一种高温电热板的制备方法技术

一种高温电热板的制备方法，本发明专利技术涉及电热板的制备方法。本发明专利技术要解决现有电热板存在通电后温差较大，功率不一致，功率衰减，耐热性能较差的问题。方法：一、制备高温导电碳墨；二、高温电热板的制作，即得到高温电热板。本发明专利技术于一种高温电热板的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电热板的制备方法。
技术介绍
印刷碳墨发热元件分为低温聚酯电热膜、中温环氧电热板及高温云母电热板。一般用于电子、电器、工业加热、民用取暖及军事等。高温电热板是一种通电后能发热的云母发热板。电热板制热原理是产品在电流的作用下，发热体中的碳分子团产生“布朗运动”，碳分子之间发生剧烈的摩擦和撞击，产生的热能以远红外辐射和对流的形式对外传递，其电能与热能的转换率高达98％以上。碳分子的作用使系统表面迅速升温。将电热板采暖装置安装在墙面上，热能就会源源不断地通过远红外辐射和对流形式传递到房间的每一个角落。电热板发展潜力巨大，符合低碳、经济、环保发展趋势。电热板采暖方式不耗水、不占地、智能控温，节能节材，符合减排低碳的政策导向，前景广阔。尤其在采暖行业中引起了广泛关注。但传统的印刷碳墨发热元件(电热膜，电热板)存在以下不足：1、通电后温差相差较大：由于印刷工艺中，铝质墨刀和硅胶印刀往复推动导电碳墨发生滚动，而导电碳墨本身会因搅拌使得粘度下降，流动性增加，因此造成随着印刷量的增加导电碳墨漏过丝网渗透量不断增加，致使导电碳墨印刷厚度增加电阻减小，功率增大。导电碳墨条电阻由大变小，出厂产品功率不一致，产品质量不稳定，电热板(膜)通电后产生较大温差，无法达到国家标准要求，电热板高温与低温间温差可达10℃；由于电热板高温长时间工作碳墨老化功率出现衰减。这类产品目前解决办法是印刷时功率加大，首先得到功率不等的电热板，然后手工断掉若干条碳墨条达到设计功率。第二种办法是在产品上标注测得的功率数，但是一批产品出厂功率不一致，影响企业形象。2、功率衰减：碳墨粘接载体耐温不够，现有碳墨粘接载体为环氧树脂板，其最高工作温度120度，而墙暖取暖器要求发热体工作温度180～200℃长时间工作，这样国内墙暖产品功率就做得很小一般在300～500瓦，工作温度在80度以下，一个房间需要装3～6个墙暖，数量太多墙面不够用同时影响室内装饰效果，实用性差，用户不认可。功率衰减问题只能靠更换产品或增加数量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高温电热板的制备方法。以解决现有电热板存在通电后温差较大，功率不一致，功率衰减，耐热性能较差的问题。本专利技术一种高温电热板的制备方法具体是按以下步骤进行的：一、制备高温导电碳墨：①、A剂的制备：在温度为80℃～100℃的条件下，将聚乙二醇置于烧瓶中加热并抽真空脱水0.8h～1.2h，脱水后充氮气保护，在温度为75℃～85℃的条件下，向烧瓶加入4-甲苯二异氰酸酯，搅拌反应2h～3h，冷却至室温，得到A剂；所述的聚乙二醇与4-甲苯二异氰酸酯的质量比为1:(0.8～1.2)；②、B剂的制备：首先将环氧树脂置于烧瓶中，再加入乙二醇乙醚醋酸酯至环氧树脂溶解完全，然后在温度为65℃～75℃下，向溶解后的环氧树脂中加入A剂，反应8h～10h，得到B剂；所述的环氧树脂与A剂的质量比为1:(1.2～1.5)；③、低阻碳墨的制备：将导电碳黑、导电石墨与B剂混合，然后加入乙二醇乙醚醋酸酯和分散剂，在研磨机中研磨20min～40min，得到低阻碳墨；所述的分散剂为N-二甲基甲酰胺；所述的导电碳黑与导电石墨的质量比为1:(0.005～0.02)；所述的导电碳黑与B剂的质量比为1:(0.05～0.07)；所述的导电碳黑与乙二醇乙醚醋酸酯的质量比为2:(0.6～0.7)；所述的导电碳黑与分散剂的质量比为1:(0.005～0.015)；④、高阻碳墨的制备：将导电碳黑、导电石墨与B剂混合，然后加入乙二醇乙醚醋酸酯和分散剂，在研磨机中研磨20min～40min，得到高阻碳墨；所述的分散剂为N-二甲基甲酰胺；所述的导电碳黑与导电石墨的质量比为1:(0.8～1.2)；所述的导电碳黑与B剂的质量比为1:(0.05～0.07)；所述的导电碳黑与乙二醇乙醚醋酸酯的质量比为2:(0.5～0.6)；所述的导电碳黑与分散剂的质量比为1:(0.005～0.015)；⑤、导电油墨的制备：按设计功率W将低阻碳墨与高阻碳墨混合，并搅拌30min～40min，得到高温导电油墨；二、高温电热板的制作：①、将0.2mm～1mm厚云母板依次用砂纸为100目及300目的振动磨砂机单面打磨，直至云母板表面平整无亮点，然后将打磨后的云母板置于电晕机中电晕，行车速度为15m/min～25m/min，得到带静电的云母板；②、将高温导电油墨搅拌，得到初始碳墨油；将固化剂与稀释剂混合，得到固化剂与稀释剂的混合物，最后将固化剂与稀释剂的混合物加入到初始碳墨油中，得到可印刷用的油墨，首先在转速为200r/min～300r/min的条件下，对可印刷用的油墨搅拌3min～8min，然后在转速为10r/min～15r/min的条件下，对可印刷用的油墨不断搅拌，得到印刷待用碳墨；所述的固化剂为N,N-二甲基苄胺；所述的稀释剂为丁酮与乙醇的混合溶剂；所述的丁酮与乙醇的质量比为1:(1.5～2)；所述的固化剂与稀释剂的质量比为1:(4～5)；所述的固化剂与稀释剂的混合物与初始碳墨油的质量比为1:(80～100)；③、将带静电的云母板放入丝网印刷机固定位置上，在印刷过程中，以转速为10r/min～15r/min的条件下，对印刷待用碳墨不断搅拌，然后在10r/min～15r/min的搅拌条件下，将印刷待用碳墨印刷到带静电的云母板上，首先在温度为50℃～80℃下，保温5min～10min，再将温度由50℃～80℃升温至100℃～150℃，并在温度为100℃～150℃下，保温10min～15min，然后出炉冷却至室温，得到印有导电碳墨的发热云母板半成品，所述的印有导电碳墨的发热云母板半成品上有x条碳墨，取出后测量单条碳墨的电阻为r，单条碳墨的功率为Wr，则Wr＝2202/r，印有导电碳墨的发热云母板半成品的总功率为W总，W总＝xWr，得出总功率W总；当总功率W总与设计功率W偏差10倍以上，调整低阻碳墨与高阻碳墨比例直至总功率W总与设计功率W偏差10倍以下；当总功率W总与设计功率W偏差10倍以下，先调整粗细网板、印刀硬度及印刀棱角圆度，直至W总＝(W-15％)～(W+15％)；然后调整印刀行车速度，直至W总＝(W-5％)～(W+10％)；④、在转速为15r/min～20r/min的条件下，将导电银浆搅拌5min～15min，得到搅拌后的导电银浆，将印有导电碳墨的发热云母板半成品碳墨两端印刷导电银浆，导电银浆的厚度为0.1mm～0.5mm，宽度10mm～20mm，然后置于温度为75℃～85℃下烘烤10min～15min，得到印有导电碳墨及导电银浆的云母板；⑤、将印有导电碳墨及导电银浆的云母板温度由75℃～85℃升温至125℃～135℃，并在温度为125℃～135℃下，保温0.4h～0.6h，最后将温度再由125℃～135℃升温至240℃～250℃，并在温度为240℃～250℃下，保温0.8h～1.2h，出炉冷却至室温，得到高温电热板。本专利技术的有益效果是：(1)改性环氧树脂，使之耐高温、抗老化、功率不易衰减。(2)通过印刷工艺改进控制印刷功率一致性，单张板温度均匀，批量生产功率控制在国家标准范围内，不用印刷后人工断掉部分导电碳条的方法达到功率一致的目的，从而提高产品质量。本专利技术于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温电热板的制备方法，其特征在于一种高温电热板的制备方法具体是按以下步骤进行的：一、制备高温导电碳墨：①、A剂的制备：在温度为80℃～100℃的条件下，将聚乙二醇置于烧瓶中加热并抽真空脱水0.8h～1.2h，脱水后充氮气保护，在温度为75℃～85℃的条件下，向烧瓶加入4‑甲苯二异氰酸酯，搅拌反应2h～3h，冷却至室温，得到A剂；所述的聚乙二醇与4‑甲苯二异氰酸酯的质量比为1:(0.8～1.2)；②、B剂的制备：首先将环氧树脂置于烧瓶中，再加入乙二醇乙醚醋酸酯至环氧树脂溶解完全，然后在温度为65℃～75℃下，向溶解后的环氧树脂中加入A剂，反应8h～10h，得到B剂；所述的环氧树脂与A剂的质量比为1:(1.2～1.5)；③、低阻碳墨的制备：将导电碳黑、导电石墨与B剂混合，然后加入乙二醇乙醚醋酸酯和分散剂，在研磨机中研磨20min～40min，得到低阻碳墨；所述的分散剂为N‑二甲基甲酰胺；所述的导电碳黑与导电石墨的质量比为1:(0.005～0.02)；所述的导电碳黑与B剂的质量比为1:(0.05～0.07)；所述的导电碳黑与乙二醇乙醚醋酸酯的质量比为2:(0.6～0.7)；所述的导电碳黑与分散剂的质量比为1:(0.005～0.015)；④、高阻碳墨的制备：将导电碳黑、导电石墨与B剂混合，然后加入乙二醇乙醚醋酸酯和分散剂，在研磨机中研磨20min～40min，得到高阻碳墨；所述的分散剂为N‑二甲基甲酰胺；所述的导电碳黑与导电石墨的质量比为1:(0.8～1.2)；所述的导电碳黑与B剂的质量比为1:(0.05～0.07)；所述的导电碳黑与乙二醇乙醚醋酸酯的质量比为2:(0.5～0.6)；所述的导电碳黑与分散剂的质量比为1:(0.005～0.015)；⑤、导电油墨的制备：按设计功率W将低阻碳墨与高阻碳墨混合，并搅拌30min～40min，得到高温导电油墨；二、高温电热板的制作：①、将0.2mm～1mm厚云母板依次用砂纸为100目及300目的振动磨砂机单面打磨，直至云母板表面平整无亮点，然后将打磨后的云母板置于电晕机中电晕，行车速度为15m/min～25m/min，得到带静电的云母板；②、将高温导电油墨搅拌，得到初始碳墨油；将固化剂与稀释剂混合，得到固化剂与稀释剂的混合物，最后将固化剂与稀释剂的混合物加入到初始碳墨油中，得到可印刷用的油墨，首先在转速为200r/min～300r/min的条件下，对可印刷用的油墨搅拌3min～8min，然后在转速为10r/min～15r/min的条件下，对可印刷用的油墨不断搅拌，得到印刷待用碳墨；所述的固化剂为N,N‑二甲基苄胺；所述的稀释剂为丁酮与乙醇的混合溶剂；所述的丁酮与乙醇的质量比为1:(1.5～2)；所述的固化剂与稀释剂的质量比为1:(4～5)；所述的固化剂与稀释剂的混合物与初始碳墨油的质量比为1:(80～100)；③、将带静电的云母板放入丝网印刷机固定位置上，在印刷过程中，以转速为10r/min～15r/min的条件下，对印刷待用碳墨不断搅拌，然后在10r/min～15r/min的搅拌条件下，将印刷待用碳墨印刷到带静电的云母板上，首先在温度为50℃～80℃下，保温5min～10min，再将温度由50℃～80℃升温至100℃～150℃，并在温度为100℃～150℃下，保温10min～15min，然后出炉冷却至室温，得到印有导电碳墨的发热云母板半成品，所述的印有导电碳墨的发热云母板半成品上有x条碳墨，取出后测量单条碳墨的电阻为r，单条碳墨的功率为Wr，则Wr＝2202/r，印有导电碳墨的发热云母板半成品的总功率为W总，W总＝xWr，得出总功率W总；当总功率W总与设计功率W偏差10倍以上，调整低阻碳墨与高阻碳墨比例直至总功率W总与设计功率W偏差10倍以下；当总功率W总与设计功率W偏差10倍以下，先调整粗细网板、印刀硬度及印刀棱角圆度，直至W总＝(W‑15％)～(W+15％)；然后调整印刀行车速度，直至W总＝(W‑5％)～(W+10％)；④、在转速为15r/min～20r/min的条件下，将导电银浆搅拌5min～15min，得到搅拌后的导电银浆，将印有导电碳墨的发热云母板半成品碳墨两端印刷导电银浆，导电银浆的厚度为0.1mm～0.5mm，宽度10mm～20mm，然后置于温度为75℃～85℃下烘烤10min～15min，得到印有导电碳墨及导电银浆的云母板；⑤、将印有导电碳墨及导电银浆的云母板温度由75℃～85℃升温至125℃～135℃，并在温度为125℃～135℃下，保温0.4h～0.6h，最后将温度再由125℃～135℃升温至240℃～250℃，并在温度为240℃～250℃下，保温0.8h～1.2h，出炉冷却至室温，得到高温电热板。...

【技术特征摘要】
1.一种高温电热板的制备方法，其特征在于一种高温电热板的制备方法具体是按以下步骤进行的：一、制备高温导电碳墨：①、A剂的制备：在温度为80℃～100℃的条件下，将聚乙二醇置于烧瓶中加热并抽真空脱水0.8h～1.2h，脱水后充氮气保护，在温度为75℃～85℃的条件下，向烧瓶加入4-甲苯二异氰酸酯，搅拌反应2h～3h，冷却至室温，得到A剂；所述的聚乙二醇与4-甲苯二异氰酸酯的质量比为1:(0.8～1.2)；②、B剂的制备：首先将环氧树脂置于烧瓶中，再加入乙二醇乙醚醋酸酯至环氧树脂溶解完全，然后在温度为65℃～75℃下，向溶解后的环氧树脂中加入A剂，反应8h～10h，得到B剂；所述的环氧树脂与A剂的质量比为1:(1.2～1.5)；③、低阻碳墨的制备：将导电碳黑、导电石墨与B剂混合，然后加入乙二醇乙醚醋酸酯和分散剂，在研磨机中研磨20min～40min，得到低阻碳墨；所述的分散剂为N-二甲基甲酰胺；所述的导电碳黑与导电石墨的质量比为1:(0.005～0.02)；所述的导电碳黑与B剂的质量比为1:(0.05～0.07)；所述的导电碳黑与乙二醇乙醚醋酸酯的质量比为2:(0.6～0.7)；所述的导电碳黑与分散剂的质量比为1:(0.005～0.015)；④、高阻碳墨的制备：将导电碳黑、导电石墨与B剂混合，然后加入乙二醇乙醚醋酸酯和分散剂，在研磨机中研磨20min～40min，得到高阻碳墨；所述的分散剂为N-二甲基甲酰胺；所述的导电碳黑与导电石墨的质量比为1:(0.8～1.2)；所述的导电碳黑与B剂的质量比为1:(0.05～0.07)；所述的导电碳黑与乙二醇乙醚醋酸酯的质量比为2:(0.5～0.6)；所述的导电碳黑与分散剂的质量比为1:(0.005～0.015)；⑤、导电油墨的制备：按设计功率W将低阻碳墨与高阻碳墨混合，并搅拌30min～40min，得到高温导电油墨；二、高温电热板的制作：①、将0.2mm～1mm厚云母板依次用砂纸为100目及300目的振动磨砂机单面打磨，直至云母板表面平整无亮点，然后将打磨后的云母板置于电晕机中电晕，行车速度为15m/min～25m/min，得到带静电的云母板；②、将高温导电油墨搅拌，得到初始碳墨油；将固化剂与稀释剂混合，得到固化剂与稀释剂的混合物，最后将固化剂与稀释剂的混合物加入到初始碳墨油中，得到可印刷用的油墨，首先在转速为200r/min～300r/min的条件下，对可印刷用的油墨搅拌3min～8min，然后在转速为10r/min～15r/min的条件下，对可印刷用的油墨不断搅拌，得到印刷待用碳墨；所述的固化剂为N,N-二甲基苄胺；所述的稀释剂为丁酮与乙醇的混合溶剂；所述的丁酮与乙醇的质量比为1:(1.5～2)；所述的固化剂与稀释剂的质量比为1:(4～5)；所述的固化剂与稀释剂的混合物与初始碳墨油的质量比为1:(80～100)；③、将带静电的云母板放入丝网印刷机固定位置上，在印刷过程中，以转速为10r/min～15r/min的条件下，对印刷待用碳墨不断搅拌，然后在10r/min～15r/min的搅拌条件下，将印刷待用碳墨印刷到带静电的云母板上，首先在温度为50℃～80℃下，保温5min～10min，再将温度由50℃～80℃升温至100℃～150℃，并在温度为100℃～150℃下，保温10min～15min，然后出炉冷却至室温，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝昌，陈家新，李玉宝，边喜龙，国丽荣，
申请(专利权)人：黑龙江建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23