柔性电热膜的详解与技术说明（十）——绝缘隔热层材料的研究

前已述及，根据加热材料的不同，电热膜可以分为金属电热膜、无机材料电热膜和有机材料电热膜三种类型，而无机材料电热膜虽然具有寿命长、成本低、耐高温等优点，但由于是刚性材料，不能满足课题要求，因此不做讨论；相对于有机加热薄膜，人们对金属丝加热层的研究已日趋成熟，很难有进一步突破，因此磐岩（www.jspanyan.com）今天介绍的是高分子聚合物中添加导电颗粒的有机材料电热膜。

绝缘隔热层材料的研究

保温隔热材料的隔热机理

当热量在进入物质内部时，可以被分解为三部分：反射、透射和吸收，而物体内部温度还要取决于表面吸热后的内传情况，这就要考虑热量的传递问题，根据热传导理论，传热又是以传导、对流和辐射三种方式进行的，如图所示。

辐射传递是指物体发射的电磁能通过射线以辐射的形式进行传递，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换，使内能从温度较高部分传至较低部分的过程。这种热传递方式仅在液体或气体存在条件下可以实现，并且组成其流体的微观粒子(分子、原子或离子)要能够发生相对宏观运动。热传导是两个物体之间完全接触或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能交换过程。因此，选择的材料，需对热具有高，对光和光能（包括可见光、近红外光、远红外光）具有极强的反射能力，而材料本身又能将物体内吸收的热量大部分以辐射的形式散发出去，避免热射线穿透材料物体，减少材料物体内热的传导和蓄积，以达到理想的绝热效果。目前研制的隔热材料根据隔热机理主要分为三类：阻隔型隔热材料、辐射型隔热材料和反射型隔热材料。

阻隔型隔热材料应有低的导热系数，减小热传导，应用Zui广泛的是复合硅酸盐保温材料，如采用空心微珠做隔热填料，可制得阻隔型隔热材料，其原理是利用细小空心微珠的无数空腔形成隔热层阻止热传导，除此之外，玻璃微珠对近红外光的反射也比远远高于普通填料，这是由于微珠的玻璃材质对光无吸收，其白色可增强对光的反射作用，因此使用玻璃微珠作为隔热填料能同时对热量的传递起到阻隔和反射的效果。另外，对反射型隔热材料的研究也是比较广泛的，如镀铝工艺，金属材料如铝，对光和光能（包括可见光、近红外光、远红外光）具有极强的反射能力，可以将光的形式辐射过来的热量反射回去，这也可以起到阻断热量传递的效果，但是随着温度的升高铝膜极容易脱离基体。辐射型隔热材料的隔热原理是，在树脂中加入高热辐射率的填料，高辐射系数的远红外辐射材料有金属氧化物，碳化物，氮化物和硼化物，通过热辐射将热量辐射回去，但是人工制造的高热辐射材料不仅成本高，而且也有较高的吸热率，反而提高了材料的吸热能力。考虑到工艺及成本问题，笔者在此初步研究了玻璃微珠复合多孔聚酰亚胺薄膜。