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)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以上時會出現(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粒——擠制芯帶——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強度，輻照前產(chǎn)品的PTC強度為1～2個數(shù)量級，經(jīng)過輻照交聯(lián)后可達(dá)到3～4個數(shù)量級。
但目前電子輻照技術(shù)存在有以下幾個方面的問題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)，運行費用高，維護(hù)使用不方便。2、勞動防護(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)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合金或相變點溫度較低的不飽和醇類中的至少一種。
所述的擠制芯帶時擠出成型的溫度為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℃，熱處理時間為1-5小時。
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強度可達(dá)到3～4個數(shù)量級。它具有制作工藝流程相對簡單，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，便于廣泛地推廣應(yīng)用。
具體實施例方式
下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明實施用的主要設(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℃，熱處理時間為1小時；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)PVDF含氟樹脂60份，碳黑導(dǎo)電粒子30份，低熔點合金相變材料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℃，熱處理時間為5小時；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)PVDF含氟樹脂80份，碳黑導(dǎo)電粒子10份，低熔點合金相變材料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℃，熱處理時間為3小時；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)PFA含氟樹脂70份，金屬粉末導(dǎo)電粒子20份，相變點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℃，熱處理時間為2小時；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)F40含氟樹脂60份，石墨導(dǎo)電粒子13份，低熔點合金相變材料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)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合金或相變點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℃，熱處理時間為1-5小時。
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。
文檔編號C08K3/08GK1886009SQ20061005164
公開日2006年12月27日 申請日期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 申請人:袁大銘