石墨烯多极曲力叠加导电极片、集尘电场模块及制作工艺

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种石墨烯多极曲力叠加导电极片、集尘电场模块及制作工艺。

背景技术

伴随着经济的高速发展，人类生存环境越来越恶化，空气中三大污染物严重影响人类健康，特别是当前新冠病毒，流感病毒对人类健康的严重侵害。因此，解决室内人居环境污染迫在眉睫，目前的静电除尘技术大多采用金属结构，其存在的缺陷有：净化效率低、臭氧严重超标、运行中还伴随着打火、拉弧现象、且安全可靠性很低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石墨烯多极曲力叠加导电极片、集尘电场模块及制作工艺，旨在解决静电除尘过程中的净化效率低、臭氧严重超标等问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的一种石墨烯多极曲力叠加导电极片，包括基体、设于该基体单侧或两侧上的导电层及覆盖于该导电层上的覆膜层，基体内设有与导电层平行且贯穿基体的气流通道，气流通道为多个，沿基体延伸方向呈矩阵式布置。

进一步，基体为阻燃性非金属材料制成，阻燃性非金属材料为PP、PE、PC、PT、玻璃或陶瓷中的一种或多种组合。

进一步，导电层的面积不大于所述基体的面积；基体的厚度为0.8～5.0mm，宽度5～100mm；导电层的宽度为0.5～100mm，厚度为0.1～0.0015mm；覆膜层的厚度为0.005～0.35mm。

进一步，导电层为多层石墨烯导电油墨或多层石墨烯导电导磁油墨，其阻值为0.0001～100兆，且导电层喷涂或印刷于基体上。

进一步，导电层由一条以上的直线或一条以上的波浪线中的一种或多种组合而成的线形结构整体。

本发明还提供一种基于上述的石墨烯多极曲力叠加导电极片的集尘电场模块，包括下外框以及设于下外框内的所述的导电极片、下零导线和下高压导线，导电极片为多个，呈紧密的正反极重复叠加布置，且相邻两个导电极片分别与下零导线和下高压导线导通。

优选的，下外框外设有与下零导线导通的下零线触点、与下高压导线导通的下高压触点。

本发明还提供一种制作上述的集尘电场模块的工艺，其特征在于，包括如下步骤：先将多个导电极片采用正反极重复叠加在一起，再通过熔断加工成具有多孔且紧密的芯体，并使芯体中的正极的导电极片连接有下高压导线、负极的导电极片连接有下零导线，最后将芯体、下高压导线、下零导线封装于下外框内，并使下外框外的下零线触点与下零导线连通、下高压触点与下高压导线连通。

本发明还提供一种应用有上述集尘电场模块的微静电集成装置，还包括设置在集尘电场模块一侧并与之对流的电离电场模块，电离电场模块包括上外框及设于该上外框内的电荷发生针和电离板，电荷发生针为多个，呈矩阵式分布；电离板上设有与多个电荷发生针分别一一对应的通孔。

优选的，上外框外设有与电离板导通的上零线触点、与电荷发生针导通的上高压触点。

本发明的有益效果：

1、本发明通过对导电极片的导电层采用超高导体的石墨烯，其电阻性低，导电率高，当其应用于静电电极装置上可提供较强的电晕场，只需较低电压即可吸附较多尘颗粒，有利于提高静电装置的集尘容量和集尘效率。

2、本发明通过对导电极片的导电层表面由膜覆盖，其能防止导电层受潮，也可防止酸碱性物，油物等渗入，从而可提高极片材料的使用寿命，安全性也大幅提高了。

3、本发明通过对导电极片的导电层进行覆膜保护后，并由此制成的集尘电场模块只留有气流通道，而导电层则被封闭于覆膜层和基体之间，使得其集尘电场模块整体可反复清洗使用，能够达到降低成本的目的。

4、本发明采用了高分子聚合物为导电极片的基材，避免了金属板作为集尘材料带来的不足，彻底解决了噪音，打火，拉弧以及臭氧超标等问题，具有安全、可靠且环保等优点。

5、本发明通过对导电极片的导电层设置有波浪线形，能够使得其形成的电晕场具有多极曲力叠加效果，大大提升了基体的气流通道内对尘颗粒的静电吸附。

总的说来，本发明具有空气净化效率高，特别是对可吸入肺的悬浮颗粒[PM0.3以下]净化效果更好，且臭氧发生量远低于国际标准，并彻底根除了打火、拉弧现象，使之最适合于要求低风阻环境的高效净化场所，如宾馆、酒店、医院等中央空调终端回风口的高效净化。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的导电极片的立体结构示意图。

图2为本发明的集尘电场模块的立体结构示意图。

图3为图2中的I部放大示意图。

图4为图2中的多个导电极片组装前的分解示意图。

图5为本发明的微静电集成装置的立体结构示意图。

附图标记：集尘电场模块100；导电极片10、零导线11、高压导线12、下外框13、下零线触点14、下高压触点15、芯体16；基体1、导电层2、覆膜层3、气流通道4；电离电场模块200；电荷发生针20、电离板21、通孔22、上外框23、上零线触点24、上高压触点25。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

请参阅图1所示，本实施例中提及的石墨烯多极曲力叠加导电极片，包括基体1、设于该基体1上的导电层2及覆盖于该导电层2上的覆膜层3，即基体1、导电层2、覆膜层3重复叠加设置为一体式结构。当然在不同的实施例中，这种在基体单侧上设置导电层和覆膜层的结构并不是唯一的，也可在基体两侧上均可以设置，使之导电后产生的电晕场更强，其静电吸附能力更好。而基体1内设有与导电层2平行且贯穿基体1的气流通道4，该气流通道4为多个，沿基体1延伸方向呈矩阵式布置。采用上述方案，本发明的导电极片通过对其导电层表面由膜覆盖，其能防止导电层受潮，也可防止酸碱性物，油物等渗入，从而可提高导电极片材料的使用寿命，安全性也大幅提高了。

请参阅图4所示，多个导电极片10呈紧密的正反极重复叠加布置，即将多个导电极片10采用正反极重复叠加在一起，再通过熔断加工成具有多孔且紧密的芯体16，而相邻两个导电极片10则分别用于导通零线和高压线。这样，由此制成的集尘电场模块只留有气流通道，而每个导电极片的导电层均则被封闭于覆膜层和基体之间，使得芯体只有基体及其气流通道暴露在于，可反复清洗使用，能够达到降低成本的目的。

再结合图2、3所示，由导电极片制成的芯体被用于制作成集尘电场模块，该集尘电场模块还包括有下外框13以及设于下外框13内的芯体16、下零导线11和下高压导线12，其芯体16即为由多个导电极片10呈紧密的正反极重复叠加制作而成，且相邻两个导电极片10分别与下零导线11和下高压导线12导通。其制作工艺为：先将多个导电极片10采用正反极重复叠加在一起，再通过熔断加工成具有多孔且紧密的芯体16，并使芯体16中的正极的导电极片10连接有下高压导线12、负极的导电极片10连接有下零导线11，即其中第一层的导电极片上施加高电位电压，接着的第二层的导电极片施加零电位电压，后续层依次重复叠加，这样，第一层的导电极片和第二层的导电极片之间就形成有矩阵式气流通道4，第一层的导电极片和第二层的导电极片的导电层全部位于覆膜层和基材之间。

最后将芯体16、下高压导线12、下零导线11封装于下外框13内。这样形成的集尘电场模块为一整体结构，且可被反复清洗使用。

在本实施例中的下外框13外设有与下零导线11导通的下零线触点14、与下高压导线12导通的下高压触点15，通过具有触点式接触的下零线触点14与下零导线11连通、下高压触点15与下高压导线12连通，可方便安装使用。

在本实施例中的基体1为阻燃性非金属材料制成，该阻燃性非金属材料为PP、PE、PC、PT、玻璃或陶瓷中的一种或多种组合。通过高分子聚合物作为导电极片的基材，避免了金属板作为集尘材料带来的不足，彻底解决了噪音，打火，拉弧以及臭氧超标等问题，具有安全、可靠且环保等优点。

在本实施例中的导电层2的面积不大于基体1的面积；基体1的厚度为0.8～5.0mm，宽度5～100mm；导电层2的宽度为0.5～100mm，厚度为0.1～0.0015mm；覆膜层的厚度为0.005～0.35mm。覆膜层采用PP或OPP热覆膜。

在本实施例中的导电层2为多层石墨烯导电油墨，其阻值为0.0001～100兆，且导电层2通过喷涂或印刷形式附着于基体1上，该多层石墨烯导电油墨组分包括有多层结构的石墨烯，水，研磨介质，导电粒子，树脶粘接剂和第一助剂，该第一助剂包括乙醇和水。当然在不同的实施例中，其导电层还可以采用多层石墨烯导电导磁油墨，即其组分中还加有电导磁材料，更能对带电尘颗粒进行吸附。导电层采用超高导体的石墨烯，其电阻性低，导电率高，当其应用于静电电极装置上可提供较强的电晕场，只需较低电压即可吸附较多尘颗粒，有利于提高静电装置的集尘容量和集尘效率。

在本实施例中的导电层2由一条以上的直线或一条以上的波浪线中的一种或多种组合而成的线形结构整体。本例中给出了由一条直线和一条波浪线的组成结构。通过设置有波浪线形结构的导电层，能够使得其形成的电晕场具有多极曲力叠加效果，大大提升了基体的气流通道内对尘颗粒的静电吸附。

请参阅图5所示，本实施例提及的微静电集成装置，包括设置在集尘电场模块100一侧并与之形成空气对流的电离电场模块200，该电离电场模块200包括上外框23及设于该上外框23内的电荷发生针20和电离板21，电荷发生针20为多个，呈矩阵式分布；电离板21上设有与多个电荷发生针20分别一一对应的通孔22，电荷发生针采用极针对空间放电形式，间距20～100mm，使得由电荷发生针对空产生的电荷来对空气中的尘颗粒发电，并使之带电，而放出的电荷则可通过电离板向外导出，形成电流回路。这样，采用阻燃高分子聚合物石墨烯多极导电极片，并经特殊工艺制备的双电场；集尘电场模块和电离电场模块组成的高效石墨烯多极曲力叠加微静电集成装置，其工作原理是对空气中尘颗粒污染物通过电离电场模块被迅速电离后，其带电尘颗粒物进入集尘电场模块而被迅速吸附在芯体的各个导电极片的气流通道的内壁上，达成空气中尘颗粒污染物高效净化之目标。

在本实施例中的上外框23外设有与电离板21导通的上零线触点24、与电荷发生针20导通的上高压触点25，即通过具有触点式接触的上零线触点24与电离板21连通、上高压触点25与电荷发生针20连通，可方便安装使用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。