纳米远红外负氧离子新型电热材料

段洣毅 张 俊 刘 洋 李 东

（北方交通大学计算所，北京 100029）

1 引言

电热材料在生产、生活取暖、汽车等设备加温防护、房屋保暖等领域得到广泛应用，带来了可观的经济效益，催生了美国、欧洲和韩国等国家的一些以高技术电热材料为支柱的大产业集团。相应地，电热材料技术近年也得到了迅速发展。当前市场上电热材料主要分为以下几类：以美国的凯莱瑞克公司为代表的油墨加PET膜电热材料；以韩国Lgheating暖房株式会社为代表碳纤维布材料；以中国中惠电采暖科技有限公司为代表的PET膜材料。此外还有电阻丝、陶瓷等电热材料，由于其技术相对落后，已逐渐淡出市场。目前较为流行的电热材料，存在耐折叠性、发热均匀性和破坏性能较差的缺陷。本文介绍的纳米远红外负氧离子新型电热材料以纯棉布为基材，以固液两种形态制作载流条，并加入纳米级远红外和负氧离子粉，不仅在发热均匀性、抗破坏能力方面有了显著提高，而且具有理疗保健作用。

2 纳米远红外负氧离子新型电热材料的技术优势

2.1 以纯棉布为基材的电热材料

纯棉布具有健康环保、耐折叠、耐高低温等优点，但其易燃性成为其作为电热布基材的瓶颈。本文介绍的电热材料在导电浆料的分子结构上做了创新性发明，分子链结构稳定，不易断裂，使得电热转换效率和发热均匀性显著提高，从而避免了电热材料温度不均匀、局面过热现象的发生，有效解决了纯棉布易燃的问题。

2.2 纳米级远红外材料

远红外线是引起人体能量流脉动的最新能量疗法，该疗法安全、自然、方便，无任何副作用，早在1992年就纳入了美国医疗界，并在医疗领域发挥了重要作用。新型电热材料加入了纳米级远红外材料，其辐射波长控制在4-14微米（与人体生命光线相匹配），可被人体全部吸收，并能与人体细胞产生和谐共振，这种生物共振能够活化细胞组织，有效改善人体微循环，增强免疫功能，使新型电热材料在保暖的同时具备医疗和保健功能。

2.3 纳米级负氧离子材料

负氧离子是空气中带负电荷的氧离子，它不仅能促成人体合成和储存维生素，而且能强化和激发人体的生理活动，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，因此又被称为"空气维生素"。在医学界负氧离子被确认是具有杀灭病菌及净化空气的有效手段。其机理主要在于负氧离子与细菌结合后，使之产生结构的改变或能量的转移，导致细菌死亡。医学研究表明，空气中的负氧离子能使血液中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢、提高人体免疫力、增强人体肌能、调节肌体功能平衡等作用，对高原缺氧地区的人体医疗保健作用尤其显著。目前市场上负氧离子粉是用纳米级的铁粉，通过电击产生的负氧离子，其不足之处是有较强的电磁辐射。新型电热材料的负氧离子粉是将天然石材经浸泡研磨后，由离心机和超声两道工序处理，形成纳米级负氧离子材料，它不仅健康环保，而且寿命长，能在70年内无衰减地释放负氧离子。

2.4 先进的生产工艺

新型电热材料以高精度数控激光刻印技术实现了导电浆料的均匀涂抹，以全自动一体化工艺流程实现了高效生产，其先进的生产工艺为产品的先进性奠定了坚实的基础。

3 新型电热材料的优点

3.1 热转换效率高

当前较先进的导电材料不可避免地存在分子键断裂现象，导致热转换效率损失20%。而新型电热材料充分利用了稀土等元素外围富有轨道，能够牢固地吸附电子，从而使导电浆料结构稳定，分子键不断裂，发热无衰减。因此新型导电浆料的热转换效率高达99%，仅有的少量能量损失于导线上。

3.2 发热均匀

新型电热材料以稳定的分子结构和精密的加工工艺实现了其发热的均匀性。一方面，发热材料的分子结构稳定性使电热材料温度分布均匀；另一方面，采用激光雕刻技术涂抹导电浆料，使导电浆料的厚度均匀性显著提高，而厚度的均匀性直接影响发热均匀性。因此相比于国内外市场上的同类先进产品，新型电热材料在发热均匀性上具备一定优势。

3.3 可靠性高

新型电热材料一方面发热均匀，阻燃性好，大大提高了产品的安全性，另一方面以液态和固态两种形式布设载流条，即使在电热材料上剪出一个洞也不影响其正常发热。而PET膜、碳纤维等材料一旦有一根折断即无法发热，因此新型电热材料在具有可靠性高的优点。

3.4 节能环保

新型电热材料采用纯棉布作为基材、纳米级远红外和负氧离子材料均采自天然物质、热转换效率高、无分子链断裂带来的能量损耗，因此具有节能环保等优点。

4 新型电热材料的主要用途

新型电热材料可以制成电热马甲、电热护膝、电热手套、电热鞋等产品，这些产品对人体具有热敷、御寒、远红外保健、负氧离子保健等功能；

新型电热材料也可以加工成睡袋、电热帐篷、电热方舱等，为人体御寒和保健、设备防寒提供可靠环境；

新型电热材料还可以应用于房屋、人防工程等的保暖材料，为人们工作和生活创造舒适的环境；

新型电热材料可加工成任意形状，在寒区，覆盖在汽车点火器、飞机发动机或其它需要保温的装设备上，起到安全可靠的加温防护作用。

5 结束语

电热材料已广泛应用于生产和生活中，随着人们健康意识、环保意识和节能意识的提高，对电热材料在健康环保、节能高效、安全可靠方面的要求也不断提高，本文介绍的新型电热材料从加工工艺到导电浆料的研制均着眼于以上诸点，代表了电热材料未来的发展方向。

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