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電熱膜現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一的定義和分類。本文章是以住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《低溫輻射電熱膜》標(biāo)準(zhǔn)討論稿涉及的電熱膜定義和分類內(nèi)容為主線，對“碳基印刷油墨、金屬基、碳纖維、高分子”等4種類型電熱膜的發(fā)熱材料、相應(yīng)的電熱膜生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行介紹。

碳基印刷油墨型電熱膜

碳基印刷油墨型電熱膜的發(fā)熱材料為石墨、金屬粉末、金屬氧化物。碳基印刷油墨電熱膜的生產(chǎn)工藝是將上述發(fā)熱材料與其他填料一起制成油墨狀漿料，以絲網(wǎng)印刷工藝定量印刷在預(yù)先黏結(jié)有金屬載流條（作為電極）的聚酯薄膜上，再覆上聚酯薄膜形成絕緣結(jié)構(gòu)，故又稱印刷油墨電熱膜。對這類電熱膜的功率控制主要是通過漿料成分、油墨條厚度和間距等實(shí)現(xiàn)。

碳基印刷油墨電熱膜的技術(shù)核心是漿料的生產(chǎn)加工技術(shù)。其特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單，原材料成本相對較低，國產(chǎn)化程度大。目前國內(nèi)已有多家碳基油墨漿料生產(chǎn)企業(yè)，十幾家碳基印刷油墨電熱膜生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)加工技術(shù)已經(jīng)趕上并超過了國外同行。國外品牌以美國、韓國為主，但大都不具備地暖施工技術(shù)指導(dǎo)能力，尤其缺乏解決泄漏電流問題方案。

金屬基電熱膜

金屬基電熱膜的發(fā)熱材料為純金屬或金屬合金材料。金屬基電熱膜的生產(chǎn)工藝是將發(fā)熱體金屬或金屬合金材料首先制成金屬箔，在聚酯薄膜上黏結(jié)制作成電阻回路，其上再覆一層聚酯薄膜形成絕緣結(jié)構(gòu)。常用的金屬電熱材料有銅、鎳、銅鎳、鐵鉻鋁等。不同的金屬和金屬合金材料具有不同的電阻率即導(dǎo)電特性，據(jù)此可以根據(jù)不同的工作電壓、單位面積功率要求選擇不同的金屬發(fā)熱材料并設(shè)計成不同的電阻線路。而金屬材料的不同也將直接影響發(fā)熱體的性能（如抗氧化能力）以及成本造價。

碳纖維電熱膜

碳纖維電熱膜的發(fā)熱材料為碳纖維。碳纖維是由含炭量較高（通常在90%以上）的原料纖維，放在惰性氣體中，經(jīng)200～300℃的熱穩(wěn)定氧化、1000℃～2000℃的碳化及石墨化處理而成。根據(jù)基礎(chǔ)原料不同，碳纖維又可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和黏膠基碳纖維，其中PAN基碳纖維在全世界的碳纖維生產(chǎn)中占有90%的比例。目前，世界碳纖維技術(shù)主要掌握在日本的東麗公司、東邦Tenax集團(tuán)和三菱人造絲集團(tuán)，而其他大部分碳纖維企業(yè)的生產(chǎn)工藝仍在摸索中不斷完善。國內(nèi)碳纖維電熱膜生產(chǎn)廠家所用的碳纖維原材料主要從日本東麗公司進(jìn)口。

碳纖維具有耐高溫、耐磨擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等性能，外形有顯著的各向異性，柔軟、可加工成各種織物，比重小，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維能夠與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合形成多種復(fù)合材料，用于航空航天、汽車、石油鉆探、體育及醫(yī)療器械等多個領(lǐng)域。

利用碳纖維的導(dǎo)電特性將其做成電熱材料，按發(fā)熱體結(jié)構(gòu)的不同分為碳纖維發(fā)熱線纜和碳纖維電熱膜兩種。其中，碳纖維電熱膜按生產(chǎn)加工工藝不同又分直接將碳纖維絲作為經(jīng)線或緯線，通過紡織工藝生產(chǎn)的非均勻性線面狀碳纖維電熱膜，以及將碳纖維絲剪切成紊亂短纖維，與紙漿混合后用造紙工藝形成碳纖維電熱紙。調(diào)整碳纖維比例可得到不同的功率密度。按照用途和絕緣等級要求外覆不同絕緣材料即形成碳纖維電熱膜。

高分子電熱膜

高分子電熱膜的發(fā)熱材料為導(dǎo)電高分子材料。高分子電熱膜的工藝是，首先利用不同的分子設(shè)計手法合成出功能性高分子導(dǎo)電復(fù)合材料，通過噴涂或逗號涂工藝將上述導(dǎo)電高分子材料均勻涂敷于預(yù)先植入電極的基材上形成裸體電熱膜，外覆不同絕緣材料即形成高分子電熱膜。

高分子電熱膜誕生于日本。目前國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)生產(chǎn)這種產(chǎn)品，并具有“任意幅寬和形狀、任意使用電壓、任意單位面積功率”3個任意的技術(shù)優(yōu)勢。高分子電熱膜的功率密度是通過調(diào)整發(fā)熱體材料的聚合度、正負(fù)極性基團(tuán)數(shù)目和比例以及自由電數(shù)來實(shí)現(xiàn)，而非通過加減涂敷量。

盡管電熱膜類型不同，但都含有發(fā)熱體、電極和絕緣層等3個共同的部分，都是外覆絕緣層內(nèi)加發(fā)熱體結(jié)構(gòu)。不同的是金屬基電熱膜和碳基油墨電熱膜是直接熱壓在絕緣聚酯薄膜間，而碳纖維和高分子電熱膜是將發(fā)熱材料涂敷于基材上，然后外覆絕緣材料。

不同類型的電熱膜由于其發(fā)熱材料不同和生產(chǎn)加工工藝的不同，電熱膜也分別具有不同的電熱特性和應(yīng)用性能，如功率密度的極限值、發(fā)熱體的熱穩(wěn)定性和熱均勻性，抗氧化老化能力、功率衰減、龜裂和融脹性等等，而這些特性直接決定了產(chǎn)品最為適宜的應(yīng)用領(lǐng)域以及作為發(fā)熱體材料在應(yīng)用施工中的工藝要求。

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