專利名稱：高溫型自限溫伴熱帶的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種高分子PTC材料自限溫伴熱帶的制造方法。
背景技術(shù)：
高溫型自限溫伴熱帶是一種功能高分子材料產(chǎn)品，它具有電能轉(zhuǎn)換熱能及自動(dòng)調(diào)節(jié)、限制溫度的雙重功效。它的自限溫特性是由導(dǎo)電粒子、如碳黑、石墨、金屬粉末等與含氟樹脂、如PVDF、F40、PFA等形成的復(fù)合材料——功能高分子材料而達(dá)到的，常見的高溫型自限溫伴熱帶芯帶原料配方為(按重量計(jì))含氟樹脂60-80份，碳黑15-40份，抗氧劑0.01-1份，無機(jī)填料4-15份，金屬離子抑制劑0.01-1份。
高溫型柔性自限溫伴熱帶可以應(yīng)用在管道、閥門、泵體、貯罐等器件上，而且其伴熱溫度比常見的蒸汽伴熱及普通的自限溫伴熱帶更高，可達(dá)到130～150℃，因而可以滿足更高的溫度要求。自限溫伴熱帶由美國Raychem公司于六十年代開始研制生產(chǎn)，我國也有一些單位先后研制出自限溫伴熱帶的生產(chǎn)方法，由于該類材料在溫度上升到熔點(diǎn)以上時(shí)會(huì)出現(xiàn)NTC現(xiàn)象，即隨著溫度的升高電阻反而降低，為了抑制或消除NTC現(xiàn)象，最常用的方法是輻射或電子束交聯(lián)，但其中輻照交聯(lián)的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，成本過高，使自限溫伴熱帶的生產(chǎn)和應(yīng)用受到限制。目前，國內(nèi)外自限溫伴熱帶的基本制造工藝流程如下混料切?！獢D制芯帶——包敷護(hù)套——熱處理——輻照交聯(lián)——成品。其中輻照交聯(lián)的主要作用在于增加自限溫伴熱帶的穩(wěn)定性，以及提高產(chǎn)品的PTC強(qiáng)度，輻照前產(chǎn)品的PTC強(qiáng)度為1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，經(jīng)過輻照交聯(lián)后可達(dá)到3～4個(gè)數(shù)量級(jí)。
但目前電子輻照技術(shù)存在有以下幾個(gè)方面的問題1、電子束輻照源設(shè)備昂貴、耗能高、一次性投資很大(約四百萬元)，運(yùn)行費(fèi)用高，維護(hù)使用不方便。2、勞動(dòng)防護(hù)要求極其嚴(yán)格，有放射性污染，需鉛墻防護(hù)。3、電子束輻照源穿透能力有限，產(chǎn)品尺寸、厚度及成型方法均受到影響和限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種更簡單的高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，生產(chǎn)出性能穩(wěn)定、發(fā)熱溫度較高的自限溫伴熱帶，而且成本低、能耗少、無污染，更容易推廣使用。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，該方法是A、混煉切粒，將主要由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂構(gòu)成的復(fù)合原料經(jīng)混煉后切成粒料；B、擠制芯帶，即用擠塑機(jī)將粒料擠出，并包敷在兩根平行的鍍錫銅線電極上，形成扁平的帶狀電熱元件；C、經(jīng)過熱處理后得高溫型自限溫伴熱帶芯帶；D、將伴熱帶芯帶再通過擠塑機(jī)包敷一層氟塑料絕緣護(hù)套，形成高溫型自限溫伴熱帶成品；所述的混煉切粒制作復(fù)合原料時(shí)加入有能作為相變吸熱、以阻礙或延緩材料溫度升高的相變材料。
所述的制作高溫型自限溫伴熱帶芯帶的原料配方為(按重量計(jì))含氟樹脂60-80份，導(dǎo)電粒子10-30份，相變材料5-10份，抗氧劑0.01-1份，無機(jī)填料4-15份，金屬離子抑制劑0.01-1份。
所述的含氟樹脂至少是PVDF、F40、PFA、聚乙烯和氟塑料的共聚物中的一種，而導(dǎo)電粒子至少是碳黑、石墨、金屬粉末中的一種。
所述的相變材料為低熔點(diǎn)合金或相變點(diǎn)溫度較低的不飽和醇類中的至少一種。
所述的擠制芯帶時(shí)擠出成型的溫度為210-230℃。
所述的熱處理工序中，高溫型自限溫伴熱帶的熱處理溫度為160-180℃，熱處理時(shí)間為1-5小時(shí)。
本發(fā)明是由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂形成的復(fù)合材料制成發(fā)熱溫度為130～150℃的柔性自限溫伴熱帶。采用在配方組份中添加一中相變材料的方法，利用相變材料的相變吸熱，阻礙或延緩材料溫度的升高，提高材料的高溫穩(wěn)定性，毋需化學(xué)或輻照交聯(lián)，可有效抑制或消除NTC現(xiàn)象，且產(chǎn)品的PTC強(qiáng)度可達(dá)到3～4個(gè)數(shù)量級(jí)。它具有制作工藝流程相對(duì)簡單，使用國產(chǎn)設(shè)備，原料也可采用國產(chǎn)原料，降低了成本，且無污染等特點(diǎn)，便于廣泛地推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明實(shí)施用的主要設(shè)備可以選擇國產(chǎn)的密煉混合機(jī)、切粒機(jī)、擠塑機(jī)等。
實(shí)施例一A、混煉切粒，將主要由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂構(gòu)成的復(fù)合原料經(jīng)混煉后切成粒料；B、擠制芯帶，即用擠塑機(jī)將粒料擠出，擠出成型的溫度為210℃，并包敷在兩根平行的鍍錫銅線電極上，形成扁平的帶狀電熱元件；C、經(jīng)過熱處理后得高溫型自限溫伴熱帶芯帶，熱處理溫度為160℃，熱處理時(shí)間為1小時(shí)；D、將伴熱帶芯帶再通過擠塑機(jī)包敷一層氟塑料絕緣護(hù)套，形成高溫型自限溫伴熱帶成品；所述的混煉切粒制作復(fù)合原料時(shí)加入有能作為相變吸熱、以阻礙或延緩材料溫度升高的相變材料。所述的相變材料為低熔點(diǎn)合金。
所述的制作高溫型自限溫伴熱帶芯帶的原料配方為(按重量計(jì))PVDF含氟樹脂60份，碳黑導(dǎo)電粒子30份，低熔點(diǎn)合金相變材料5份，抗氧劑0.5份，無機(jī)填料4份，金屬離子抑制劑0.5份。
實(shí)施例二A、混煉切粒，將主要由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂構(gòu)成的復(fù)合原料經(jīng)混煉后切成粒料；B、擠制芯帶，即用擠塑機(jī)將粒料擠出，擠出成型的溫度為230℃，并包敷在兩根平行的鍍錫銅線電極上，形成扁平的帶狀電熱元件；C、經(jīng)過熱處理后得高溫型自限溫伴熱帶芯帶，熱處理溫度為180℃，熱處理時(shí)間為5小時(shí)；D、將伴熱帶芯帶再通過擠塑機(jī)包敷一層氟塑料絕緣護(hù)套，形成高溫型自限溫伴熱帶成品；所述的混煉切粒制作復(fù)合原料時(shí)加入有能作為相變吸熱、以阻礙或延緩材料溫度升高的相變材料。所述的相變材料為低熔點(diǎn)合金。
所述的制作高溫型自限溫伴熱帶芯帶的原料配方為(按重量計(jì))PVDF含氟樹脂80份，碳黑導(dǎo)電粒子10份，低熔點(diǎn)合金相變材料5份，抗氧劑0.5份，無機(jī)填料4份，金屬離子抑制劑0.5份。
實(shí)施例三A、混煉切粒，將主要由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂構(gòu)成的復(fù)合原料經(jīng)混煉后切成粒料；B、擠制芯帶，即用擠塑機(jī)將粒料擠出，擠出成型的溫度為220℃，并包敷在兩根平行的鍍錫銅線電極上，形成扁平的帶狀電熱元件；C、經(jīng)過熱處理后得高溫型自限溫伴熱帶芯帶，熱處理溫度為170℃，熱處理時(shí)間為3小時(shí)；D、將伴熱帶芯帶再通過擠塑機(jī)包敷一層氟塑料絕緣護(hù)套，形成高溫型自限溫伴熱帶成品；所述的混煉切粒制作復(fù)合原料時(shí)加入有能作為相變吸熱、以阻礙或延緩材料溫度升高的相變材料。所述的相變材料為低熔點(diǎn)合金。
所述的制作高溫型自限溫伴熱帶芯帶的原料配方為(按重量計(jì))PFA含氟樹脂70份，金屬粉末導(dǎo)電粒子20份，相變點(diǎn)溫度較低的不飽和醇類相變材料5份，抗氧劑0.5份，無機(jī)填料4份，金屬離子抑制劑0.5份。
實(shí)施例四A、混煉切粒，將主要由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂構(gòu)成的復(fù)合原料經(jīng)混煉后切成粒料；B、擠制芯帶，即用擠塑機(jī)將粒料擠出，擠出成型的溫度為215℃，并包敷在兩根平行的鍍錫銅線電極上，形成扁平的帶狀電熱元件；C、經(jīng)過熱處理后得高溫型自限溫伴熱帶芯帶，熱處理溫度為165℃，熱處理時(shí)間為2小時(shí)；D、將伴熱帶芯帶再通過擠塑機(jī)包敷一層氟塑料絕緣護(hù)套，形成高溫型自限溫伴熱帶成品；所述的混煉切粒制作復(fù)合原料時(shí)加入有能作為相變吸熱、以阻礙或延緩材料溫度升高的相變材料。所述的相變材料為低熔點(diǎn)合金。
所述的制作高溫型自限溫伴熱帶芯帶的原料配方為(按重量計(jì))F40含氟樹脂60份，石墨導(dǎo)電粒子13份，低熔點(diǎn)合金相變材料10份，抗氧劑1份，無機(jī)填料15份，金屬離子抑制劑1份。
權(quán)利要求
1.一種高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，該方法是A、混煉切粒，將主要由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂構(gòu)成的復(fù)合原料經(jīng)混煉后切成粒料；B、擠制芯帶，即用擠塑機(jī)將粒料擠出，并包敷在兩根平行的鍍錫銅線電極上，形成扁平的帶狀電熱元件；C、經(jīng)過熱處理后得高溫型自限溫伴熱帶芯帶；D、將伴熱帶芯帶再通過擠塑機(jī)包敷一層氟塑料絕緣護(hù)套，形成高溫型自限溫伴熱帶成品；其特征在于所述的混煉切粒制作復(fù)合原料時(shí)加入有能作為相變吸熱、以阻礙或延緩材料溫度升高的相變材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，其特征在于所述的制作高溫型自限溫伴熱帶芯帶的原料配方為(按重量計(jì))含氟樹脂60-80份，導(dǎo)電粒子10-30份，相變材料5-10份，抗氧劑0.01-1份，無機(jī)填料4-15份，金屬離子抑制劑0.01-1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，其特征在于所述的含氟樹脂至少是PVDF、F40、PFA、聚乙烯和氟塑料的共聚物中的一種，而導(dǎo)電粒子至少是碳黑、石墨、金屬粉末中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，其特征在于所述的相變材料為低熔點(diǎn)合金或相變點(diǎn)溫度較低的不飽和醇類中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，其特征在于所述的擠制芯帶時(shí)擠出成型的溫度為210-230℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，其特征在于所述的熱處理工序中，高溫型自限溫伴熱帶的熱處理溫度為160-180℃，熱處理時(shí)間為1-5小時(shí)。
全文摘要
一種高溫型自限溫伴熱帶的制造方法，該方法是A.混煉切粒，將主要由導(dǎo)電粒子與含氟樹脂構(gòu)成的復(fù)合原料經(jīng)混煉后切成粒料；B.擠制芯帶，即用擠塑機(jī)將粒料擠出，并包敷在兩根平行的鍍錫銅線電極上，形成扁平的帶狀電熱元件；C.經(jīng)過熱處理后得高溫型自限溫伴熱帶芯帶；D.將伴熱帶芯帶再通過擠塑機(jī)包敷一層氟塑料絕緣護(hù)套，形成高溫型自限溫伴熱帶成品；所述的混煉切粒制作復(fù)合原料時(shí)加入有能作為相變吸熱、以阻礙或延緩材料溫度升高的相變材料，以代替以往的輻照交聯(lián)，從而生產(chǎn)出具有穩(wěn)定的正溫度系數(shù)特性、發(fā)熱溫度達(dá)130～150℃、輸出功率為40～70W/m的扁平帶狀高溫型自限溫伴熱帶，它具有工藝簡單易行、無污染，更適合推廣應(yīng)用等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/08GK1886009SQ20061005164
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者袁建波, 王英 申請(qǐng)人:袁大銘