一种PTC效应电热膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及电热膜，具体涉及一种ptc效应电热膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、电采暖是将电能转换为热能的一种采暖方式，不需要直接使用化石能源，其区别于传统的水电暖、低热地暖等，具有加热速度快、舒适度高、自主控制等优点，得到了广泛应用。目前，在各类电地暖中，以电热膜为代表的面状发热体由于更加安全和省电而受到追捧。然而，电热膜在长期使用过程中无法避免表面被热阻大的材料覆盖，会造成热量不能及时散出，最终会导致电热膜局部过热，存在较大的安全隐患。此外，电热膜中的温控器、感温探头等发生故障时也会出现无法限制产品温度的情况，最终也会导致电热膜过热。

2、因此，开发一种不存在过热问题、能耗低、使用寿命长的电热膜具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ptc效应(正温度系数效应)电热膜及其制备方法和应用。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、一种ptc效应电热膜，包括薄膜基材、具有ptc效应的电热层、导电线路和循环继电器；所述具有ptc效应的电热层的组分包括纳米硅杂化树脂、片状石墨烯、热敏材料、导电剂和助剂；所述具有ptc效应的电热层覆盖在薄膜基材的一面或两面；所述循环继电器设置在导电线路中。

4、优选的，所述薄膜基材为聚对苯二甲酸乙二酯(pet)薄膜、聚酰亚胺(pi)薄膜中的一种。

5、优选的，所述具有ptc效应的电热层包括以下质量份的组分：

6、纳米硅杂化树脂：40份～50份；

7、片状石墨烯：30份～35份；

8、热敏材料：2份～10份；

9、导电剂：1份～5份；

10、助剂：0.5份～3份。

11、优选的，所述片状石墨烯的片径为2μm～10μm、厚度为1nm～3nm。

12、优选的，所述热敏材料为聚氧化乙烯、微晶石蜡、钛酸钡中的至少一种。

13、优选的，所述导电剂为导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、导电金属粉中的至少一种。

14、优选的，所述助剂为润湿分散剂、流平剂、增稠剂中的至少一种。

15、优选的，所述循环继电器的线路连通时间20s～40s，线路断开时间3s～7s。

16、优选的，所述ptc效应电热膜中还设置有温度传感器。

17、一种如上所述的ptc效应电热膜的制备方法包括以下步骤：

18、1)将水性有机-无机杂化树脂、片状石墨烯、热敏材料、导电剂和助剂分散在水中，得到电热浆料；

19、2)将电热浆料涂覆在薄膜基材表面进行干燥成膜，再设置导电线路和循环继电器以及按需设置温度传感器，即得ptc效应电热膜。

20、一种电地暖系统，包含上述ptc效应电热膜。

21、本发明的有益效果是：本发明的ptc效应电热膜具有不存在过热问题、能耗低、使用寿命长等优点，具有广阔的应用前景。

22、具体来说：

23、1)本发明的ptc效应电热膜以纳米硅杂化树脂为成膜主体，其耐温性、高低温冲击性好，使用寿命长；

24、2)本发明的ptc效应电热膜中添加有热敏材料，温度升高时热敏材料发挥作用会造成电热膜的电阻升高、功率下降，可以限制电热膜的发热温度，避免过热问题；

25、3)本发明的ptc效应电热膜中引入了循环继电器，通过定时地断开和闭合电源给电热膜间歇式供能，虽然在有大热阻的材料覆盖的情况下电热膜仍然会有热量富集，但连通一段时间后线路会自动断开，阻止了电热膜的温度进一步升高，可以避免过热问题，且间歇式供能的能耗相较于传统电热膜明显降低。

技术特征：

1.一种ptc效应电热膜，其特征在于，包括薄膜基材、具有ptc效应的电热层、导电线路和循环继电器；所述具有ptc效应的电热层的组分包括纳米硅杂化树脂、片状石墨烯、热敏材料、导电剂和助剂；所述具有ptc效应的电热层覆盖在薄膜基材的一面或两面；

2.根据权利要求1所述的ptc效应电热膜，其特征在于：所述具有ptc效应的电热层包括以下质量份的组分：

3.根据权利要求1或2所述的ptc效应电热膜，其特征在于：所述片状石墨烯的片径为2μm～10μm、厚度为1nm～3nm。

4.根据权利要求1或2所述的ptc效应电热膜，其特征在于：所述热敏材料为聚氧化乙烯、微晶石蜡、钛酸钡中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的ptc效应电热膜，其特征在于：所述导电剂为导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、导电金属粉中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的ptc效应电热膜，其特征在于：所述助剂为润湿分散剂、流平剂、增稠剂中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的ptc效应电热膜，其特征在于：所述循环继电器的线路连通时间20s～40s，线路断开时间3s～7s。

8.根据权利要求1或2所述的ptc效应电热膜，其特征在于：所述ptc效应电热膜中还设置有温度传感器。

9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的ptc效应电热膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种电地暖系统，其特征在于，包含权利要求1～8中任意一项所述的ptc效应电热膜。

技术总结
本发明公开了一种PTC效应电热膜及其制备方法和应用。本发明的PTC效应电热膜的组成包括薄膜基材、具有PTC效应的电热层、导电线路和循环继电器，具有PTC效应的电热层的组分包括纳米硅杂化树脂、片状石墨烯、热敏材料、导电剂和助剂，具有PTC效应的电热层覆盖在薄膜基材的一面或两面，循环继电器设置在导电线路中。本发明的PTC效应电热膜的制备方法包括以下步骤：1)制备电热浆料；2)将电热浆料涂覆在薄膜基材表面进行干燥成膜，再设置导电线路和循环继电器以及按需设置温度传感器，即得PTC效应电热膜。本发明的PTC效应电热膜具有不存在过热问题、能耗低、使用寿命长等优点，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：梁亚涛,朱红芳,王强,孟庆港,陈利斌,雷伟健,李桂林,陈钢,杨正高
受保护的技术使用者：广东聚石科技研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12