磁场、短路或断路后容易造成安全隐患等缺点，发热温度高的碳纤维发热丝及发热织物和其制法及应用。

    本发明通过以下措施达到：

    一种碳纤维发热丝，其特征在于由原丝经过碳墨刷涂制成，具体为：

步骤1：制备碳墨，向由10-60%的碳粉，10-20%氯化镁，10-20%锆碳化物，10-20%的硅碳化物，1-20%的氧化铝，1-20%的硅砂，1-20%的氧化锆组成的原料中，加入适量醇酸分散剂，环氧消泡剂，硅氧化处理剂，苯酚溶解剂后，再加入二甲苯中搅拌12-14小时制得碳墨，

步骤2：利用涂刷机对原丝进行碳墨刷涂，原丝采用纯棉丝纤维或TC丝纤维或涤棉丝纤维，涂刷时使碳墨均匀包裹在原丝表面，依次进行1遍、2遍、3遍精密涂刷后，将处理后的原丝投入60-120摄氏度的干燥炉干燥3-10分钟，获得碳纤维发热丝。

本发明中原料可以由35%的碳粉，15%氯化镁，15%锆碳化物，15%硅碳化物，以及10%的氧化铝，5%的硅砂和5%的氧化锆组成。  

本发明中碳纤维发热丝的制备过程中，碳墨内加入醇酸分散剂的重量比为原料总量的10%-20%，环氧消泡剂为原料总量的10%-20%，，硅氧化处理剂为原料总量的10%-20%，苯酚溶解剂为原料总量的10%-20%。

    本发明中碳纤维发热丝中原丝的细度为每根100旦尼尔至300旦尼尔，本发明可以根据需要，将2-5根原丝合丝使用，获得每根粗细范围为200-1500旦尼尔的混合原丝，制成粗细不同的碳纤维发热丝。 

     一种碳纤维发热织物，包括发热层以及附着在发热层上、下表面的绝缘层，其特征在于发热层内设有采用发热丝和原丝分别作为经线、纬线织成的发热体，所述发热丝为上述碳纤维发热丝，原丝为纯棉丝纤维或TC丝纤维或涤棉丝纤维，在发热体的边缘靠近发热丝的两端分别设有电极线，电极线与发热体内发热丝的延伸方向相垂直，且与发热体内两条以上的发热丝分别连接，电极线由金属丝和原丝分别作为经线、纬线织成。