阅读说明：本技术 一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线及生产方法 (Roller kiln sintering film forming production line and production method of graphene electric heating body ) 是由 刘建新 于 2020-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线及生产方法,包括有流水线生产设备中的传送机构以及安装在流水线传送机构上的电极印花机、石墨烯发热体印花机、绝缘隔热体印花机、辊道窑,先通过第一干燥器将印刷有金属电极层的基体进行第一次加热干燥定型,再通过第二干燥器将印刷金属电极层及石墨烯电加热体层的基体进行第二次加热干燥定型,然后在金属电极层及石墨烯电加热体层上叠加印刷上绝缘隔热保护层后,输送到后续辊道窑设备中进行烧结成膜。这种石墨烯电加热体生产方式,采用了一次烧结成膜,本发明实现了生产效率高,生产工艺流程简单,生产成本低,工业排放量低,降低了生产工人的劳动强度,降低了生产人工成本。(The invention discloses a roller kiln sintering film-forming production line and a production method of a graphene electric heating body, and the production line comprises a conveying mechanism in production line production equipment, and an electrode printing machine, a graphene heating body printing machine, an insulating heat insulator printing machine and a roller kiln which are arranged on the conveying mechanism of the production line. The production method of the graphene electric heating body adopts one-time sintering film forming, and the invention realizes high production efficiency, simple production process flow, low production cost and low industrial emission, reduces the labor intensity of production workers and reduces the production labor cost.)

一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线及生产方法

技术领域

本发明涉及石墨烯电加热技术领域，尤其涉及一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线及生产方法。

背景技术

石墨稀是近几年来最受关注的一种材料之一，它是由单层的碳原子按照蜂窝结构排列，是世界上厚度最小、质量最轻、强度最大的物质之一。同时，石墨烯也具备很好的热学性能，研究发现，石墨稀是世界上热导率最高的物质，导热系数高达5000W/m·K，是普通金属热导率的50～100倍，且渗流阈值仅为0.2wt％，并且石墨稀的单层二维结构容易在基体中形成导热通道，是一种理想的提高热导率的填充物。

石墨烯发热材料是一种电能转换成热能的新型材料，不同于电热管、发热丝、微波发生器、电磁发生器以及光波辐射热等发热方式的又一种发热材料，他可以通过导电方式将电能直接转换成热能，并且可以通过辐射和传导的方式将热能传递到空气当中。

石墨烯发热材料在电热基材中属首创，以自身的电热特性附着于任何载体上，可制成任何功率大小的发热体，也可以适合各种电压的交流和直流环境下使用。基本发热体的制作工艺简单，可以采取喷涂、印刷、膜片、粘接、涂覆和电镀等方式进行制作。

但是，现有的石墨烯发热体生产流程较多，工艺复杂，人工干预操作较多，生产效率比较低下，生产人工成本较高，生产成本高。

发明内容

为解决以上所述的问题，本发明提供了一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线，包括有若干传送设备组成的流水线传送机构以及依次安装在流水线传送机构上的电极印花机、石墨烯发热体印花机、绝缘隔热体印花机、辊道窑，所述流水线传送机构输入端的传送设备上安装有基体表面清洁机，所述基体表面清洁机与电极印花机之间安装有除尘器，所述流水线传送机构输出端的传送设备上安装有热成像探伤检测设备，所述热成像探伤检测设备与辊道窑之间上安装有通电测试装置，所述电极印花机与石墨烯发热体印花机之间设置有第一干燥器，所述石墨烯发热体印花机与绝缘隔热体印花机之间设置有第二干燥器。

进一步地，所述辊道窑是采用硅钼棒电加热方式加热或以天然气、水煤气为燃料通过燃烧加热的方式进行加热的烧成烧成设备。

进一步地，所述通电测试装置包括沿流水线传送机构传输方向的第一通电测试端和第二通电测试端，所述第一通电测试端和第二通电测试端分别安装在传送设备的左右侧，所述第一通电测试端以及第二通电测试端朝向内侧延伸有若干可导电的压辊轴，所述压辊轴上安装有能灵活转动的可导电通电压辊，通电压辊能根据基体的厚薄进行自适应性的调节通电压辊与基体见的压触松紧度，确保通电压辊与基体电极间的良好电性连接；所述第一通电测试端以及第二通电测试端的外侧中心设置有通电端，所述通电端分别通过可电传导性连接通电压辊和电源，且所述通电端的两侧设置有伸缩杆，伸缩杆通过绝缘体与通电测试装置固定连接，确保伸缩杆不带电；所述伸缩杆通过伸长缩短来控制调节第一通电测试端与第二通电测试端之间的距离。

一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线生产方法，包括上述的一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线，其生产方法步骤如下：

步骤一、将基体放置在传送设备上，输送至基体表面清洁机的下方对其表面进行清洁，清洁完成后通过传送设备输送到除尘器下方，除尘器将基体表面灰尘清除干净；

步骤二、经过步骤一后的基体输送到电极印花机下方时，通过电极印花机在基体表面上印刷上金属导电浆料，制得印刷有金属电极层的半成品A；

步骤三、经过步骤二后的半成品A输送至第一干燥器时，第一干燥器对半成品A表面上的金属导电浆料层进行加热干燥定型；

步骤四、经过步骤三后的半成品A输送到石墨烯发热体印花机下方时，通过石墨烯发热体印花机在半成品A表面上印刷上石墨烯电加热体油墨，制得印刷有金属电极层及石墨烯电加热体层的半成品B；

步骤五、经过步骤四后的半成品B输送至第二干燥器时，第二干燥器对半成品B表面的石墨烯电加热体层进行加热干燥定型；

步骤六、经过步骤五后的半成品B输送到绝缘隔热体印花机下方时，通过绝缘隔热体印花机在半成品B表面的金属电极层及石墨烯电加热体层上印刷上绝缘隔热体油墨，制得印刷有金属电极层、石墨烯电加热体层以及绝缘隔热保护层的半成品C；

步骤七、经过步骤六后的半成品C输送到辊道窑时，通过辊道窑对半成品C的金属电极层、石墨烯电加热体层以及绝缘隔热保护层进行烧结成膜，制得成品；

步骤八、经过步骤七后的成品输送到通电测试装置进行通电测试检验，通电测试时成品逐渐发热，受电发热后的成品，经过热成像探伤检测设备的热成像图可以检测出成品的发热位置是否均匀，可以界定发热体工艺是否达标，然后对产品进行分选。

进一步地，所述步骤二中的印花网A为180-250目。

进一步地，所述步骤三中的印花网B以及步骤六中的印花网C为100-200目。

进一步地，所述步骤三中的第一干燥器以及步骤五中的第二干燥器为利用辊道窑余热加硅钼棒加热方式两种热源叠加相互补充的隧道式干燥器，也可以是利用红外光波或硅钼棒加热方式的隧道式电干燥器,其加热温度可实现常温到400摄氏度之间的灵活设定调节和智能恒定控制。

进一步地，所述步骤三中的石墨烯电加热体油墨包括由石墨烯粉末、远红外发射剂、FB树脂粉末以及加乙醇按配方比例调配而成。

进一步地，所述步骤六中的绝缘隔热体油墨包括由云母粉、瓷粉、石英粉、FB树脂粉末、再加乙醇按配方比例调配而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线及生产方法，通过由若干传送设备组成的流水线传送机构输送基体到各个加工设备进行加工；其中先通过第一干燥器将印刷有金属电极层的基体进行第一次加热干燥定型，再通过第二干燥器将印刷金属电极层及石墨烯电加热体层的基体进行第二次加热干燥定型，然后继续在金属电极层及石墨烯电加热体层上叠加印刷上绝缘隔热保护层后，输送到后续辊道窑设备中进行烧结成膜；这种石墨烯电加热体生产方式，采用了一次烧结成膜，生产效率高，生产工艺流程简单，生产成本低，工业排放量低；本发明实现了生产流程自动化，减少了用工人数，降低了生产工人的劳动强度，降低了生产人工成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中基体表面清洁工序的结构示意图。

图3是本发明中一次干燥工序以及二次干燥工序的结构示意图。

图4是本发明中辊道窑烧结成膜工序的结构示意图。

图5是本发明中产品检验工序的结构示意图。

图6是本发明中通电测试装置的结构示意图。

图7是本发明的框架流程示意图。

图中：传送设备1、电极印花机2、石墨烯发热体印花机3、绝缘隔热体印花机4、辊道窑5、基体表面清洁机6、除尘器7、热成像探伤检测设备8、通电测试装置9、第一通电测试端91、第二通电测试端92、压辊轴93、通电压辊94、通电端95、伸缩杆96、第一干燥器10、第二干燥器11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制；此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相対重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相対重要性或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

参考图1至7，本发明提供的一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线，包括有若干传送设备1组成的流水线传送机构以及依次安装在流水线传送机构上的电极印花机2、石墨烯发热体印花机3、绝缘隔热体印花机4、辊道窑5，所述流水线传送机构输入端的传送设备1上安装有基体表面清洁机6，所述基体表面清洁机6与电极印花机2之间安装有除尘器7，所述流水线传送机构输出端的传送设备1上安装有热成像探伤检测设备8，所述热成像探伤检测设备8与辊道窑5之间上安装有通电测试装置9，所述电极印花机2与石墨烯发热体印花机3之间设置有第一干燥器10，所述石墨烯发热体印花机3与绝缘隔热体印花机4之间设置有第二干燥器11；通过由若干传送设备1组成的流水线传送机构输送基体到各个加工设备进行加工，先通过第一干燥器10将印刷金属电极层的基体进行第一次加热烘干干燥，再通过第二干燥器11将印刷金属电极层及石墨烯电加热体层的基体进行第二次加热烘干干燥，然后继续在印刷有金属电极层和石墨烯电加热体层的基体表面上印刷上绝缘隔热保护层，后输送到辊道窑5进行一次烧结成膜。

作为本发明进一步的实施例，所述辊道窑5是采用硅钼棒电加热方式加热或以天然气、水煤气为燃料通过燃烧来加热的方式进行加热的烧成设备。

作为本发明进一步的实施例，所述通电测试装置9包括沿流水线传送机构传输方向的第一通电测试端91和第二通电测试端92，所述第一通电测试端91和第二通电测试端92分别安装在传送设备1的左右侧，所述第一通电测试端91以及第二通电测试端92朝向内侧延伸有若干可导电的压辊轴93，所述压辊轴93上套装有能灵活转动的通电压辊94；该通电压辊94能根据基体的厚薄自适应地调节通电压辊94与基体接触的压触松紧度，确保通电压辊94能与基体之间有可靠的电传导性连接；所述第一通电测试端91以及第二通电测试端92的外侧中心设置有通电端95，所述通电端95分别通过电传导性连接通电压辊94和电源，且所述通电端95的两侧设置有伸缩杆96，伸缩杆96与通电测试装置9通过绝缘体固定连接，确保伸缩杆96不会带电；所述伸缩杆96通过伸长缩短来控制调节第一通电测试端91与第二通电测试端92之间的距离；当制得的成品输送到最后的产品检验工序时，石墨烯发热体两侧的金属电极分别与第一通电测试端91上的通电压辊94、第二通电测试端92上的通电压辊94接触，由于通电压辊94沿流水线传送机构传输方向设置有若干个，而且第一通电测试端91与第二通电测试端92分别连接到电源的输入端，使得金属电极持续接通电源，石墨烯发热体通电发热，然后再通过热成像探伤检测设备8检测成品的发热位置是否均匀；除此之外，可伸缩控制压辊式通电电极端，使得通电电极端可适用于不用尺寸的石墨烯发热体。

一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线生产方法，包括上述的一种石墨烯电加热体的辊道窑烧结成膜流水线，其生产方法步骤如下：

基体输送工序：将绝缘材质的基体放置在流水线传送机构输入端的传送设备1上；

基体表面清洁工序：将基体输送至基体表面清洁机6的下方对其表面进行清洁，清洁完成后通过传送设备1输送到除尘器7下方，除尘器7将基体表面灰尘清除干净；

印刷金属电极工序：在经过基体表面清洁工序后的基体输送到电极印花机2下方时，通过电极印花机2在基体表面上的印刷上金属导电浆料，制得印刷有金属电极层的半成品A，其中印刷的金属电极包括和不限于采用烧结型导电浆料在内的其他可制作电极的油墨型材料；

基体一次干燥工序：在经过印刷金属电极工序的半成品A输送至第一干燥器10时，第一干燥器10对半成品A表面上的金属导电浆料电极层进行加热烘干定型；

印刷石墨烯发热体工序：在经过一次干燥工序后的半成品A输送到石墨烯发热体印花机3下方时，通过石墨烯发热体印花机3在半成品A表面上印刷上石墨烯电加热体油墨，制得印刷有金属电极层和石墨烯电加热体层的半成品B，

基体二次干燥工序：在经过印刷石墨烯发热体工序后的半成品B输送至第二干燥器11，第二干燥器11对半成品B表面的金属电极层和石墨烯电加热体层进行加热烘干定型；

印刷绝缘隔热工序：在经过基体二次干燥工序后的半成品B输送到绝缘隔热体印花机4下方时，通过绝缘隔热体印花机4在半成品B表面上的金属电极层和石墨烯电加热体层上叠加印刷上绝缘隔热体油墨，制得印刷有金属电极层、石墨烯电加热体层以及绝缘隔热保护层的半成品C；

辊道窑烧结成膜工序：在经过印刷绝缘隔热工序后的半成品C输送到辊道窑5内时，通过辊道窑5对半成品C的金属电极层、石墨烯电加热体层以及绝缘隔热保护层进行烧结成膜，制得成品；

产品检验工序：在经过辊道窑5烧结成膜工序后的成品输送到通电测试装置9进行通电测试检验，通电测试中成品逐渐发热，经过受电发热后的电加热体在通过热成像探伤检测设备8时，通过热成像图可以检测出成品的发热位置是否均匀；

产品后续工序：在经过发热测试后的产品流入下一工序进行分选，将不合格的产品进行筛选处理。

作为本发明进一步的实施例，印刷金属电极工序中的印花网A为180-250目。

作为本发明进一步的实施例，印刷石墨烯发热体工序中的印花网B以及印刷绝缘隔热工序中的印花网C为100-200目。

作为本发明进一步的实施例，基体一次干燥工序中的第一干燥器10以及基体二次干燥工序中的第二干燥器11的加热温度为常温到400摄氏度之间。

作为本发明进一步的实施例，印刷石墨烯发热体工序中的石墨烯电加热体油墨包括和不限于采用石墨烯粉末、远红外发射剂、FB树脂粉末以及加乙醇按配方比例调配而成，首先将石墨烯粉末、远红外发射剂和FB树脂粉末混合后搅拌均匀，然后加入乙醇混合后形成油墨浆料；FB树脂粉末为14～180μm，石墨烯粉末的粒径为30-60nm。

作为本发明进一步的实施例，印刷绝缘隔热工序中的绝缘隔热保护层包括和不限于由云母粉、瓷粉、石英粉、FB树脂粉末、再加乙醇按配方比例调配而成的保护层材料。绝缘隔热保护层之一是由由云母粉、瓷粉、石英粉、FB树脂粉末、再加乙醇按配方比例调配而成的，首先将云母粉、瓷粉、石英粉和FB树脂粉末混合后搅拌均匀，然后加入乙醇混合后形成油墨浆料；FB树脂粉末为14～180μm，云母粉的粒径小于800目，石英粉的粒径大于600目。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同物限定。