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1、10申请公布号CN102307403A43申请公布日20120104CN102307403ACN102307403A21申请号201110258704522申请日20110902H05B3/36200601H05B3/10200601D03D15/00200601D03D13/0020060171申请人西安盖沃热能科技有限公司地址710018陕西省西安市未央区凤城一路岗家寨商业街3排2号72发明人计晓荣宋义虎强弱强鸿儒74专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人罗笛54发明名称PTC高分子导电纤维自限温电热膜及其制备方法57摘要本发明的PTC高分子导电纤维自限温电热膜,包括第一绝缘层、第。
2、二绝缘层以及高分子PTC导电编织层,高分子PTC导电编织层包括编织底层、多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维以及两个载流条;炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的原料组成包括聚乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、炭黑、以及碳纤维等。该电热膜具有电热功能稳定,阻燃性能好的优点。本发明的制备方法包括以下步骤制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维,制备高分子PTC导电编织层,将第一绝缘层、第二绝缘层以及高分子PTC导电编织层压延成型。本发明方法工艺流程简单,成本低,容易实现。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图1页CN102307410A1/2页21一种P。
3、TC高分子导电纤维自限温电热膜,其特征在于,包括第一绝缘层1和第二绝缘层2,在所述第一绝缘层1和第二绝缘层2之间设置有高分子PTC导电编织层3;其中,所述高分子PTC导电编织层3包括由纱线经纬编织而成的编织底层4,所述编织底层4上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5,所述编织底层4上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条6;所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物150重量份、炭黑1050重量份、碳纤维111重量份、纳米碳酸钙2050重量份、硬脂酸钙15重量份、硬脂酸镁15重量份、过氧化二异丙苯00010010重。
4、量份、乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷0120重量份、十二烷基苯磺酸0120重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺110重量份。2按照权利要求1所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜,其特征在于,所述第一绝缘层1和第二绝缘层2均为高密度聚乙烯膜、低密度聚乙烯膜、线形低密度聚乙烯膜、或中密度聚乙烯膜。3按照权利要求1所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜,其特征在于,所述编织底层4为780支、16股涤纶纱线编织而成,且涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米1624根;所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的直径均为005MM1MM,且相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的间隔为1MM20MM;所述两个载流条6。
5、均由1525根相互平行的、直径为005MM01MM的铜丝构成,相邻两个铜丝的间隔为01MM05MM。4按照权利要求3所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜膜,其特征在于,所述铜丝的材质选用无氧铜、镀锌铜、镀锡铜或镀银铜。5按照权利要求1、2、3或4所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜,其特征在于,该电热膜的宽度为50MM1000MM、且厚度为015MM2MM,其中,所述第一绝缘层1和第二绝缘层2的宽度均为50MM1000MM、且厚度均为005MM05MM。6一种PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤步骤1、制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5称取炭黑1050重量份。
6、、碳纤维111重量份、纳米碳酸钙2050重量份、硬脂酸钙15重量份、硬脂酸镁15重量份、过氧化二异丙苯00010010重量份、乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷0120重量份、十二烷基苯磺酸0120重量份、以及水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺110重量份,置于高速搅拌机中高速搅拌20MIN25MIN,得炭黑组合物;另称取聚乙烯树脂100重量份、以及乙烯醋酸乙烯酯共聚物150重量份备用;采用挤出机进行熔融并挤出纺丝,其中,挤出机的一个进料口输送炭黑组合物,另一进料口输送聚乙烯树脂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物,纺丝速度为100M/MIN1000M/MIN,室温下水冷后,收卷,即得炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5;步骤。
7、2、制备高分子PTC导电编织层3采用织布机将纱线经纬编织成编织底层4,编织过程中,沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5,并沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条权利要求书CN102307403ACN102307410A2/2页36;步骤3、压延成型采用三辊压延机将第一绝缘层1和第二绝缘层2、以及放置在该第一绝缘层1和第二绝缘层2之间的高分子PTC导电编织层3,在130150温度下压延复合,水冷,收卷,即得PTC高分子导电纤维自限温电热膜。7按照权利要求6所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法,其特征在于,所述第一绝缘层1和第二绝缘层2均为高密度聚乙烯膜、低密度。
8、聚乙烯膜、线形低密度聚乙烯膜、或中密度聚乙烯膜。8按照权利要求6所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法,其特征在于,所述编织底层4为780支、16股涤纶纱线编织而成,且涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米1624根;所述炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的直径均为005MM1MM,且相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的间隔为1MM20MM;所述两个载流条6均由1525根相互平行的、直径为005MM01MM的铜丝构成,相邻两个铜丝的间隔为01MM05MM。9按照权利要求8所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法,其特征在于,所述铜丝的材质选用无氧铜、镀锌铜、镀锡铜或镀银铜。1。
9、0按照权利要求6、7、8或9所述PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法,其特征在于,该电热膜的宽度为50MM1000MM、且厚度为015MM2MM,其中,所述第一绝缘层1和第二绝缘层2的宽度均为50MM1000MM、且厚度均为005MM05MM。权利要求书CN102307403ACN102307410A1/8页4PTC高分子导电纤维自限温电热膜及其制备方法技术领域0001本发明属于电热材料制备技术领域,具体涉及一种PTC高分子导电纤维自限温电热膜及其制备方法。背景技术0002面状电热采暖产品主要由半导体发热体、载流条、绝缘材料构成。低温辐射电热膜的主流产品是由夹在绝缘聚酯PET薄膜间的并联。
10、的导电油墨载流条、银粉涂料汇流条制成,电热膜经导线连通电源,将电能转化为热能。美国CALORIQUE电热膜含两层绝缘聚酯膜,中间墨线为导电油墨,厚约02MM03MM。中国专利申请号991113314公开号为CN1255037,公开日为20000531公开了一种“低温辐射电热膜”,中国专利申请号2006100102138公开号为CN1874619,公开日为20061206公开了一种“电热地膜”,中国专利申请号921065558公开号为CN1080109,公开日为19931229公开了“一种复合电热膜”,中国专利申请号911126708公开号为CN1074074,公开日为19930707公开了“一。
11、种新型电发热膜”。低温辐射电热膜多采用丝网印刷法将导电油墨通过网版转印到承印物上。中国专利申请号031109365公开号为CN1440219,公开日为20030903公开了“一种电热膜制造方法”,采用凹版印刷技术将导电油墨印刷在PET基膜上形成平行排列的导电条,导电条两端由油墨连接并复合汇流条,电热膜上覆盖另一基膜。中国专利申请号2007100360257公开号为CN101148939,公开日为20080326公开了“一种电热地板”,采用丝网印制技术在基板上印刷涂料电热膜层,电热膜上层设有绝缘层,可在36220V电压下长期安全使用。中国专利申请号2010105622008公开号为CN10208。
12、3246A,公开日为20110601公开了“一种远红外电热膜”,导电银浆条、导电碳浆条呈正交排列,置于两层绝缘薄膜中间,电热转换率达98,发热温度不超过80。中国专利申请号03146405X公开号为CN1571588,公开日为20050126公开了“单向热辐射电热膜”,采用定向反射功能膜使热能仅向单面辐射。中国专利申请号200910010841X公开号为CN101534582,公开日为20050126公开了“远红外电热膜毯”,含油墨碳素电热膜、皮革层、保护层、保温层、防水层、传感器等。中国专利申请号2011100620602公开号为CN102128467A,公开日为20110720、20111。
13、00606291公开号为CN102131317A,公开日为20110720分别公开了“电热地膜采暖装置”、“防漏电与防电磁辐射电热地膜及其制作方法”,聚酯薄膜上均匀印刷油墨导电条,外面两侧依次铺设导电铝箔带、PE封套、PVC保护封套。0003其它制作低温辐射电热膜的技术包含喷涂法、涂胶法、浸渍法、压印法等。中国专利申请号011282975公开号为CN1413064,公开日为20030423“一种纳米电热膜的制造方法和用纳米电热膜制成的散热板”、中国专利申请号2009101068602公开号为CN101541110,公开日为20090923“纳米电热膜材料及纳米电热器件的制作方法”,均在基板上喷。
14、涂导电涂料形成电热膜。中国专利申请号2007100479834公开号为CN101431837,公开日为20090513“一种远红外柔性电热材料及其制作方法和应用”、中国专利申请号901063916公开号为CN1060325,公开日为19920415“节能型电热膜融说明书CN102307403ACN102307410A2/8页5雪器和制法及用途”,均将导电涂料涂附基膜聚酯膜、胶布等上,干燥后加装并联电极、电源线。中国专利申请号991172795公开号为CN1258186,公开日为20000628“一种柔性电热膜发热体的制造方法”、中国专利申请号200810118187X公开号为CN1013460。
15、17,公开日为20090114“高分子电热膜及其应用”,则在柔性高分子基膜表面预设电极,再将导电涂料均匀涂覆在基材表面形成电热膜,其上固定绝缘保护层。中国专利申请号891077510公开号为CN1051059,公开日为19910501公开了“一种透明半导体电热薄膜”,以SBCL3、CDCL2掺杂SNO2半导体层,以二甘醇丁醚醋酸酯、聚异丁烯、环己酮为粘结剂,以无水乙醇为主要溶剂,采用浸涂和烘干工艺在衬底材料上形成半导体薄膜型电热膜。中国专利申请号2008100365912公开号为CN101568201,公开日为20091028公开了“双导发热体”,其电热片包括绝缘基板聚酯薄膜或爽木胶木板、两个。
16、压印在绝缘基板表面上的低温辐照电热膜导电油墨、碳晶片或碳素纤维,两电热膜间隔错开、电极彼此对齐,可有效地消除电磁波。0004碳素面状发热板为另一种主流低温辐射电热膜。韩国HALLA株式会社睿坚HEATING地暖系统的发热主体系纳米碳素与无纺布嵌入式面状发热体,共11层总厚度07MM,具有智能控温功能,自身温度不超过60。中国专利申请号2011100590861公开号为CN102123529A,公开日为20110713“一种新型碳纤维复合电热膜及其制备方法”、中国专利申请号001215833公开号为CN1338885,公开日为20020306“低温辐射碳纤维电热膜及其制备方法”所披露的电热膜含导。
17、电碳纤维网状编织层、两端金属电极、被绝缘导热塑料膜。中国专利申请号2007100063886公开号为CN101237723,公开日为20080806公开了“电热膜用组成物及以其所制得的电热膜与电热装置”,将导电涂料涂布于网络状纤维材料如碳纤维纸、金属纤维纸、镀金属纤维纸上,热固化得到101200欧母电阻值的电热膜。中国专利申请号2003101078518公开号为CN1606384,公开日为20050413公开了“耐折迭聚四氟乙烯电热膜及其制备方法”,将导电聚四氟乙烯树脂分散液混合、造粒、干燥,加入助挤剂,用推压机成型为圆条状,用压延机压制为纤维状膜,除助挤剂后烧结为柔软强韧的纤维状电热膜。00。
18、05具有电阻正温度系数POSITIVETEMPERATURECOEFFICIENT,PTC效应的无机或有机材料可用于制作自控温型智能电热膜,PTC功能可防止局部异常过热,自动控制电流随温度的变化,有效控制耗电量。已商业化产品如韩国DYMSCO大熙PTC远红外线电热膜、山东恒远电热材料科技有限公司PTC电热膜,系半透明聚酯薄膜与导电油墨低温粘合而制成。浙江华源电热有限公司赛沃智能地暖系统包含12MM厚、34CM宽的填充聚乙烯PE型PTC半导体元件,利用热敏电阻特性实现电热膜的主动温控。中国专利申请号901027529公开号为CN1056393,公开日为19911120公开了“具有挠性及恒温特性的。
19、复合型导电高分子电发热体”,采用含1560导电填充剂的复合型可固化高分子材料作电阻层,两面覆盖绝缘层,发热体表面或内部加骨架层。中国专利申请号038140705公开号为CN1663002,公开日为20050831、2005101345683公开号为CN1790557,公开日为20060621、2009100034134公开号为CN101521963,公开日为20090902公开了“柔性PTC发热体及其制造方法”,基材表面设有凹凸状树脂发泡体或橡胶材料,采用印刷技术在柔性基材上形成PTC电阻、电极。中国专利申请号2005100454217公开号为CN1791308,公开日为20060621公开了。
20、“加热膜制造方法及其有关的发热体”,利用绝缘层上面的水说明书CN102307403ACN102307410A3/8页6溶性用金属处理的电阻墨水或者利用辅助模具,镀金或者真空镀膜成电极线条后,未形成电极层的上面用PTC油墨印刷成特定形状或者未形成电极线条的上面镀层薄膜。0006传统面状发热膜的制作工艺是在绝缘基材表面进行涂覆和丝网印刷。由于导电膜层与基材热膨胀系数不同,反复加热冷却后导电膜层与基材间易形成气泡,导致导电膜层脱落;同时,反复加热冷却导致导电膜层易产生微小裂纹,使得电阻值在使用过程中逐渐增加,电热功率衰减比较明显。另外,传统面状发热膜的泄露电流较大,不易通过现有漏电保护装置,存在安全。
21、隐患。发明内容0007本发明的目的是提供了一种PTC高分子导电纤维自限温电热膜,具有电热功能稳定,绝缘性能好的优点,且不会形成明显电容效应,安全可靠。0008本发明的另一目的是提供该PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法。0009本发明所采用的技术方案是,一种PTC高分子导电纤维自限温电热膜,包括第一绝缘层和第二绝缘层,在第一绝缘层和第二绝缘层之间设置有高分子PTC导电编织层;0010其中,高分子PTC导电编织层包括由纱线经纬编织而成的编织底层,编织底层上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维,编织底层上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条;0011炭黑填充型聚乙烯。
22、基PTC导电纤维的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物150重量份、炭黑1050重量份、碳纤维111重量份、纳米碳酸钙2050重量份、硬脂酸钙15重量份、硬脂酸镁15重量份、过氧化二异丙苯00010010重量份、乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷0120重量份、十二烷基苯磺酸0120重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺110重量份。0012第一绝缘层和第二绝缘层均为高密度聚乙烯膜、低密度聚乙烯膜、线形低密度聚乙烯膜、或中密度聚乙烯膜。0013编织底层为780支、16股涤纶纱线编织而成,且涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米1624根;炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的直径均为005MM1。
23、MM,且相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的间隔为1MM20MM;两个载流条均由1525根相互平行的、直径为005MM01MM的铜丝构成,相邻两个铜丝的间隔为01MM05MM。0014铜丝的材质选用无氧铜、镀锌铜、镀锡铜或镀银铜。0015该电热膜的宽度为50MM1000MM、且厚度为015MM2MM,其中,第一绝缘层和第二绝缘层的宽度均为50MM1000MM、且厚度均为005MM05MM。0016本发明所采用的另一技术方案是,一种PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法,包括以下步骤0017步骤1、制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维0018称取炭黑1050重量份、碳纤维111重量份、。
24、纳米碳酸钙2050重量份、硬脂酸钙15重量份、硬脂酸镁15重量份、过氧化二异丙苯00010010重量份、乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷0120重量份、十二烷基苯磺酸0120重量份、以及水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺110重量份,置于高速搅拌机中高速搅拌20MIN25MIN,说明书CN102307403ACN102307410A4/8页7得炭黑组合物;0019另称取聚乙烯树脂100重量份、以及乙烯醋酸乙烯酯共聚物150重量份备用;0020采用挤出机进行熔融并挤出纺丝,其中,挤出机的一个进料口输送炭黑组合物,另一进料口输送聚乙烯树脂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物,纺丝速度为100M/MIN1000M/MIN,室温下。
25、水冷后,收卷,即得炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维;0021步骤2、制备高分子PTC导电编织层0022采用织布机将纱线经纬编织成编织底层,编织过程中,沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维,并沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条;0023步骤3、压延成型0024采用三辊压延机将第一绝缘层和第二绝缘层、以及放置在该第一绝缘层和第二绝缘层之间的高分子PTC导电编织层,在130150温度下压延复合,水冷,收卷,即得PTC高分子导电纤维自限温电热膜。0025第一绝缘层和第二绝缘层均为高密度聚乙烯膜、低密度聚乙烯膜、线形低密度聚乙烯膜、或中密度聚乙烯膜。0026编织底层为780支。
26、、16股涤纶纱线编织而成,且涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米1624根;炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的直径均为005MM1MM,且相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维的间隔为1MM20MM;两个载流条均由1525根相互平行的、直径为005MM01MM的铜丝构成,相邻两个铜丝的间隔为01MM05MM。0027铜丝的材质选用无氧铜、镀锌铜、镀锡铜或镀银铜。0028该电热膜的宽度为50MM1000MM、且厚度为015MM2MM,其中,第一绝缘层和第二绝缘层的宽度均为50MM1000MM、且厚度均为005MM05MM。0029本发明PTC高分子导电纤维自限温电热膜的有益效果是00301、本发。
27、明电热膜中的第一绝缘层、第二绝缘层以及高分子PTC导电编织层均为聚乙烯基体,因此热膨胀系数大致相当,界面黏结力强。在本发明电热膜的使用过程中,反复通电加热断电冷却后,各层间不易形成气泡,炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维不会在使用过程中产生微裂纹,不会导致导电膜层脱落与电热性能的恶化,从而提高了性能稳定性,延长了使用寿命。00312、第一绝缘层和第二绝缘层均为高密度聚乙烯膜、低密度聚乙烯膜、线形低密度聚乙烯膜、或中密度聚乙烯膜,因此绝缘性能好。00323、本发明电热膜泄露电流极小,与现有电热膜相比更加安全可靠。这是由于,高分子PTC导电编织层采用编织工艺,把炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维间隔、。
28、且均匀编织在编织底层上,使得炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维之间彼此独立,又由于导电纤维的直径很小,不会构成大型的面状电流场,在埋入地下后不会形成明显电容效应,因此泄露电流极小。00334、结构简单,易于实现连续化生产。0034本发明制备方法的有益效果是,工艺流程简单,成本低,容易实现。说明书CN102307403ACN102307410A5/8页8附图说明0035图1为本发明PTC高分子导电纤维自限温电热膜的结构示意图;0036图2为本发明中的高分子PTC导电编织层的结构示意图。0037其中,1第一绝缘层,2第二绝缘层,3高分子PTC导电编织层,4编织底层,5炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维。
29、,6载流条。具体实施方式0038如图1所示,本发明PTC高分子导电纤维自限温电热膜,包括第一绝缘层1和第二绝缘层2,在第一绝缘层1和第二绝缘层2之间设置有高分子PTC导电编织层3。0039如图2所示,高分子PTC导电编织层3包括由纱线经纬编织而成的编织底层4,编织底层4上沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5,编织底层4上沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条6。0040炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的原料组成包括聚乙烯树脂100重量份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物150重量份、炭黑1050重量份、碳纤维111重量份、纳米碳酸钙2050重量份、硬脂酸钙15重量份、硬脂酸镁1。
30、5重量份、过氧化二异丙苯00010010重量份、乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷0120重量份、十二烷基苯磺酸0120重量份、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺110重量份。聚乙烯树脂为高密度聚乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、线形低密度聚乙烯树脂、或中密度聚乙烯树脂。对乙烯醋酸乙烯酯共聚物无特殊要求,优选醋酸乙烯酯单元重量百分数为1028的乙烯醋酸乙烯酯共聚物。0041编织底层4为780支、16股涤纶纱线编织而成,且涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米1624根。炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的直径均为005MM1MM,且相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的间隔为1MM20MM。两个载流条6均由1525。
31、根相互平行的、直径为005MM01MM的铜丝构成,相邻两个铜丝的间隔为01MM05MM,铜丝的材质选用无氧铜、镀锌铜、镀锡铜或镀银铜。0042第一绝缘层1和第二绝缘层2均为高密度聚乙烯膜、低密度聚乙烯膜、线形低密度聚乙烯膜、或中密度聚乙烯膜。0043本发明电热膜的宽度为50MM1000MM、且厚度为015MM2MM,其中,第一绝缘层1和第二绝缘层2的宽度均为50MM1000MM、且厚度均为005MM05MM。0044本发明PTC高分子导电纤维自限温电热膜的制备方法,包括以下步骤0045步骤1、制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维50046称取炭黑1050重量份、碳纤维111重量份、纳米碳酸钙2。
32、050重量份、硬脂酸钙15重量份、硬脂酸镁15重量份、过氧化二异丙苯00010010重量份、乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷0120重量份、十二烷基苯磺酸0120重量份、以及水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺110重量份,置于高速搅拌机中高速搅拌20MIN25MIN,得炭黑组合物;0047另称取聚乙烯树脂100重量份、以及乙烯醋酸乙烯酯共聚物150重量份备用;0048采用挤出机进行熔融并挤出纺丝,其中,挤出机的一个进料口输送炭黑组合物,另说明书CN102307403ACN102307410A6/8页9一进料口输送聚乙烯和乙烯醋酸乙烯酯共聚物,纺丝速度为100M/MIN1000M/MIN,室温下水冷后,收卷,即。
33、得炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5;0049步骤2、制备高分子PTC导电编织层30050采用织布机将纱线经纬编织成编织底层4,编织过程中,沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5,并沿纬线方向间隔、且平行织入两个载流条6;0051步骤3、压延成型0052采用三辊压延机将第一绝缘层1和第二绝缘层2、以及放置在该第一绝缘层1和第二绝缘层2之间的高分子PTC导电编织层3,在130150温度下压延复合,水冷,收卷,即得PTC高分子导电纤维自限温电热膜。0053本发明制备方法先制备炭黑组合物,使炭黑、碳纤维、纳米碳酸钙、硬脂酸钙、硬脂酸镁、过氧化二异丙苯、乙烯基三2甲氧基乙氧基。
34、硅烷、十二烷基苯磺酸、水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺组分均匀混合;然后采用塑化能力强、具有两个可计量给料的加料口的往复式单螺杆挤出机制造炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5。在炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的原料组成中,本发明比例的碳纤维有利于提高电导率;硬脂酸钙、硬脂酸镁可提高纤维纺丝能力;乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷可提高炭黑分散能力;过氧化二异丙苯、乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷、十二烷基苯磺酸可赋予炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5在储存过程中依空气中的水汽而交联的能力,提高PTC高分子导电纤维自限温电热膜的长期电热稳定性;水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺可提高高分子PTC导电编织层3中载流条6的抗腐蚀。
35、能力,提高炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5与载流条6界面的长期粘结稳定性。0054第一绝缘层、第二绝缘层以及高分子PTC导电编织层复合工艺在聚乙烯的熔点以上进行,以使载流条6充分嵌入炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5内部,在载流条6与炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的正交点部分,不存在裸露的载流条6的铜丝,使接触良好,工作可靠。0055以下结合具体实施例进一步说明本发明。0056实施例10057步骤1、制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维50058称取炭黑10KG,碳纤维11KG,纳米碳酸钙20KG,硬脂酸钙1KG,硬脂酸镁5KG,过氧化二异丙苯0001KG,乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷01。
36、KG,十二烷基苯磺酸01KG以及水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺10KG,置于高速搅拌机中高速搅拌20MIN,得炭黑组合物;0059另称取低密度聚乙烯树脂100KG以及乙烯醋酸乙烯酯共聚物1KG备用;0060采用往复单螺杆挤出机进行熔融并挤出纺丝,其中,挤出机的一个进料口输送炭黑组合物,另一进料口输送低密度聚乙烯树脂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物,纺丝速度为1000M/MIN,室温下水冷后,收卷,即得直径为005MM的炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5;0061步骤2、制备高分子PTC导电编织层30062采用织布机将纱线经纬编织成厚度为005MM、宽度为450MM的编织底层4,编织过程中,沿经线方向间隔、且均。
37、匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5,并沿纬线方说明书CN102307403ACN102307410A7/8页10向间隔织入两个载流条6。其中,编织底层4为7支1股涤纶纱线编织而成,涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米16根,相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的间隔为1MM;两个载流条6均由15根相互平行的、直径为005MM的无氧铜丝构成,相邻两个铜丝的间隔为01MM。0063步骤3、压延成型0064采用三辊压延机将厚度为005MM、宽度为450MM的第一绝缘层1和第二绝缘层2、以及放置在该第一绝缘层1和第二绝缘层2之间的高分子PTC导电编织层3,在130温度下压延复合,水冷,收。
38、卷,即得厚度为015MM、宽度为450MM的PTC高分子导电纤维自限温电热膜。其中,第一绝缘层1和第二绝缘层2使用低密度聚乙烯绝缘膜。0065将该PTC高分子导电纤维自限温电热膜的两个载流条6引出导线接电源,测试得到,在220V电压、24环境温度下,该电热膜发热平衡时温度达到7075,电热功率为220KW/M2245KW/M2。0066实施例20067步骤1、制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维50068称取炭黑50KG,碳纤维1KG,纳米碳酸钙50KG,硬脂酸钙5KG,硬脂酸镁1KG,过氧化二异丙苯001KG,乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷2KG,十二烷基苯磺酸2KG以及水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺。
39、1KG,置于高速搅拌机中高速搅拌25MIN,得炭黑组合物;0069另称取高密度聚乙烯树脂100KG以及乙烯醋酸乙烯酯共聚物50KG备用;0070采用往复单螺杆挤出机进行熔融并挤出纺丝,其中,挤出机的一个进料口输送炭黑组合物,另一进料口输送高密度聚乙烯树脂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物,纺丝速度为100M/MIN,室温下水冷后,收卷,即得直径为10MM的炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5;0071步骤2、制备高分子PTC导电编织层30072采用织布机将纱线经纬编织成厚度为1MM、宽度为800MM的编织底层4,编织过程中,沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5,并沿纬线方向间隔织。
40、入两个载流条6。其中,编织底层4为80支6股涤纶纱线编织而成,涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米24根,相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的间隔为20MM;两个载流条6均由25根相互平行的、直径为01MM的镀锌铜丝构成,相邻两个镀锌铜丝的间隔为01MM。0073步骤3、压延成型0074采用三辊压延机将厚度为05MM、宽度为800MM的第一绝缘层1和第二绝缘层2、以及放置在该第一绝缘层1和第二绝缘层2之间的高分子PTC导电编织层3,在150温度下压延复合,水冷,收卷,即得厚度为2MM、宽度为800MM的PTC高分子导电纤维自限温电热膜。其中,第一绝缘层1和第二绝缘层2使用高密度聚乙烯膜。。
41、0075将该PTC高分子导电纤维自限温电热膜的两个载流条6引出导线接电源,测试得到,在220V电压、24环境温度下,该电热膜发热平衡时温度达到5865,电热功率为170KW/M2190KW/M2。0076实施例30077步骤1、制备炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维50078称取炭黑35KG,碳纤维6KG,纳米碳酸钙35KG,硬脂酸钙3KG,硬脂酸镁3KG,过氧化说明书CN102307403ACN102307410A8/8页11二异丙苯0005KG,乙烯基三2甲氧基乙氧基硅烷1KG,十二烷基苯磺酸1KG以及水杨酰胺基邻苯二甲酰亚胺6KG,置于高速搅拌机中高速搅拌22MIN,得炭黑组合物;0079。
42、另称取线形低密度聚乙烯树脂100KG以及乙烯醋酸乙烯酯共聚物25KG备用;0080采用往复单双螺杆挤出机进行熔融并挤出纺丝,其中,挤出机的一个进料口输送炭黑组合物,另一进料口输送线形低密度聚乙烯树脂和乙烯醋酸乙烯酯共聚物,纺丝速度为500M/MIN,室温下水冷后,收卷,即得直径为05MM的炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5;0081步骤2、制备高分子PTC导电编织层30082采用织布机将纱线经纬编织成厚度为06MM、宽度为1000MM的编织底层4,编织过程中,沿经线方向间隔、且均匀织入多个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5,并沿纬线方向间隔织入两个载流条6。其中,编织底层4为40支4股涤纶纱线。
43、编织而成,涤纶经线和涤纶纬线的密度均为每厘米20根,相邻两个炭黑填充型聚乙烯基PTC导电纤维5的间隔为15MM;两个载流条6均由20根相互平行的、直径为008MM的镀锡铜丝构成,相邻两个镀锡铜丝的间隔为02MM。0083步骤3、压延成型0084采用三辊压延机将厚度为025MM、宽度为1000MM的第一绝缘层1和第二绝缘层2、以及放置在该第一绝缘层1和第二绝缘层2之间的高分子PTC导电编织层3,在140温度下压延复合,水冷,收卷,即得厚度为11MM、宽度为1000MM的PTC高分子导电纤维自限温电热膜。其中,第一绝缘层1和第二绝缘层2使用线形低密度聚乙烯。0085将该PTC高分子导电纤维自限温电。
44、热膜的两个载流条6引出导线接电源,测试得到,在220V电压、24环境温度下,该电热膜发热平衡时温度达到6269,电热功率为190KW/M2220KW/M2。0086实施例40087第一绝缘层1和第二绝缘层2使用中密度聚乙烯树脂替代实施例2中的高密度聚乙烯树脂,其余条件同实施例2。最终制得本发明PTC高分子导电纤维自限温电热膜。0088实施例50089采用镀锡铜丝辫替代实施例2中的镀锌铜丝,其余条件同实施例2。0090实施例60091采用镀银铜丝辫替代实施例2中的镀锌铜丝,其余条件同实施例2。说明书CN102307403ACN102307410A1/1页12图1图2说明书附图CN102307403A。