３２ 应用能源技术 ２０１１年第１期（总第１５７期）
低温辐射金属电热膜的研发
曹体祥
（哈尔滨新阳物业管理服务中心，黑龙江哈尔滨１５００７６）
摘要：针对目前低温辐射金属电热膜产品复合不牢、性能不稳定、安装性差的缺点，对其 制造的关键技术进行了研究和试验，提出了各生产工序的技术要点，改进了部分生产工艺，完善 了生产工艺流程。研制出性能稳定，易于安装的新型金属电热膜。 关键词：电热膜；工艺流程；复合 中图分类号：ＴＫＩ１ 文献标志码： 文章编号：１００９—３２３０（２０１１）Ｏ１—００３２—０３
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｒａｄｉａｎｔ
Ｍｅｔａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ
ＣＡＯ Ｔｉ—ｘｉａｎｇ （Ｘｉｎｙａｎｇ Ｅｓｔａｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ，Ｈａｒｂｉｎ １５００７６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄ ａｔ ｗｅａｋ ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ．ｕｎｓｔａｂｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌＯＷ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｎｔ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｉｌｍ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｗｅｒｅ ｄｏｎｅ ｏｎ ｉｔｓ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ．Ｍａｉｎ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｓｏｍｅ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅｄ；ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｉｔｓ ｆｌｏｗ ｗａｓ ｐｅｒｆｅｃｔｅｄ．Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｌｍ ｗｉｔｈ ｓｔａｂｌｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｉｌｍ；Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｌｏｗ；Ｃｏｍｐｏｕｎｄ
近年来，低温辐射电热膜在建筑、工业、农业、
军事、家庭用品等领域都得到了广泛的应用。特
别是在建筑采暖方面…，由于低温辐射电热膜采
暖系统存在着节能、节水、节地、安全可靠、卫生环
保、寿命长、免维护等诸多优点，因此不仅得到了
非常广泛的应用，而且实践证明其应用效果良 好 ］。
早期的低温辐射电热膜是以导电油墨作为电
阻发热体通电加热产生红外辐射的。由于导电油
墨性能存在着局限，特别是长时间使用容易出现
发热不匀、老化、龟裂等问题，因而制约了电热膜
的应用和发展。为了克服这些缺点，以金属合金
取代导电油墨作为电阻发热体的金属电热膜产品
收稿日期：２０１０—１２—１０ 修订日期：２０１０—１２～２５ 作者简介：曾体祥（１９６７一）， ．主要从 供热驶汁管 Ｉ：ｆｉ－。 得以问世。由于国内生产技术不理想，产品存在
着复合不牢、性能不稳定等缺点，特别是复合技术
与国外有较大差距，而且国内外的金属电热膜产
品存在着现场安装不方便的问题，因此有必要对
低温辐射金属电热膜的生产技术和工艺做进一步
研究。
ｌ 新型低温辐射金属电热膜的生产
工艺
１．１原材料选择
要生产高性能的低温辐射金属电热膜，材料
的选择至关重要，它严重地影响电热膜的质量、性
能以及安全可靠性。
（１）绝缘薄膜的选择。绝缘薄膜应选择表面
张力较大的阻燃聚酯薄膜，聚酯薄膜的厚度应该
在５０～１Ｏ０／ｘｍ左右。
２０１１年第１期（总第１５７期） 应用能源技术 ３３
（２）金属合金薄膜的选择。因为单片电热膜 的功率与电热膜的电阻成反比，单片电热膜功率
不宜太大，因此电热膜的电阻不宜太小。电热膜
的电阻Ｒ＝ｏＬ／Ｓ，电阻线的长度和电阻线的截面
积受到制造工艺、单片电热膜的尺寸等因素的限
制，因此合金的电阻率成为影响电热膜性能的重
要因素。文中采用厚度为７ ｔｘｍ的特殊合金薄
膜，合金内掺有适量的其它元素，不但提高了合金
的电阻率，而且电阻率呈ＰＴＣ特性，使得电热膜
的功率随温度的升高而降低，提高了金属电热膜
的安全可靠性。
（３）印刷油墨的选择。印刷油墨选择细度 高、墨膜薄、附着力强、硬度高并且有金属光泽的
高品质油墨，这样不但可以提高产品成品率，而且
可以提高印刷精度，保证了产品质量。
（４）金属载流条和连接卡材料的选择。金属 载流条宜选用３０～５０ Ｉｘｍ厚的镀镍紫铜箔；连接
卡宜选用１ ｍｍ厚的紫铜薄板冲压成型后再镀
镍。这样才可以保证产品使用性能的长期可靠稳
定。
１．２新型低温辐射金属电热膜的生产工艺流程
在考察研究国内外低温辐射电热膜产品和生
产工艺的基础上，针对国内市场需求和国内产品
的不足，结合国内外产品的特点，研究开发了生产
新型高性能低温辐射金属电热膜的加工程序和技
术工艺。
开发生产的新型高性能低温辐射金属电热膜
的制造加工程序分５个步骤，如图１所示。
图１ 金属电热膜生产］ 艺流程示意图
（１）复合合金箔是利用薄膜复合技术把金属 合金薄膜与绝缘薄膜复合在一起。经多次试验，
总结了复合金属合金薄膜与绝缘薄膜的工艺技 术 复合金属合金薄膜与绝缘薄膜宦采用干式复 合法，这一工序的关键是选择合适的粘接剂和控
制适当的粘接剂厚度。
（２）印刷导电线路是利用印刷技术在金属合 金薄膜上印制耐蚀油墨线路图。研制过程中采用
了凹版印刷技术。研究表明：印刷油墨不宜太厚，
且应均匀无断点，为提高产品的成品率，应检查和
描点。生产设置金属载流条的低温辐射金属电热
膜应采取两种耐蚀油墨印刷。采用耐酸、碱油墨
印刷电热膜的加热电阻线路，采用耐酸油墨印刷 主导线。
（３）蚀刻导电线路是利用腐蚀溶液腐蚀金属 薄膜，其原理与制造印刷电路板相同。使用酸性
溶液蚀刻、碱性溶液去除主导线墨膜，达到了预期
效果。当生产无载流条的金属电热膜时，则不需 去膜。
（４）复合载流条是将金属载流条复合在金属 薄膜主导线上。载流条的复合宜采用导电粘接剂
利用于式复合法复合。当生产无载流条的金属电
热膜时，此步骤应省略。
（５）复合绝缘薄膜是在前述工序的基础上， 复合绝缘金属电阻线路的绝缘薄膜。研制过程中
对此工序进行了深入的研究和大量的实验，克服
了以往国内金属电热膜产品复合不实、不牢的缺
点，使低温辐射金属电热膜的生产技术达到了国
际先进水平。
２ 两种类型低温辐射电热膜结构及
性能比较
２．１ 两种类型电热膜结构的比较 目前，低温辐射电热膜产品主要有低温辐射
碳电热膜和低温辐射金属电热膜两种。
碳电热膜是用可导电的油墨线条作为加热电 阻的一种低温辐射电热膜。在碳电热膜中，作为
加热电阻的油墨导电线条印刷在绝缘薄膜上并用
金属载流条连接加以并联，形成以金属载流条为 导线，以相互并联的油墨导电线条为加热电阻的
无源并联电阻电路。将这层无源并联电阻电路热
压复合在两层绝缘薄膜间制成的一种特殊的加热 应用能源技术 ２０１１年第１期（总第１５７期）
元件就是低温辐射碳电热膜（如图２所示）．
ｌ ４ 卜绝缘薄膜２一导电油墨３一剪切线４－金属载流条
瞪Ｉ ２碳电热膜结构不惑 金属电热膜是用金属线条作为加热电阻的
一种低温辐射电热膜。在金属电热膜中，作为加
热电阻的金属线条是用制造柔性印刷电路板的方
法制成的。每片电热膜的加热电阻全部串联，片
与片之问形成并联电阻电路。将这种金属加热电
阻电路热压复合在两层绝缘薄膜问制成的一种特
殊的加热元件就是低温辐射金属电热膜。金属电
热膜有带载流条和无载流条的两种。为了增强连
接卡与金属电热膜连接的可靠性、增加并联片数
和降低并联导线电压损耗，金属膜也应该设置载
流条。图３所示为设置了载流条的金属电热膜的
结构示意图。
卜绝缘薄膜２一合金导电电阻３一剪切线４一金属载流条 图３金属电热膜结构示意图 ２．２电热膜性能的比较
采用上述生产工艺制造的新型低温辐射金属
电热膜与碳膜及其他的金属电热膜的结构与性能
进行比较，新型金属电热膜复合好，粘接牢；性能
稳定，薄膜电阻率呈ＰＴＣ特性；安装方便，可按现
场需要剪切，连接卡接触面积大、牢固稳定并能现
场安装。而其它形式的电热膜在结构上、发热体
性能及安装等方面具有不同程度的缺点。
３ 结语
根据原材料性能指标合理选择原材料，对生
产工艺（复合一印刷一蚀刻一再复合）中的关键
技术进行了改进，采用干式复合法复合，使金属合
金薄膜与绝缘薄膜复合牢固、结实；利用凹版印刷 技术在金属合金薄膜上印制耐蚀油墨线路图；再
用腐蚀溶液腐蚀金属薄膜蚀刻导电线路。这样，
研制出的金属电热膜产品克服了以往电热膜的缺
点，复合牢固，性能稳定，安装方便。 参考文献 ［１］ 蒋有强．低温辐射电热膜供暖系统在节能建筑上的 应用［Ｊ］．新型建筑材料，２００１，（８），１３—１５． ［２］ 张滨．低温辐射电热膜供暖系统试验研究与经济分 析［Ｊ］．哈尔滨建筑大学学报，１９９６，（３）． ［３］ 张滨，张伟东．浅谈低温辐射电热膜供暖系统的特 点及应用前景［Ｃ］．１９９８全国暖通制冷学术年会论 文集．１９９８，（１０）． ［４］ 方修睦，王伟，施雪华．电热膜供暖的热舒适性分析 『Ｊ＿．暖通空调ＨＶ＆ＡＣ，２００２，（４）：９４～９５．