[发明专利]带有薄膜电极的远红外发热体

说明书

一种带有薄膜电极的远红外发热体，包括电路组件以及发热体组件，电路组件包括变压整流电路；发热体组件由内向外依次包括隔热层、发热层、绝缘层，发热层包括碳制片状电热材料、设置在电热材料两侧的电极，其技术要点是：电热材料由碳纳米管制成的复合纤维纱线纺织而成；绝缘层通过模具预先制成“浮雕结构”；绝缘层上还设有电致变色层，并且电致变色层构成的电阻单元与发热层构成的电阻单元相互并联；电路组件还包括与电致变色层电性连接的PWM调制模块；电极为覆盖在电热材料上的薄膜电极。其具有结构简单紧凑、更轻更薄、使用方便、热转化效率高、环保节能、使用寿命更长等优点。

技术领域

本发明涉及电发热体领域，具体说是一种带有薄膜电极的远红外发热体。其IPC分类号为H05B3/20。

背景技术

现有的远红外发热板画的发热层大多采用碳晶或碳纤维发热纸，其技术方案中由内到外依次设置隔热层、发热层、图片层。发热层采用含有碳纤维的发热纸，发热纸两侧固定铜片作为电极，在铜片之间加载市电即可产生远红外辐射。一方面，由于碳纤维纸的柔韧性相对较差，另一方面，由于碳纤维发热纸的材质特性并不利于油墨的印刷，因此在设置图画层时，通常通过采用另外的画布，以叠加的方式制备而成。但由于该发热层自身材料理化特性的限制，无法简化其整体结构。如果采用叠加画布层的方式，还会影响其散热效果，对产品的悬挂位置和悬挂方式造成了极大限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有薄膜电极的远红外发热体，从根本上解决了上述问题，其具有结构简单紧凑、更轻更薄、使用方便、热转化效率高、环保节能、使用寿命更长等优点。无需外接电源即可长时间使用，更利于市场推广。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该带有薄膜电极的远红外发热体，包括电路组件以及发热体组件，电路组件包括变压整流电路；发热体组件由内向外依次包括隔热层、发热层、绝缘层，发热层包括碳制片状电热材料、设置在电热材料两侧的电极，其技术要点是：

电热材料由碳纳米管制成的复合纤维纱线纺织而成；

绝缘层通过模具预先制成“浮雕结构”；

绝缘层上还设有电致变色层，并且电致变色层构成的电阻单元与发热层构成的电阻单元相互并联；

电路组件还包括与电致变色层电性连接的PWM调制模块；

电极为覆盖在电热材料上的薄膜电极。

进一步的，“浮雕结构”采用硅胶或塑料或表层带有绝缘膜的金属薄板。

进一步的，电致变色层表面喷涂透明的保护层。

本发明还提供了上述带有薄膜电极的远红外发热体的制备方法，其技术要点是，包括以下步骤：

步骤1，预先设计绝缘层的浮雕结构、电致变色变色位置，并分别制作碳纳米管复合纤维纱线和电致变色层，备用；

步骤2，将碳纳米管复合纤维纱线纺织成发热层织物，将发热层织物与隔热层结合后，裁切至预定尺寸，得到复合结构I；

步骤3，在复合结构I贴合绝缘层的浮雕结构，得到复合结构II；

步骤3-1，制备自修复高分子薄膜：取1.0~22.8重量份的聚二酸和0.5~9.0重量份的二乙烯三胺在氩气气氛下120~160℃搅拌12~36h；产物用50~100重量份的氯仿溶解，再分别以50~100重量份去离子水和20~50重量份的甲醇洗涤，通过旋转蒸发除去溶剂，得到自修复高分子；

取0.1~1重量份上述自修复高分子溶解于1~10重量份三氯甲烷获得均一溶液，将此溶液滴加于清洁玻璃片上，室温下挥发溶剂0.5~2h，50~80℃烘干15~30min，蒸干溶剂，获得自修复高分子薄膜；

步骤3-2，制备取向碳纳米管阵列：通过化学气相沉积法合成可纺的碳纳米管阵列，化学气相沉积得到可纺的碳纳米管阵列；

催化剂为等质量的平均粒度1~2nmFe和平均粒度8~12nmAl₂O₃的混合物；

碳源为乙烯；