[发明专利]一种2D碳纤维发热布

说明书

技术领域

本发明利用碳纤维高导热高耐热性能，研制了一种2D碳纤维发热布及用途。 

背景技术

碳纤维是世界上公认的高科技、纳米技术，碳纤维供暖是节能、环保和减排的好产品；众所周知，人类传统的资源（燃煤、燃油）越来越少，按照现在的开采速度，只能维持几十年。而且开采费用越来越高，而随着人类社会文明的进步，人类需要的能源将越来越多，环境污染也越来越严重。为了解决人类与资源、环境之间的矛盾，节能减排将是未来科技发展的重中之重。 

国外发达国家的碳纤维大部分应用在军事工业上，而把碳纤维应用到民用取暖或人体的保健上很少。 

利用碳纤维导电发热的特性，设计开发的发热布，具有广阔的市场前景。碳纤维通电后迅速产生不可见的远红外光，远红外对人体的作用有益无害，世界上所有的生命离不开远红外的辐射。根据不同的使用要求，通过合理配置碳纤维长丝和铜丝的数量，可设计出不同电压不同功率的发热织物，可用于人体的保暖、保健，作为寒冷地区房屋内壁的热源，大型槽、罐和釜的保温恒温材料，发酵或酿造的保温恒温热源，温室、育苗室、大棚室和家禽喂养室的热源，用于公路、机场跑道的化雪除冰、船舱甲板的防冻保温、寒冷地区雷达等通信设备的防冻防霜等。 

目前，碳纤维供暖技术应用在国内还处于起步阶段，家用电器方面，以电热毯为例，我国2012年需求在1700万床以上，全球需求超过3000万床，加上电热垫、电暖器等方面的需求。家电电热领域对碳纤维的需求超过200吨，市场前景广阔。 

发明内容

本发明主要研究了一种适用于民用的有效避免蓄热和过热的使用寿命长碳纤维发热布及用途。 

本发明通过下述技术方案实现： 

1.碳纤维长丝的预处理

按比例制备树脂基体：环氧树脂（40%）、甲基四氢苯酐（10%）、增韧剂（0.3%）。将配制好的树脂基体倒入热熔胶膜机胶槽内，调整工艺参数。

将碳纤维大丝束预浸料，浸料温度（65~85℃），浸压力（0~0.4MPa），预浸运行速率（1.0~3.0m/min），预固化1.5h。 

2. 一种2D碳纤维发热布，包括：耐高温碳纤维导线的制备和发热布的编织，结合附图说明如下： 

（1）耐高温碳纤维导线

聚酯薄膜2、云母纸3依次用耐热胶粘剂连接制得云母带层，云母带层之间的各层结构连接稳定，不会散开，最大限度的发挥其耐高温的作用。碳纤维长丝外层表面上包覆1-3层云母带层，云母带层纵向包覆在碳纤维长丝外侧。

云母带层与碳纤维长丝之间通过胶粘层连接，通过胶粘层固定紧密连接，防止在使用耐高温碳纤维导线的时候发生碳纤维长丝与云母带层之间产生移动，影响使用性能。 

（2）编织 

涤纶低弹丝首先进行加湿处理，相对湿度保持在70%以上，设置GA747剑杆织机的参数：开口时间285°±2°，后梁高度9cm，剑杆进梭口时间80°±2°，剑杆出梭口280°±2°，织机转速180r/min,纬密牙23齿，由涤纶低弹丝构成导热发电体的支架将上述制备的耐高温碳纤维导线和金属导线通过GA747剑杆织机编织成2D碳纤维发热布。耐高温碳纤维导线以一定的间隔嵌织在织物的纬向，铜单丝沿径向分布在导电发热布的两边，使用二维平纹编织技术编织的发热布结构紧密，网眼均匀，具有抗腐蚀性好和结实耐用等优点。

3.本发明的优点可以有效的提高导电性和高温耐热性以及韧性，有利于保温盒延长使用寿命。 

附图说明：

图1 耐高温碳纤维导线的结构图

附图中各标号所代表的部件列表如下：

1碳纤维长丝 2、聚酯薄膜3、云母纸

图2 本发明2D碳纤维用于发热布的编织过程图

图3 2D碳纤维发热布

附图中各标号所代表的部件列表如下：

1碳纤维长丝 2、金属导线

具体实施方式：

实施例1

首先，将6K聚丙烯腈(PAN)基碳纤维长丝经丙酮超声10min,再进行粗化处理。然后，将碳纤维通过装有制备的树脂基体的热熔胶膜机胶槽内，环氧树脂40份，甲基四氢苯酐10份，增韧剂3份。将树脂均匀地转移到脱模纸上，使所制的胶膜连续、均匀、平整。

然后，用胶膜把6K聚丙烯腈(PAN)基碳纤维长丝展平、浸透，预浸料温度为65℃、预浸料压力为0.3MPa、预浸料运行速率为3.0m/min,预固化1.5h。