納米遠紅外負氧離子新型電熱材料

段洣毅 張 俊 劉 洋 李 東

（北方交通大學計算所，北京 100029）

1 引言

電熱材料在生產、生活取暖、汽車等設備加溫防護、房屋保暖等領域得到廣泛應用，帶來了可觀的經濟效益，催生了美國、歐洲和韓國等國家的一些以高技術電熱材料為支柱的大產業集團。相應地，電熱材料技術近年也得到了迅速發展。當前市場上電熱材料主要分為以下幾類：以美國的凱萊瑞克公司為代表的油墨加PET膜電熱材料；以韓國Lgheating暖房株式會社為代表碳纖維布材料；以中國中惠電采暖科技有限公司為代表的PET膜材料。此外還有電阻絲、陶瓷等電熱材料，由于其技術相對落后，已逐漸淡出市場。目前較為流行的電熱材料，存在耐折疊性、發熱均勻性和破壞性能較差的缺陷。本文介紹的納米遠紅外負氧離子新型電熱材料以純棉布為基材，以固液兩種形態制作載流條，并加入納米級遠紅外和負氧離子粉，不僅在發熱均勻性、抗破壞能力方面有了顯著提高，而且具有理療保健作用。

2 納米遠紅外負氧離子新型電熱材料的技術優勢

2.1 以純棉布為基材的電熱材料

純棉布具有健康環保、耐折疊、耐高低溫等優點，但其易燃性成為其作為電熱布基材的瓶頸。本文介紹的電熱材料在導電漿料的分子結構上做了創新性發明，分子鏈結構穩定，不易斷裂，使得電熱轉換效率和發熱均勻性顯著提高，從而避免了電熱材料溫度不均勻、局面過熱現象的發生，有效解決了純棉布易燃的問題。

2.2 納米級遠紅外材料

遠紅外線是引起人體能量流脈動的最新能量療法，該療法安全、自然、方便，無任何副作用，早在1992年就納入了美國醫療界，并在醫療領域發揮了重要作用。新型電熱材料加入了納米級遠紅外材料，其輻射波長控制在4-14微米（與人體生命光線相匹配），可被人體全部吸收，并能與人體細胞產生和諧共振，這種生物共振能夠活化細胞組織，有效改善人體微循環，增強免疫功能，使新型電熱材料在保暖的同時具備醫療和保健功能。

2.3 納米級負氧離子材料

負氧離子是空氣中帶負電荷的氧離子，它不僅能促成人體合成和儲存維生素，而且能強化和激發人體的生理活動，對人體及其他生物的生命活動有著十分重要的影響，因此又被稱為"空氣維生素"。在醫學界負氧離子被確認是具有殺滅病菌及凈化空氣的有效手段。其機理主要在于負氧離子與細菌結合后，使之產生結構的改變或能量的轉移，導致細菌死亡。醫學研究表明，空氣中的負氧離子能使血液中含氧量增加，有利于血氧輸送、吸收和利用，具有促進人體新陳代謝、提高人體免疫力、增強人體肌能、調節肌體功能平衡等作用，對高原缺氧地區的人體醫療保健作用尤其顯著。目前市場上負氧離子粉是用納米級的鐵粉，通過電擊產生的負氧離子，其不足之處是有較強的電磁輻射。新型電熱材料的負氧離子粉是將天然石材經浸泡研磨后，由離心機和超聲兩道工序處理，形成納米級負氧離子材料，它不僅健康環保，而且壽命長，能在70年內無衰減地釋放負氧離子。

2.4 先進的生產工藝

新型電熱材料以高精度數控激光刻印技術實現了導電漿料的均勻涂抹，以全自動一體化工藝流程實現了高效生產，其先進的生產工藝為產品的先進性奠定了堅實的基礎。

3 新型電熱材料的優點

3.1 熱轉換效率高

當前較先進的導電材料不可避免地存在分子鍵斷裂現象，導致熱轉換效率損失20%。而新型電熱材料充分利用了稀土等元素外圍富有軌道，能夠牢固地吸附電子，從而使導電漿料結構穩定，分子鍵不斷裂，發熱無衰減。因此新型導電漿料的熱轉換效率高達99%，僅有的少量能量損失于導線上。

3.2 發熱均勻

新型電熱材料以穩定的分子結構和精密的加工工藝實現了其發熱的均勻性。一方面，發熱材料的分子結構穩定性使電熱材料溫度分布均勻；另一方面，采用激光雕刻技術涂抹導電漿料，使導電漿料的厚度均勻性顯著提高，而厚度的均勻性直接影響發熱均勻性。因此相比于國內外市場上的同類先進產品，新型電熱材料在發熱均勻性上具備一定優勢。

3.3 可靠性高

新型電熱材料一方面發熱均勻，阻燃性好，大大提高了產品的安全性，另一方面以液態和固態兩種形式布設載流條，即使在電熱材料上剪出一個洞也不影響其正常發熱。而PET膜、碳纖維等材料一旦有一根折斷即無法發熱，因此新型電熱材料在具有可靠性高的優點。

3.4 節能環保

新型電熱材料采用純棉布作為基材、納米級遠紅外和負氧離子材料均采自天然物質、熱轉換效率高、無分子鏈斷裂帶來的能量損耗，因此具有節能環保等優點。

4 新型電熱材料的主要用途

新型電熱材料可以制成電熱馬甲、電熱護膝、電熱手套、電熱鞋等產品，這些產品對人體具有熱敷、御寒、遠紅外保健、負氧離子保健等功能；

新型電熱材料也可以加工成睡袋、電熱帳篷、電熱方艙等，為人體御寒和保健、設備防寒提供可靠環境；

新型電熱材料還可以應用于房屋、人防工程等的保暖材料，為人們工作和生活創造舒適的環境；

新型電熱材料可加工成任意形狀，在寒區，覆蓋在汽車點火器、飛機發動機或其它需要保溫的裝設備上，起到安全可靠的加溫防護作用。

5 結束語

電熱材料已廣泛應用于生產和生活中，隨著人們健康意識、環保意識和節能意識的提高，對電熱材料在健康環保、節能高效、安全可靠方面的要求也不斷提高，本文介紹的新型電熱材料從加工工藝到導電漿料的研制均著眼于以上諸點，代表了電熱材料未來的發展方向。

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