自20世紀(jì)50年代以來，電加熱薄膜加熱技術(shù)在歐洲、北美和加拿大得到了廣泛應(yīng)用。一種油墨電熱膜最早從美國和韓國引進(jìn)，在北京、天津、河北、遼寧、黑龍江等地的吊頂采暖工程中使用。雖然由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)差(非節(jié)能墻)和鋪設(shè)功率低(缺乏經(jīng)驗(yàn))導(dǎo)致應(yīng)用失敗，但對(duì)國內(nèi)建筑采暖領(lǐng)域?qū)﹄姛崮げ膳恼J(rèn)識(shí)起到了積極的指導(dǎo)作用。

一、電熱膜的分類

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前市場(chǎng)上有十幾種叫電熱膜的產(chǎn)品，有20多種電熱膜產(chǎn)品是以其他名稱命名的電熱膜結(jié)構(gòu)。根據(jù)電熱膜加熱材料的分類，電熱膜可分為四種類型，如油墨型、碳纖維型、金屬絲(片)型和導(dǎo)電高分子材料型(以下簡稱四分法)。在《低溫輻射電熱膜》草案中，電熱膜分為金屬基和非金屬基(以下簡稱二分法)，非金屬基電熱膜又細(xì)分為碳纖維、碳基油墨和聚合物三種類型。電熱膜二分法和四分法沒有本質(zhì)區(qū)別，只是二分法以非金屬基電熱膜為一級(jí)，除金屬基電熱膜以外的其他三種電熱膜為其二級(jí)，即二級(jí)。雖然在邏輯關(guān)系上沒有錯(cuò)誤，但是二分法強(qiáng)調(diào)金屬材料，弱化了其他材料的地位，包括電熱材料在內(nèi)的新材料技術(shù)進(jìn)步非?？?。未來，非金屬基電熱膜的二級(jí)類型將不斷增加，但金屬基電熱膜不太可能長期重新分類，這將導(dǎo)致兩類電熱膜的成員嚴(yán)重失衡，即非金屬基電熱膜家族龐大，甚至達(dá)到三、四級(jí)，而金屬基電熱膜仍然只有一個(gè)成員。而且二分法是指根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《紅外輻射加熱器實(shí)驗(yàn)方法》(GB/T7287-2008)中的輻射矩陣對(duì)紅外輻射加熱器進(jìn)行分類，紅外輻射加熱器本身的分類是有爭議的。比如非金屬基紅外加熱器中的“半導(dǎo)體加熱器”顯然包括“陶瓷、搪瓷、高硅、鋯英砂加熱器”等。，并被列入非金屬基類除了上述二分法和四分法外，絕大多數(shù)電熱膜生產(chǎn)廠家都是從不同的角度給產(chǎn)品命名，有的用絕緣材料來定義電熱膜，如聚酰亞胺電熱膜、硅酮(橡膠)電熱膜、云母電熱膜、PET電熱膜等；有些是由電熱膜的功率密度來定義的，如低溫、中溫、高溫電熱膜；有的通過強(qiáng)調(diào)輻射熱的概念來定義電熱膜，如輻射電熱膜、遠(yuǎn)紅外電熱膜；有的強(qiáng)調(diào)發(fā)熱體的粒徑，如:納米電熱膜，碳納米電熱膜；比如“生態(tài)電熱膜”和“電熱地膜”，從電熱膜的環(huán)保特性和地暖的應(yīng)用方式來定義電熱膜。近兩年，在上海、四川、重慶、武漢等地，比較響的“硅晶、碳晶電熱膜”和最近出現(xiàn)的“高(超)碳晶電熱膜”等。，根據(jù)筆者的調(diào)查和與相關(guān)廠家的溝通，可以得出這種電熱膜是碳纖維電熱膜，如果細(xì)分為不同的類型，則在定語的末尾應(yīng)加上“碳纖維電熱膜”。碳晶這個(gè)名字不科學(xué)。筆者認(rèn)為以發(fā)熱材料為主體的電熱膜分類命名更為科學(xué)，因?yàn)榘l(fā)熱材料決定了電熱膜的特性。有一定理工科知識(shí)的人和其他非專業(yè)人士更容易從根本上了解和理解不同類型電熱膜的基本特性，避免廠家試圖通過模糊的概念達(dá)到自己的目的。當(dāng)然，就像電熱膜的定義一樣，在《低溫輻射電熱膜》標(biāo)準(zhǔn)獲批后，廠商自然會(huì)按照標(biāo)準(zhǔn)中電熱膜的分類來命名自己的產(chǎn)品，那么電熱膜分類的混亂就會(huì)得到一定程度的抑制。本文分別介紹了“金屬基、碳基油墨、碳纖維、聚合物”四種電熱膜加熱材料及其生產(chǎn)加工工藝，以及相應(yīng)電熱膜的基本性能特點(diǎn)。

1、碳基油墨型電熱膜

發(fā)熱材料有石墨、金屬粉末、金屬氧化物。碳基印刷油墨電熱膜的生產(chǎn)工藝是將上述發(fā)熱材料和其他填料制成墨狀糊狀，通過絲網(wǎng)印刷工藝預(yù)先定量印刷在與金屬載流條(作為電極)粘合的聚酯薄膜上，然后涂上聚酯薄膜形成絕緣結(jié)構(gòu)，因此也稱為印刷油墨電熱膜。這種電熱膜的功率控制主要通過漿料成分、墨條厚度和間距來實(shí)現(xiàn)。碳基油墨電熱膜的技術(shù)核心是漿料的生產(chǎn)加工技術(shù)。其特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單，原材料成本相對(duì)較低，國產(chǎn)化程度較大。目前國內(nèi)碳基油墨膏生產(chǎn)廠家很多，碳基印刷油墨電熱膜生產(chǎn)廠家十幾家，生產(chǎn)加工技術(shù)已經(jīng)趕上并超過國外同行。國外品牌主要是美國和韓國，但大多不具備地暖施工的技術(shù)指導(dǎo)能力。國內(nèi)甚至有企業(yè)在不知道什么是漏電流，不知道電熱膜漏電流的機(jī)理的情況下，就敢用它來做電地暖。

2.金屬基電熱膜

加熱材料為純金屬或金屬合金材料。金屬基電熱膜的生產(chǎn)工藝是先將發(fā)熱元件金屬或金屬合金材料制成金屬箔，粘接在聚酯薄膜上制成電阻電路，然后涂上聚酯薄膜形成絕緣結(jié)構(gòu)。常用的金屬電熱材料有銅、鎳、銅鎳、鐵鉻鋁等。不同的金屬和金屬合金材料具有不同的電阻率，即導(dǎo)電特性，因此可以根據(jù)不同的單位面積工作電壓和功率要求，選擇不同的金屬加熱材料，設(shè)計(jì)不同的電阻電路。不同的金屬材料也會(huì)直接影響加熱器的性能(如抗氧化性)和成本。

二、金屬電熱膜與油墨電熱膜的比較

1.發(fā)熱體老化的比較

金屬只有氧化問題，沒有老化問題。ILO陸毅電熱膜的金屬加熱器復(fù)合在阻燃膜中間，處于真空狀態(tài)，金屬加熱器在運(yùn)行過程中不會(huì)氧化。ILO陸毅電熱膜采用阻燃聚酯薄膜，耐老化50年，阻燃氧指數(shù)> 34%。所以正常運(yùn)行可以達(dá)到50年。

聚合物油墨中加入碳基導(dǎo)電成分。碳基顆粒長時(shí)間受熱容易聚集、分解、開裂。發(fā)熱元件容易老化，電阻不穩(wěn)定或無法恢復(fù)，影響使用壽命和安全性。

2.自限溫度特性比較(PTC特性)

金屬本身具有自限溫特性，即溫度升高，電阻增大，功率本身降低，溫升受限。ILO陸毅牌電熱膜在原有金屬特性的基礎(chǔ)上增加了正溫度系數(shù)高的金屬離子，大大提高了自限溫特性。這一特點(diǎn)也體現(xiàn)在金屬電熱膜在常溫下溫升比油墨導(dǎo)熱電熱膜快，達(dá)到常溫后功率下降。

油墨導(dǎo)熱體本身沒有自限性溫度特性(加熱器電阻增大后必須恢復(fù)初始值)。如果加入化學(xué)合成的聚合物自限溫材料，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得良好的效果。然而，長時(shí)間運(yùn)行后，油墨老化，自限溫度特性降低，導(dǎo)致產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。

3.抗電磁特性比較

金屬電熱膜采用兩根導(dǎo)線平行纏繞的布線方式，使相鄰兩根導(dǎo)線通過反向電流，相互抵消兩根導(dǎo)線之間的電磁輻射，從而大大降低或消除電磁輻射強(qiáng)度。

墨電熱膜引線為并聯(lián)方式，電流方向相同，電磁輻射較大。

4.載流帶與發(fā)熱元件電接觸性能的比較

ILO陸毅金屬電熱膜導(dǎo)電加熱器與載流條為同一種金屬，接觸電阻小，電氣性能好，無發(fā)熱和火花現(xiàn)象，長時(shí)間運(yùn)行無質(zhì)量問題。

墨水電熱膜使用添加到聚合物墨水中的碳基導(dǎo)電成分制成發(fā)熱體，與金屬載流條接觸時(shí)電阻非常高，導(dǎo)致電器連接性能差，接觸點(diǎn)發(fā)熱，長時(shí)間工作時(shí)出現(xiàn)電火花現(xiàn)象，存在安全隱患。

5.生產(chǎn)流程比較

金屬電熱膜利用等電位原理形成矩陣網(wǎng)絡(luò)布線方式，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，技術(shù)水平高，可根據(jù)客戶要求的技術(shù)指標(biāo)制造，受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

油墨電熱膜是一種生產(chǎn)工藝簡單的傳統(tǒng)漿料加工技術(shù)，目前僅用于建筑采暖領(lǐng)域。

6.產(chǎn)品升級(jí)比較

隨著科技進(jìn)步的步伐越來越快，新產(chǎn)品和新工藝層出不窮，經(jīng)銷商和用戶都將從日常生活中受益。

ILO陸毅金屬電熱膜從法國進(jìn)口，可為商業(yè)、工業(yè)、機(jī)構(gòu)和科學(xué)行業(yè)的任何應(yīng)用提供最廣泛的輻射加熱解決方案。其產(chǎn)品已在汽車、鐵路、醫(yī)療和建筑行業(yè)得到廣泛認(rèn)可。截至目前，已為龐巴迪、阿爾斯通、博樂、大西洋、阿爾及爾、卡萊爾、PILOTE等全球多家知名企業(yè)提供服務(wù)。

油墨電熱膜的生產(chǎn)工藝或產(chǎn)品是“進(jìn)口產(chǎn)品”，由于受熱材料的限制，發(fā)熱量會(huì)逐年下降。

7.環(huán)境保護(hù)特性比較

金屬電熱膜發(fā)熱元件為金屬，無有害氣體排放。

油墨電熱膜采用高分子材料，生產(chǎn)過程中配有化學(xué)溶劑，加熱時(shí)會(huì)釋放一些不良?xì)怏w。