SU634698A3 - Способ изготовлени плоского электронагревател - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электротермии и касаетс  способа изготовлени  панельного обогревател  особой конструкции. Известен нагревательный элемен.т, в котором слои изготавливают перемешиванием угольных волокон длиною 3-10 мм с натуральными или синтетическим волокном l . Известен также способ, по которому отверждение слоев нагревательного элемента провод т с помощью холодной прокатки предварительного нагрева 2} Однако эти способы не позвол ют изготавливать электропровод щие слои со стабильной величиной сопроти лени . Наиболее близким к предложенному  вл етс  способ изготовлени  плоског электронагревател , по которому элек ропровод щий слой образуют смешением электропроводного и неэлектропроводного материалов, термообрабатывают его, устанавливают электроды и нанос т электроизол ционный.слой на обе стороны нагревател  при одновременной гор чей прокатке под давлением, обеспечивающим необходимую степень сцеплени  слоев з . . Однако этот способ не дает достаточнЬ стабильных электрических характеристик нагревател . Целью изобретени   вл етс  обеспечение стабилизации электрических характеристик электронагревател . Это достигаетс  тем, что по предложенному способу в качестве электропроводного материала берут тонкие угольные волокна длиною 3-10 мм в количестве 30-75 вес.%,в качестве неэлектропроводного материала - натуральные волокна, например пульпу, перед термообработкой электропровод щий слой пропитывают термореактивной смолой, а после гор чего прессовани  электронагреватель дополнительно подвергают холодной прокатке под давлением, необходимым дл  затвердевани  слоев. На фиг.1 схематически изображен предложенный плоский обогреватель, поперечное сечение; на фиг.2 - электродна  часть плоского обогревател , поперечное сечение; на фиг.З - график, показывающий зависимость длины уголь toro волокна от электрического сопротивлени  листа, состо щего из уголь- кого волокна и целлюлозного волокна и используемого в обогревателе в качестве резистора; на фиг.4 - график, показывающий зависимость электрического сопротивлени  листового резисто ра от содержани  угольного волокна. Плоский обогреватель выполнен в виде электропровод щего листа 1 {или полотна), электродов 2 из металлической проволочной сетки, слоеной синтетической пленки/ состо щей из сло  3 смолы с легкоплав щими свойст вами и сло  4 смолы более высокой точки плавлени . Слоеную пленку помещают на обе поверхности электропровод щего листа так, что слой 3 из легкоплавкой смолы непосредственно прилегает к листу. При гор чем прессовании или гор чей прокатке слой 3 из легкоплавкой смолы становитс  м гким или расплавл етс , в то врем  как слой 4 из трудно расплавл емой смолы нагревают под давлением до такой температуры, при которой смола не расплавл етс . Расплавленна  смола сло  3 частично проникает в элект ропровод щий лист 1 и электрод 2 из металлической проволочной сетки достаточно прочно соедин етс  с ним, электрод.2 вжигаетс  в электропровод щий лист 1, создава  при этом хороший контакт с угольным волокном листа. Трудно плав ща с  смола (4) составл ет стабильный и прочный наружный слой без расплавлени  во врем  тепловой обработки под давлением . Под электропровод щим листом (или полотном) подразумеваетс  такой лист, который изготовлен путем смеши вани  угольных волокон с натуральными или искусственнымиорганическими волокнами, например волокнами целлюлозы , поливинилового спирта, акриловыми волокнами и т.д., или неорганическими волокнами, например асбест стекловолокно, пульпа и т.д., и превращением смешанного материала в бумажный продукт любым известным способом (сухим или мокрьаи) производства бумаги. Угольное волокно включает как ка бонизированные, так и графитовые во на. Используют волокна диаметром 520 мкм и длиной в среднем 3-10 мм. Если длина волокна превышает 10 мм, затруднительно производство электро провод щего листа, содержащего одно родно распределенное угольное волок но, в результате чего об зательно наблюдаетс  непосто нство в значени сопротивлени . С другой стороны, есл средн   длина волокна не достигает 3 мм, значение сопротивлени  за сче изменени  длины волокна измен етс  ненормально (фиг. 3) в результа те его трудно изготовить элемент сопротивлени  (электропровод щий лист) с хоретией характеристикой. График на фиг.З показывает резул таты измерени  электрического сопро тивлени  на квадратный сантиметр электропровод щих листов, изготовленных смешиванием угольного волокна диаметром 8 мкм, нарезанного на кусочки различной длины в пределах 23 мм, с крафт-пульпой хвойных деревьев в пропорции 1:1 (по весу), так что вес изготовленного листа достигает 100 г/см . Значение сопротивлени  посто нно при длине волокон 3 мм и выше, но резко измен етс  (возрастает) при длине волокон менее 3 мм. Пропорци  угольного волокна при смешивании-35 - 75 вес.% по отношению к общему количеству волокон. Причина такого выбора заключаетс  в том, что если содержание угольного волокна в элементе сопротивлени  составл ет менее 35%, электрическое сопротивление резко возрастает (фиг. 4). Хот  значение сопротивлени  можно легко регулировать содержанием угольного волокна, это значение растет очень быстро при незначительном изменении содержани  угольных волокон,а следовательно трудно получить изделие стабильной характеристики. Содержание же угольного волокна более, чем 35 вес.%,дает посто нное значение сопротивлени  независимо от этого содержани , а также от длины волокна, и характеристика элемента становитс  стабильной. Когда содержание угольного волокна превышает 75 вес.%,прочность сцеплени  одного угольного волокна с другим и механическа  прочность электропровод щего листа снижаютс , что делает изделие практически бесполезны -. Значени  электрического сопротивлени  электропровод щего листа, полученного смешиванием угольного волокна диаметром 12 мкм и длиной 3 и 5 мм с крафт-пульпой хвойных деревьев в различных пропорци х приведены на фиг.4. На этом графике сложные кривые касаютс  волокон длиной 5 мм, а пунктирные линии - волокон длиной 3 мм. Электрическое сопротивление можно регулировать весо.м ;лиЪта.Значение электрического сопротивлрвни  можно регулировать в пределах 5 - 130 Ом. Кроме того, поскольку регулировку веса легко выполн ть при производстве бумаги, регулировку сопротивлени , такйсе как и стабильности характеристики, значительно удобнее осуществл ть измен   содержание угольного волокна. Хот  используемые угольные волокна могут быть получены из различных сырьевых материалов, однако рекомендуетс  получать их из пека, поскольку механические свойства f в частности прочность и в зкость) такого угольного волокна отличаютс  от свойств угольного волокна, полученного из друго|го сырь  и другими способами.

Дл  металлической проволочной сетки , используемой в качестве электрода , обычно примен ют медь и алюминиа Металлическую проволочную сетку нарезают на полосы одинаковой ширины и креп т с обоих концов электропровод щего листа. Крепление может быть выполнено или с одной поверхности или с обеих поверхностей листа. При креплении с обеих поверхностей листа проволочную сетку отгибают дважды так, чтобы она окружала лист. При непосредственном помещении металлической проволочной сетки на электропровод щий лист генераци  тепла, идет локально за счет контактного сопротивлени . Поэтому дл  снижени  контактного сопротивлени  рекомендуетс  перед этим примен ть электропровод щую окраску той части, в которой крепитс  электрод из металлической проволочной сетки.Дл  этой цели можно использовать любую электропровод щую краску.

Используема  в качестве наружного сло  плоского обогревател  пленка из синтетической смолы состоит из сло  легкоплавкой смолы и сло  тугоплавкой смолы.Примерами легкоплавкой смолы могут служить полиэтилен, полипропилены , поливинилхлориды и т.д., тугоплавкой смолы - полиэтилен,терефталаты , полиамиды и т.д.

Так как слоена  пленка из синтетической смолы используетс  дл  электрической изол ции, а также и дл  защиты нагревательных элементов, она должна обладать хорошими изол ционными свойствами, влагостойкостью и другими свойствами. Дл  покрыти  изол ционной пленкой используют различные способы, например наслоение (включающее прокатку в гор чем состо нии , адгезионный способ и т.д., покрытие из расплава, покрытие из раствора и т.д.).

Электропровод щее листовое основание обеспечивает хорошую пропитку смолы, котора  достаточно проникает в листовое основание и фиксирует контактн-ые точки между угольными волокнами. При такой смолопропитке значение сопротивлени  не измен етс .

Следовательно, путем импрегнировани  термоотверждающихс  смол (таких как фенольна , диарилфталатна , эпоксидна , фурфуролова ) заранее в листовое основание можно улучшить характеристики листового основани  в качестве нагревательного элемента. При достаточной пропитке защитным смолопок йлтиём достигаетс  следующий эффект: улучшаетс  стабильность значени  сопротивлени  в случае длительного нагрева, улучшаетс  механическа  прочность, повышаетс  стабильность значени  сопротивлени  от воздействи  различных внешних сил, таких как раст жение , сжатие, изгиб и т.д., улучшаетс 5 стабильность значени  сопротив-г лени  от воздействи  влаги за счет снижени  влагостойкости. Если количество пропиточной смолы превышает ,70 вес.%, на поверхности листового основани  получают покровный слой смолы, который не только портит внеш5 НИИ вид листа, но также увеличивает контактное сопротивление при креплении электрода, так что лист становитс  непригодным дл  изготовлени  панельного обогревател .

0 Пример. Электропровод щее, полотно, вес которого 100 г на 1 м получают смешиванием 40 вес.ч. угольного волокна диаметром 8 мкм и длиноП волокон в среднем 3 мм с 60 вес.ч.

55 древесной пульпы с помощью обычной бумагоделательной машины. Из полученного полотна вырезают испытуемый образец длиной 101 см и шириной 10 см. С обоих концов по длине испытуеQ мого ббразца обе поверхности полотна шириной 5 МЛ1 покрывают электропровод щей краской. Пр мо на это покрытие накладывают тканую проволочную сетку из меди, закрыва  полностью .покрытую поверхность. Затем обе поверхности листового образца покрывают пленкой из синтетической смолы, образованной слоем полиэтклентерефталатной пленки толщинок 50 мкм и слоем полиэтиленовой пленки толщиной 100 мкм

(при этом слой полиэтилена непосредственно соприкасаетс  с полотном, образу  внутренний слой, как показано на фиг.1). Слоеную пленку подвергают гор чему прессованию при

5 в течение 3 мин под давлением 40 кг/см. Изготовленный таким образом панельный обогреватель имеет сопротивление iiO Ом, при напр жении 100 В при комнатной температуре обеспечивает поддерживание температуры поверхности 81°С, и даже после 2000 ч непрерывной эксплуатации не отмечают износа и разрыва или ненормальной температуры в электродной части. Кроме того, такой панельный обогреватель выдерживает напр жение пepe 1eннoгo тока

5 выше 1500 В,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  плоского электронагревател , по которому электропровод щий слой образуют смешением электропроводного и неэлектропроводного материалов, термообрабатывают его, устанавливают электроды и нанос т электроизол ционный слой на обе стороны нагревател  пди одновременной гор чей прокатке под давлением, обеспечивающим необходимую степень сцеплени  слоев,, отличающийс 

   Q тем, что, с целью стабилизации электрических характеристик электронагревател , в качестве электропроводного

   5 материала берут тонкие угольные волок