一種高分子自限溫伴熱電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及伴熱電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高分子自限溫伴熱電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]伴熱電纜廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如在工業(yè)方面主要利用在石油、化工、熱電廠等需要防止管道或罐內(nèi)的液體物質(zhì)凝固/流動(dòng)速度慢的場所，在公共設(shè)施方面主要用于消防管道的伴熱，在民用方面可用于室內(nèi)取暖以及冬季室外管道防凍方面。伴熱電纜的核心在于其結(jié)構(gòu)和制作其電熱原件的PTC (Positive Temperature Coefficient)材料。PTC材料是指材料的電阻值隨溫度的升高而上升的一種熱敏材料，即材料的電阻或電阻率在某一特定的溫度范圍內(nèi)時(shí)基本保持不變或僅有微小量的變化，而當(dāng)溫度達(dá)到材料的某個(gè)特定的轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度附近時(shí)，材料的電阻率會在幾度或十幾度的狹窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生突變，電阻率迅速增大13-1O9數(shù)量級。
[0003]PTC材料主要分為陶瓷基PTC材料和高分子基PTC材料兩種類型。其中，高分子基PTC材料由于具有易加工、制造成本較低、導(dǎo)電范圍大、室溫電阻率低等優(yōu)點(diǎn)而顯示出巨大的應(yīng)用價(jià)值。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，高分子基PTC材料及高分子伴熱電纜還存在PTC強(qiáng)度和電阻率不易協(xié)調(diào)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高分子自限溫伴熱電纜，實(shí)現(xiàn)了高分子伴熱電纜的高PTC強(qiáng)度和低電阻率的匹配，其結(jié)構(gòu)簡單，綜合性能優(yōu)異。
[0005]本發(fā)明提出的一種高分子自限溫伴熱電纜，包括PTC芯帶，依次包覆在所述PTC芯帶外的絕緣層、金屬屏蔽層和耐磨護(hù)套層，PTC芯帶由兩根平行布置的發(fā)熱導(dǎo)線和包覆在其外的PTC材料層構(gòu)成；所述PTC材料采用高分子基PTC復(fù)合材料，所述高分子基PTC復(fù)合材料由高密度聚乙烯、三元乙丙膠、V2O3粉末、熱裂碳黑制成，其中，所述V2O3粉末在所述高密度聚乙烯中加入量為48-55Wt%，所述熱裂碳黑在所述高密度聚乙烯中加入量為6-15wt%，所述高密度聚乙烯與所述三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.3-2.7。
[0006]優(yōu)選地，所述熱裂碳黑的粒徑為350_450nm。
[0007]優(yōu)選地，所述V2O3粉末在所述高密度聚乙烯中加入量為51Wt%。
[0008]優(yōu)選地，所述熱裂碳黑在所述高密度聚乙烯中加入量為12wt%。
[0009]優(yōu)選地,所述高密度聚乙烯與所述三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.4。
[0010]一種制備高分子自限溫伴熱電纜中高分子基PTC復(fù)合材料的方法，包括以下步驟:
[0011]SI按質(zhì)量比稱取高密度聚乙烯與三元乙丙膠并放入混煉機(jī)中混煉15-20分鐘；
[0012]S2參照步驟SI中稱取的高密度聚乙烯量，按加入量稱取V2O3粉末、熱裂碳黑并放入攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌混合8-10分鐘；
[0013]S3將步驟SI中混煉好的高密度聚乙烯與三元乙丙膠與步驟S2中混合好的V2O3粉末、熱裂碳黑，放入混煉機(jī)混煉10-15分鐘，冷卻，切粒。
[0014]本發(fā)明中，在高密度聚乙烯中加入V2O3，由于V2O3的室溫電阻率低至2*10_3Ω -cm,同時(shí)，V2O3粉末在所述高密度聚乙烯中加入量達(dá)到48-55Wt%，V2O3在高密度聚乙烯中呈連續(xù)相分布，V2O3顆粒之間相互接觸，形成了大量的導(dǎo)電通道，表現(xiàn)出低溫狀態(tài)下的低電阻率，當(dāng)溫度達(dá)到高密度聚乙烯熔點(diǎn)附近，高密度聚乙烯體積大幅度膨脹，V2O3顆粒之間斷開，切斷了 V2O3顆粒組成的導(dǎo)電通道，從而使電阻率急劇上升，體現(xiàn)出高PTC強(qiáng)度；在高密度聚乙烯中加入熱裂碳黑，可以消除和防止靜電積聚，提高PTC強(qiáng)度，同時(shí)，通過加大熱裂碳黑的粒徑，從而減小熱裂碳黑表面積，進(jìn)一步提升PTC強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明提出的一種高分子自限溫伴熱電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明提出的一種制備高分子自限溫伴熱電纜中高分子基PTC復(fù)合材料的方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種高分子自限溫伴熱電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]參照圖1，本發(fā)明提出的一種高分子自限溫伴熱電纜，包括PTC芯帶，依次包覆在所述PTC芯帶外的絕緣層3、金屬屏蔽層4和耐磨護(hù)套層5，PTC芯帶由兩根平行布置的發(fā)熱導(dǎo)線I和包覆在其外的PTC材料層2構(gòu)成；PTC材料采用高分子基PTC復(fù)合材料，高分子基PTC復(fù)合材料由高密度聚乙烯、三元乙丙膠、V2O3粉末、熱裂碳黑制成。
[0019]在一種具體實(shí)施例中，V2O3粉末在高密度聚乙烯中加入量為51Wt%，熱裂碳黑在高密度聚乙烯中加入量為12wt%，高密度聚乙烯與三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.4，熱裂碳黑的粒徑為 350-450nm。
[0020]在另一種具體的實(shí)施例中，V2O3粉末在高密度聚乙烯中加入量為48Wt%，熱裂碳黑在高密度聚乙烯中加入量為7wt%，高密度聚乙烯與三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.3，熱裂碳黑的粒徑為350-450nm。
[0021]在又一種具體實(shí)施例中，V2O3粉末在高密度聚乙烯中加入量為55Wt%，熱裂碳黑在高密度聚乙烯中加入量為15wt%，高密度聚乙烯與三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.7，熱裂碳黑的粒徑為 350-450nm。
[0022]在本發(fā)明中，在高密度聚乙烯中加入V2O3,由于V2O3的室溫電阻率低至2*10_3Ω -cm,同時(shí)，V2O3粉末在高密度聚乙烯中加入量達(dá)到48-55Wt%，V203在高密度聚乙烯中呈連續(xù)相分布，V2O3顆粒之間相互接觸，形成了大量的導(dǎo)電通道，表現(xiàn)出低溫狀態(tài)下的低電阻率，當(dāng)溫度達(dá)到高密度聚乙烯熔點(diǎn)附近，高密度聚乙烯體積大幅度膨脹，V2O3顆粒之間斷開，切斷了 V2O3顆粒組成的導(dǎo)電通道，從而使電阻率急劇上升，體現(xiàn)出高PTC強(qiáng)度；在高密度聚乙烯中加入熱裂碳黑，可以消除和防止靜電積聚，提高PTC強(qiáng)度，同時(shí)，通過加大熱裂碳黑的粒徑，從而減小熱裂碳黑表面積，進(jìn)一步提升PTC強(qiáng)度。
[0023]如圖2所示，圖2為本發(fā)明提出的一種制備高分子自限溫伴熱電纜中高分子基PTC復(fù)合材料的方法的流程示意圖。
[0024]參照圖2，本發(fā)明還提出了一種制備高分子自限溫伴熱電纜中高分子基PTC復(fù)合材料的方法，包括以下步驟:
[0025]S1、按質(zhì)量比稱取高密度聚乙烯與三元乙丙膠并放入混煉機(jī)中混煉20分鐘；
[0026]S2、參照步驟SI中稱取的高密度聚乙烯量，按加入量稱取V2O3粉末、熱裂碳黑并放入攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌混合10分鐘；
[0027]S3、將步驟SI中混煉好的高密度聚乙烯與三元乙丙膠與步驟S2中混合好的V2O3粉末、熱裂碳黑，放入混煉機(jī)混煉15分鐘，冷卻，切粒。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高分子自限溫伴熱電纜，包括PTC芯帶，依次包覆在所述PTC芯帶外的絕緣層、金屬屏蔽層和耐磨護(hù)套層，PTC芯帶由兩根平行布置的發(fā)熱導(dǎo)線和包覆在其外的PTC材料層構(gòu)成；其特征在于，所述PTC材料采用高分子基PTC復(fù)合材料，所述高分子基PTC復(fù)合材料由高密度聚乙烯、三元乙丙膠、V2O3粉末、熱裂碳黑制成，其中，所述V2O3粉末在所述高密度聚乙烯中加入量為48-55Wt%，所述熱裂碳黑在所述高密度聚乙烯中加入量為6-15wt%，所述高密度聚乙烯與所述三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.3-2.7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高分子自限溫伴熱電纜，其特征在于，所述熱裂碳黑的粒徑為350_450nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高分子自限溫伴熱電纜，其特征在于，所述V2O3粉末在所述高密度聚乙烯中加入量為51wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分子自限溫伴熱電纜，其特征在于，所述熱裂碳黑在所述高密度聚乙烯中加入量為12wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述高分子自限溫伴熱電纜，其特征在于，所述高密度聚乙烯與所述三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.4。
6.一種制備如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述高分子自限溫伴熱電纜中高分子基PTC復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟: .51、按質(zhì)量比稱取高密度聚乙烯與三元乙丙膠并放入混煉機(jī)中混煉15-20分鐘； . 52、參照步驟SI中稱取的高密度聚乙烯量，按加入量稱取V2O3粉末、熱裂碳黑并放入攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌混合8-10分鐘； .53、將步驟SI中混煉好的高密度聚乙烯與三元乙丙膠與步驟S2中混合好的V2O3粉末、熱裂碳黑，放入混煉機(jī)混煉10-15分鐘，冷卻，切粒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高分子自限溫伴熱電纜，包括PTC芯帶，依次包覆在所述PTC芯帶外的絕緣層、金屬屏蔽層和耐磨護(hù)套層，PTC芯帶由兩根平行布置的發(fā)熱導(dǎo)線和包覆在其外的PTC材料層構(gòu)成；所述PTC材料采用高分子基PTC復(fù)合材料，所述高分子基PTC復(fù)合材料由高密度聚乙烯、三元乙丙膠、V2O3粉末、熱裂碳黑制成，其中，所述V2O3粉末在所述高密度聚乙烯中加入量為48-55wt%，所述熱裂碳黑在所述高密度聚乙烯中加入量為6-15wt%，所述高密度聚乙烯與所述三元乙丙膠的質(zhì)量比為2.3-2.7。本發(fā)明中，所述高分子自限溫伴熱電纜，實(shí)現(xiàn)了高分子伴熱電纜的高PTC強(qiáng)度和低電阻率的匹配，其結(jié)構(gòu)簡單，綜合性能優(yōu)異。
【IPC分類】H05B3-56, H05B3-10
【公開號】CN104582033
【申請?zhí)枴緾N201310484587
【發(fā)明人】李貽連
【申請人】安邦電氣集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月15日