一種高功率碳纖維電熱板、加工工藝及應用設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高功率碳纖維電熱板、加工工藝及應用設備，包括多層，從下到上依次為苯并噁嗪樹脂絕緣層I、碳紙、苯并噁嗪樹脂絕緣層II，中間層碳紙被苯并噁嗪樹脂絕緣層I、II上下封裝起來，在碳紙與苯并噁嗪樹脂絕緣層I、和/或碳紙與苯并噁嗪樹脂絕緣層II之間還封裝有與其接觸的導電材料，導電材料作為電極通過導線與電源連接。苯并噁嗪樹脂絕緣層I、苯并噁嗪樹脂絕緣層II分別各自包括固化的苯并噁嗪樹脂或者固化的改性苯并噁嗪樹脂，玻璃布作為樹脂的增強材料。本發明采用苯并噁嗪樹脂及其改性樹脂來代替環氧樹脂，從而獲得具有更高耐熱性的上下絕緣層，發展功率達到1100-1500w的碳纖維電熱板。
【專利說明】-種高功率碳纖維電熱板、加工工藝及應用設備

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種新型的高功率碳纖維電熱板、加工工藝及應用設備，屬于電加熱 取暖【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 碳纖維（或者碳晶）電熱板是近5年在市場上出現的一種新型電取暖器，由三明 治結構構成：上、下兩層是絕緣層，中間是碳纖維發熱層。其工作原理是在加電下碳纖維會 輻射遠紅外線，以輻照方式進行加熱。與傳統的電油汀、小太陽、空調等取暖設備相比，碳纖 維電熱板具有以下突出的優點。①節能：電熱轉化率高達99%、比空調節能30%以上；②健 康：輻射波長8-15U的遠紅外線，具有理療功能；③安全：輻射過程無噪音、無光污染、防水、 絕緣、阻燃；④面狀加熱，加熱速度快。因此，它被認為是最合理、最健康、最具發展潛力的家 庭取暖方式。
[0003] 碳纖維電熱板的上、下絕緣層是關鍵部件之一，起著安全保護作用。主要有無機材 料絕緣層和玻璃布增強樹脂絕緣層兩類。前者雖然耐溫高，但是比重大、易脆、加工困難。后 者質輕、韌性好、易加工，所以得到大力發展，例如李剛等公開了采用環氧樹脂作絕緣層的 碳纖維電熱板（CN 201010107568. 5)，石偉公開了采用玻璃布增強的環氧樹脂作絕緣層的 碳晶電熱板（CN 200720016779. 1)。但是，基于玻璃布增強樹脂的碳纖維電熱板目前發展遇 到的最大問題是功率比較低，主要為300?500w，市面上尚未有超過1000?的產品，而相關 競爭產品如電油汀、小太陽、空調等的功率主要集中在1400-2000?。這嚴重制約了碳纖維電 熱板的普及和應用。其原因是玻璃布增強樹脂絕緣層目前主要使用環氧樹脂，其玻璃化轉 變溫度Tg?130°C，耐熱性太低。當碳纖維電熱板的功率提高時，發熱溫度也會跟著升高， 超過130°C時環氧樹脂會變軟，嚴重影響產品的機械強度和絕緣性能，這成為發展高功率碳 纖維電熱板的瓶頸。因此解決問題的關鍵是提高樹脂的耐熱性。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的是針對現有碳纖維電熱板功率較比較低（300?500W)的問題，基于 我們研發的苯并 11 惡嗪新型耐熱樹脂，開發一種大功率碳纖維電熱板（1100?1500w)。這種 新型碳纖維電熱板，在功率上接近電油燈、小太陽、空調等，將會大大促進碳纖維電熱板的 推廣和應用。
[0005] 本發明采用的技術方案為：
[0006] -種碳纖維電熱板，包括多層，從下到上依次為苯并噁嗪樹脂絕緣層I、碳紙、苯并 噁嗪樹脂絕緣層II，中間層碳紙被苯并噁嗪樹脂絕緣層I、II上下封裝起來，在所述碳紙與 苯并噁嗪樹脂絕緣層I、和/或碳紙與苯并噁嗪樹脂絕緣層II之間封裝有與碳紙接觸的導 電材料，所述的導電材料作為電極通過導線與電源連接。
[0007] 所述的苯并噁嗪樹脂絕緣層I、苯并噁嗪樹脂絕緣層II分別各自包括固化的苯并 噁嗪樹脂或者固化的改性苯并噁嗪樹脂。
[0008] 所述的碳纖維電熱板采用玻璃布作為樹脂的增強材料。
[0009] 所述的碳纖維電熱板的尺寸為60cmX 100cm，厚度為0. 8?1. 8mm。
[0010] 所述的碳纖維電熱板的形狀可為平面形、上凸面形、下凹面形。
[0011] 所述的碳紙為包含碳纖維（或者碳晶）的碳紙。
[0012] 所述的苯并噁嗪樹脂為含膠量重量比為30%?70%的苯并噁嗪樹脂；
[0013] 所述的改性苯并噁嗪樹脂為苯并噁嗪樹脂與環氧樹脂的混合物、或苯并噁嗪樹脂 與馬來酰亞胺的混合物，或苯并噁嗪樹脂、環氧樹脂和馬來酰亞胺的混合物，且混合物中苯 并噁嗪樹脂的重量比為95%?20%。
[0014] 一種浴霸，包括所述的碳纖維電熱板。
[0015] 一種墻暖設備，包括所述的碳纖維電熱板。
[0016] 一種移動式取暖器，包括所述的碳纖維電熱板。
[0017] 一種碳纖維電熱板加工工藝：
[0018] 步驟1把玻璃布浸漬在苯并噁嗪或者改性苯并噁嗪樹脂溶液中，干燥去除溶劑后 得到苯并噁嗪樹脂預浸料I;
[0019] 步驟2把苯并噁嗪樹脂預浸料平鋪，然后在其上面鋪設碳紙以及銅箔帶；
[0020] 步驟3待鋪設完畢后在上面覆蓋苯并噁嗪樹脂預浸料II ;
[0021] 步驟4在140?180°C溫度、4?8MPa壓強、60?180min時間下固化成型，再在 180?200°C烘箱進行熱處理60?180min。
[0022] 碳纖維電熱板與導線的連接接點為絕緣盒。首先在電熱板上磨圓孔，孔的直徑為 3?6mm，然后露出銅箔帶電極，把導線與之進行焊接，形成焊點，最后用有機硅樹脂把焊點 進行密封。
[0023] 所述的碳纖維電熱板連接功率控制開關，這樣可以方便人們根據實際加熱情況， 來控制發熱主板的發熱量，既可以選擇高功率，也可以選擇低功率。
[0024] 通過上述方法制得的碳纖電熱板分別進行功率、表面溫度和升溫時間測試，所得 結果見表1。從表1中可以看出，通過改變銅箔條電極之間的距離可以設計功率的大小，制 得的碳纖維電熱板具有高的功率，可達1100?1500w，表面溫度可達110?134°C，在2分 鐘內升到最高溫度，溫升速度很快。
[0025] 表1碳纖電熱板的性能
[0026]

【權利要求】
1. 一種高功率碳纖維電熱板，其特征在于：包括多層，從下到上依次為苯并噁嗪樹脂 絕緣層I、碳紙、苯并噁嗪樹脂絕緣層II，中間層碳紙被苯并噁嗪樹脂絕緣層Ι、π上下封裝 起來，在所述碳紙與苯并噁嗪樹脂絕緣層I、和/或碳紙與苯并噁嗪樹脂絕緣層II之間封裝 有與碳紙接觸的導電材料，所述的導電材料作為電極通過導線與電源連接。
2. 如權利要求1所述的碳纖維電熱板，其特征在于：所述的苯并噁嗪樹脂絕緣層I、苯 并噁嗪樹脂絕緣層II分別各自包括固化的苯并噁嗪樹脂或者固化的改性苯并噁嗪樹脂。
3. 如權利要求1所述的碳纖維電熱板，其特征在于：所述的碳纖維電熱板的形狀為平 面形、上凸面形或下凹面形。
4. 如權利要求1所述的碳纖維電熱板，其特征在于：所述的碳紙為包含碳纖維或者碳 晶的碳紙。
5. 如權利要求1所述的碳纖維電熱板，其特征在于：所述的苯并噁嗪樹脂為含膠量重 量比為30%?70%的苯并噁嗪樹脂。
6. 如權利要求1所述的碳纖維電熱板，其特征在于：所述的改性苯并噁嗪樹脂為苯并 噁嗪樹脂與環氧樹脂的混合物； 或苯并噁嗪樹脂與馬來酰亞胺的混合物； 或苯并噁嗪樹脂、環氧樹脂和馬來酰亞胺的混合物， 上述混合物中苯并噁嗪樹脂的重量比為95%?20%。
7. 如權利要求1所述的碳纖維電熱板的加工工藝，其特征在于，如下： 步驟1把玻璃布浸漬在苯并噁嗪或者改性苯并噁嗪樹脂溶液中，干燥去除溶劑后得到 苯并噁嗪樹脂預浸料I ; 步驟2把苯并噁嗪樹脂預浸料平鋪，然后在其上面鋪設碳紙以及銅箔帶； 步驟3待鋪設完畢后在上面覆蓋苯并噁嗪樹脂預浸料II ; 步驟4在140?180°C溫度、4?8MPa壓強、60?180min時間下固化成型，再在180? 200°C烘箱進行熱處理60?180min。
8. 如權利要求7所述的碳纖維電熱板的加工工藝，其特征在于，所述的碳纖維電熱板 還連接一個功率控制開關。
9. 一種墻暖設備，其特征在于，包括如權利要求1-6任一所述的碳纖維電熱板。
10. -種移動式取暖設備，其特征在于，包括如權利要求1-6任一所述的碳纖維電熱 板。
【文檔編號】B32B27/38GK104290414SQ201410527378
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】魯在君, 陸曉杰, 耿鵬飛 申請人:山東大學