專利名稱：一種恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)及其恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法
一種恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)及其恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種恒溫、發(fā)熱塑料，具體涉及一種塑料與導(dǎo)體材料混合的工藝方法。背景技術(shù)：
公知的，在我國除了廣東、海南以及廣西、福建、云南南部以外，大部分地區(qū)在冬 季，尤其是北方地區(qū)非常寒冷；各種管道便進(jìn)入冬天的使用和防凍壞時期。為防止冬天各種 管道不被凍壞，不少廠家紛紛推出管道保溫層，但其效果往往不佳。首先，采用保溫層采用 在管路外圍包裹一層發(fā)泡材料的方式對管路進(jìn)行保溫，這樣就要使用很多發(fā)泡材料，無形 中增加制造成本；而在寒冬流體一旦停止運行，這些材料往往起不到作用。由于管路內(nèi)存容 水過多，若遭遇持續(xù)數(shù)天無陽光照射的嚴(yán)寒冬雪時，其管路內(nèi)的存水溫度還是要下降至o°c 以下，造成管路凍堵現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)重的會發(fā)生凍裂現(xiàn)象。尤其是目前很多使用塑料管道替 代以前常用的鋼鐵類下水管道，凍堵現(xiàn)象的克服尤為重要。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多高層建筑通常采用二次供水方式為住戶提供水源，水箱大多 放置在樓房頂部，通常為露天或頂層設(shè)置房間，由于長期無人管理或疏于管理，水箱的保溫 也是很棘手的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開了一種恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)及其恒溫、發(fā) 熱塑料的制備方法，本發(fā)明通過在注塑成型的板材或管路內(nèi)設(shè)置相互具有一定間距的電線 A、電線B通電，并通過所述天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑與塑料構(gòu)成的密集網(wǎng)狀電子粒相互間 呈穩(wěn)地的連續(xù)接觸形成的半導(dǎo)體發(fā)熱；有效的克服了冬季液體介質(zhì)管路或液體介質(zhì)箱體凍 堵現(xiàn)象的發(fā)生，本發(fā)明具有成本低、加熱快、對于人體觸及不到部位加熱效果尤為明顯、綜 合使用成本等于或低于現(xiàn)有材料等優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，所述塑料混合導(dǎo)電層3內(nèi)間隔夾帶裸體電線Al、電線 B2，所述裸體電線Al、電線B2與塑料混合導(dǎo)電層3為一體，所述塑料混合導(dǎo)電層3內(nèi)設(shè)置的 裸體電線Al、電線B2在塑料混合導(dǎo)電層3—端外露或兩端外露或兩端全部隱藏與塑料混合 導(dǎo)電層3內(nèi)。所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，所述裸體電線Al、電線B2分別為單股或多股，優(yōu)選多 股；所述裸體電線Al、電線B2材質(zhì)為銅線、銀線或金線，優(yōu)選銅線。所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，所述塑料混合導(dǎo)電層3設(shè)置為塑料管路或塑料板。所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，所述塑料混合導(dǎo)電層3內(nèi)至少夾帶由裸體電線Al、電 線B2構(gòu)成的一組發(fā)熱原件。一種恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述塑料組分含量，按重量百分比
塑粒顆粒或天然橡膠顆粒 32 55 % ； 天然石墨粉20 49%;
特導(dǎo)電爐黑 10 16% ；SG基纖維素 2 4% ；氧化鋅 2 4% ； 防老劑RD 2 4% ；所述恒溫、發(fā)熱塑料的加工工藝步驟為1)、塑形前將所述塑粒顆?；蛱烊幌鹉z顆粒、天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑、SG基纖維 素、氧化鋅和防老劑RD按照設(shè)計配比裝入烘干攪拌機(jī)攪拌10-15分鐘，待各種原料攪勻后 待用；2)、在塑形工藝設(shè)備的塑形前，將所述至少一組裸體電線Al、電線B2預(yù)先間隔放 置在成型模具型腔內(nèi)開始注塑成型；或裸體電線Al、電線B2固定于拉伸設(shè)備起始端隨拉伸 成型設(shè)備同步注塑、放線；或隨壓延機(jī)的兩個或多個轉(zhuǎn)向相反的壓延輥間隙的起始轉(zhuǎn)動同 步放入裸體電線Al、電線B2開始壓延；3)、將注塑成型、拉伸成型或壓延成型的板材或管材利用冷水或自然降溫形成所 述塑料混合導(dǎo)電層3與裸體電線Al、電線B2的結(jié)合體；4)、檢驗、由天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑與塑料構(gòu)成的密集網(wǎng)狀電子粒相互間呈穩(wěn)地 的連續(xù)接觸，因而呈導(dǎo)電性，并且混合有塑料粉劑一定數(shù)量的存在，故結(jié)合成半導(dǎo)體固化材 料，壓入塑料混合導(dǎo)電層3的裸體電線Al、電線B2形成導(dǎo)線(也叫電極)平行間隔橫穿入 塑料混合導(dǎo)電層3的電粒網(wǎng)，裸體電線Al、電線B2通電后，立即沖破一定的塑料混合導(dǎo)電 層3，這時密集接觸的導(dǎo)電粒子產(chǎn)生自由運動，形成一個半導(dǎo)體電流回路發(fā)熱作功，因固有 體積電阻率(本發(fā)明也叫半導(dǎo)體)的限制，故發(fā)熱功率在一定時間便恒溫(溫度依據(jù)設(shè)計 而定)，所以塑料混合導(dǎo)電層3 —直處于恒溫(發(fā)熱)狀態(tài)下，如不發(fā)熱變?yōu)榱狭嚢璨痪?勻或電路短路所致，將所述不合格品剔出；5)、成品入庫。所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述塑粒顆?；蛱烊幌鹉z顆粒為任選其一。所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述塑形工藝包括壓塑“模壓成型”、擠塑“擠 出成型”、注塑“注射成型”、吹塑“中空成型”或壓延“壓延機(jī)成型”。所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述特導(dǎo)電爐黑或為乙炔炭黑。本發(fā)明添加物“天然石墨粉”作用和功能天然石墨粉屬于耐高溫型其石墨的熔點為3850士50°C，沸點為4250°C，即使經(jīng) 超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小；石墨強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng)，在 2000°C時，石墨強(qiáng)度可提高一倍；天然石墨粉具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度 升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體；石墨能夠?qū)щ娛且驗槭忻總€碳原子 與其他碳原子只形成3個共價鍵，每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷；天然石墨粉的化學(xué)穩(wěn)定性石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐 有機(jī)溶劑的腐蝕；天然石墨粉的可塑性很高石墨的韌性好；天然石墨粉具有石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度 突變時，石墨的體積變化不大，不會產(chǎn)生裂紋。
添加物“特導(dǎo)電爐黑”作用和功能特導(dǎo)電爐黑與硅橡膠配合時，能賦予膠料高度導(dǎo)電性，而不會損害其加工性和交 聯(lián)特性。所述天然石墨粉與特導(dǎo)電爐黑與塑料及輔助材料共同構(gòu)成的混合導(dǎo)電層共同作 用，便是本發(fā)明所說的半導(dǎo)體。在采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有的有益效果是所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，通過在注塑成型的板材或管路內(nèi)設(shè)置相互具有一定 間距的電線A、電線B通電“建議使用國際標(biāo)準(zhǔn)的安全電壓M伏”，并通過所述天然石墨粉、 特導(dǎo)電爐黑與塑料構(gòu)成的密集網(wǎng)狀電子粒相互間呈穩(wěn)地的連續(xù)接觸形成的半導(dǎo)體發(fā)熱；有 效的克服了冬季液體介質(zhì)管路或液體介質(zhì)箱體凍堵現(xiàn)象的發(fā)生；本發(fā)明同樣適用于有防凍 需求或取暖需求的任意部位，如塑料地板磚，或高壓電線護(hù)套等，使用時只需將個電線A、電 線B分別串聯(lián)或并聯(lián)便可。
圖1是本發(fā)明的立體示意結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的另一實施例立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、電線A;2、電線B ;3、混合導(dǎo)電層；4、管路內(nèi)壁；5、管路外壁；6、板面。
具體實施方式參考下面的實施例，可以更詳細(xì)地解釋本發(fā)明；但是應(yīng)當(dāng)指出的是本發(fā)明并不局 限于下述實施例。在圖1、2中所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，所述塑料混合導(dǎo)電層3內(nèi)間隔夾帶裸體電 線Al、電線B2，所述裸體電線Al、電線B2與塑料混合導(dǎo)電層3為一體，由于裸線可以很好的 與混合導(dǎo)電層3接觸，并且實現(xiàn)無縫隙接觸，所以導(dǎo)電性能較佳；所述塑料混合導(dǎo)電層3內(nèi) 設(shè)置的裸體電線Al、電線B2在塑料混合導(dǎo)電層3 —端外露或兩端外露或兩端全部隱藏與塑 料混合導(dǎo)電層3內(nèi)，在實際應(yīng)用過程中，通常采用兩端外露，以便于多塊板材或管材之間的 連接導(dǎo)電；所述裸體電線Al、電線B2分別為單股或多股，優(yōu)選多股；所述裸體電線Al、電線 B2材質(zhì)為銅線、銀線或金線，優(yōu)選銅線。所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，所述塑料混合導(dǎo)電層3設(shè)置為塑料管路或塑料板，在 成型過程中裸體電線Al、電線B2包裹在管路內(nèi)壁4與管路外壁5的混合導(dǎo)電層3內(nèi)；或 裸體電線Al、電線B2包裹在板材的兩面板面6內(nèi)的混合導(dǎo)電層3中；所述塑料混合導(dǎo)電層 3內(nèi)至少夾帶由裸體電線Al、電線B2構(gòu)成的一組發(fā)熱原件，考慮到有些管徑較大或壁厚較 大，一組電線不能起到預(yù)期發(fā)熱效果，可根據(jù)測試添加發(fā)熱原件數(shù)量。一種恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述塑料組分含量，按重量百分比塑粒顆?；蛱烊幌鹉z顆粒32 ‘ 55%天然石墨粉20 ‘ 49%特導(dǎo)電爐黑10 ‘ 16%SG基纖維素2 --4% ；氧化鋅2 ‘4% ；
防老劑RD2 4%;所述恒溫、發(fā)熱塑料的加工工藝步驟為1)、塑形前將所述塑粒顆粒或天然橡膠顆粒、天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑、SG基纖維 素、氧化鋅和防老劑RD按照設(shè)計配比裝入烘干攪拌機(jī)攪拌10-15分鐘，帶各種原料攪勻后 待用；2)、在塑形工藝設(shè)備的塑形前，將所述至少一組裸體電線Al、電線B2預(yù)先間隔放 置在成型模具型腔內(nèi)開始注塑成型；或裸體電線Al、電線B2固定于拉伸設(shè)備起始端隨拉伸 成型設(shè)備同步注塑、放線；或隨壓延機(jī)的兩個或多個轉(zhuǎn)向相反的壓延輥間隙的起始轉(zhuǎn)動同 步放入裸體電線Al、電線B2開始壓延，本發(fā)明未對所述壓塑“模壓成型”、擠塑“擠出成型”、 注塑“注射成型”、吹塑“中空成型”或壓延“壓延機(jī)成型”工藝與現(xiàn)有工藝相同，因此本發(fā)明 不再詳述；3)、將注塑成型、拉伸成型或壓延成型的板材或管材利用冷水或自然降溫形成所 述塑料混合導(dǎo)電層3與裸體電線Al、電線B2的結(jié)合體；4)、檢驗、由天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑與塑料構(gòu)成的密集網(wǎng)狀電子粒相互間呈穩(wěn)地 的連續(xù)接觸，因而呈導(dǎo)電性，并且混合有固化粉劑一定數(shù)量的存在，故結(jié)合成半導(dǎo)體固化材 料，壓入塑料混合導(dǎo)電層3的裸體電線Al、電線B2形成導(dǎo)線(也叫電極)平行或曲線間隔 橫穿入塑料混合導(dǎo)電層3的電粒網(wǎng)，裸體電線Al、電線B2通電后，立即沖破一定的塑料混合 導(dǎo)電層3，這時密集接觸的導(dǎo)電粒子產(chǎn)生自由運動，形成一個半導(dǎo)體電流回路發(fā)熱作功，因 固有體積電阻率(本發(fā)明也叫半導(dǎo)體)的限制，故發(fā)熱功率在一定時間便恒溫(溫度依據(jù) 設(shè)計而定)，所以塑料混合導(dǎo)電層3 —直處于恒溫(發(fā)熱)狀態(tài)下，如不發(fā)熱變?yōu)榱狭嚢?不均勻或電路短路所致，將所述不合格品剔出；5)、成品入庫。所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述塑粒顆?；蛱烊幌鹉z顆粒為任選其一。所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述塑形工藝包括壓塑“模壓成型”、擠塑“擠 出成型”、注塑“注射成型”、吹塑“中空成型”或壓延“壓延機(jī)成型”。所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，所述特導(dǎo)電爐黑或為乙炔炭黑。具體實施例一；本發(fā)明所述的恒溫發(fā)熱塑料“板或管”是由前述塑料組分含量的多種元素合成料 構(gòu)成的，在塑形前需先配制配比計算通過電子能換算。本發(fā)明通過電能轉(zhuǎn)換成熱能及使用 不同的電壓、溫度可計算出每一百平方厘米電阻率和發(fā)熱功率；其配方如下表1表1電壓220V 國標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，其特征是所述塑料混合導(dǎo)電層(3)內(nèi)間隔夾帶裸體電線 A(l)、電線B(2)，所述裸體電線A(l)、電線B(2)與塑料混合導(dǎo)電層(3)為一體，所述塑料混 合導(dǎo)電層(3)內(nèi)設(shè)置的裸體電線A(l)、電線B(2)在塑料混合導(dǎo)電層(3) —端外露或兩端外 露或兩端全部隱藏與塑料混合導(dǎo)電層(3)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，其特征是所述裸體電線A(I)、電線 B(2)分別為單股或多股，優(yōu)選多股；所述裸體電線A(l)、電線B(2)材質(zhì)為銅線、銀線或金 線，優(yōu)選銅線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，其特征是所述塑料混合導(dǎo)電層(3)設(shè) 置為塑料管路或塑料板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)，其特征是所述塑料混合導(dǎo)電層 (3)內(nèi)至少夾帶由裸體電線A(l)、電線B(2)構(gòu)成的一組發(fā)熱原件。
5.根據(jù)任一權(quán)利要求所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，其特征是所述塑料組分含 量，按重量百分比塑粒顆?；蛱烊幌鹉z顆粒 32 55 % ；天然石墨粉20 49%;特導(dǎo)電爐黑10 16%;SG基纖維素2 4%;氧化鋅2 4%;防老劑RD2 4%;所述恒溫、發(fā)熱塑料的加工工藝步驟為1)、塑形前將所述塑粒顆?；蛱烊幌鹉z顆粒、天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑、SG基纖維素、氧 化鋅和防老劑RD按照設(shè)計配比裝入烘干攪拌機(jī)攪拌10-15分鐘，待各種原料攪勻后待用；2)、在塑形工藝設(shè)備的塑形前，將所述至少一組裸體電線A(I)、電線B(2)預(yù)先間隔放 置在成型模具型腔內(nèi)開始注塑成型；或裸體電線A(l)、電線B(2)固定于拉伸設(shè)備起始端隨 拉伸成型設(shè)備同步注塑、放線；或隨壓延機(jī)的兩個或多個轉(zhuǎn)向相反的壓延輥間隙的起始轉(zhuǎn) 動同步放入裸體電線A(l)、電線B(2)開始壓延；3)、將注塑成型、拉伸成型或壓延成型的板材或管材利用冷水或自然降溫形成所述塑 料混合導(dǎo)電層⑶與裸體電線A(l)、電線B(2)的結(jié)合體；4)、檢驗、由天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑與塑料構(gòu)成的密集網(wǎng)狀電子粒相互間呈穩(wěn)地的連 續(xù)接觸，因而呈導(dǎo)電性，并且混合有塑料粉劑一定數(shù)量的存在，故結(jié)合成半導(dǎo)體固化材料， 壓入塑料混合導(dǎo)電層(3)的裸體電線A(l)、電線B(2)形成導(dǎo)線平行間隔橫穿入塑料混合 導(dǎo)電層(3)的電粒網(wǎng)，裸體電線A(l)、電線B(2)通電后，立即沖破一定的塑料混合導(dǎo)電層 (3)，這時密集接觸的導(dǎo)電粒子產(chǎn)生自由運動，形成一個半導(dǎo)體電流回路發(fā)熱作功，因固有 體積電阻率的限制，故發(fā)熱功率在一定時間便恒溫，所以塑料混合導(dǎo)電層(3) —直處于恒 溫“發(fā)熱”狀態(tài)下，如不發(fā)熱變?yōu)榱狭嚢璨痪鶆蚧螂娐范搪匪拢瑢⑺霾缓细衿诽蕹觯?)、成品入庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，其特征是所述塑粒顆?；蛱烊?橡膠顆粒為任選其一。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，其特征是所述塑形工藝包括壓塑“模壓成型”、擠塑“擠出成型”、注塑“注射成型”、吹塑“中空成型”或壓延“壓延機(jī)成型”。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，其特征是所述特導(dǎo)電 爐黑或為 乙炔炭黑。
全文摘要
一種恒溫、發(fā)熱塑料結(jié)構(gòu)及其恒溫、發(fā)熱塑料的制備方法，涉及一種恒溫、發(fā)熱塑料，所述塑料混合導(dǎo)電層(3)內(nèi)間隔夾帶裸體電線A(1)、電線B(2)，所述裸體電線A(1)、電線B(2)與塑料混合導(dǎo)電層(3)為一體，所述塑料混合導(dǎo)電層(3)內(nèi)設(shè)置的裸體電線A、電線B在塑料混合導(dǎo)電層(3)一端外露或兩端外露或兩端全部隱藏與塑料混合導(dǎo)電層(3)內(nèi)；本發(fā)明由塑粒顆?；蛱烊幌鹉z顆粒、天然石墨粉、特導(dǎo)電爐黑、SG基纖維素、氧化鋅和防老劑RD按照設(shè)計配比而成；有效的克服了冬季液體介質(zhì)管路或液體介質(zhì)箱體凍堵現(xiàn)象的發(fā)生；本發(fā)明適用于有防凍需求或取暖需求的任意部位，使用時只需將個電線A、電線B分別串聯(lián)或并聯(lián)便可。
文檔編號H01B13/00GK102056354SQ20101055156
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者吳成芳 申請人:吳成芳