一種自控溫發(fā)熱電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自控溫發(fā)熱電纜及其制備方法，發(fā)熱電纜包括導(dǎo)電護(hù)套，所述導(dǎo)電護(hù)套為聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料構(gòu)成，所述聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料由結(jié)晶型高聚物、炭黑、相容劑、抗氧劑組成。本發(fā)明的發(fā)熱電纜具有導(dǎo)電性能可調(diào)、易于成型、可曲撓、成本低以及PTC強(qiáng)度高等特點(diǎn)。廣泛適用于電信工程、自控溫加熱器、電流限流器、電路過載保護(hù)器等要求自控溫的領(lǐng)域。
【專利說明】一種自控溫發(fā)熱電纜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電纜，具體涉及一種自控溫發(fā)熱電纜及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]自控溫發(fā)熱電纜由導(dǎo)電高分子聚合材料(塑料)和兩根平行金屬導(dǎo)線及絕緣護(hù)套構(gòu)成的扁形帶狀電纜。由于于導(dǎo)電高分子復(fù)合材料具有正溫度系數(shù)“PTC”特性，且相互并聯(lián)，能隨被加熱體系的溫度變化自動調(diào)節(jié)輸出功率，自動限制加熱的溫度。使得自控溫發(fā)熱電纜具有自動調(diào)節(jié)輸出功率，根據(jù)實(shí)際需要熱量進(jìn)行補(bǔ)償，因此不會因自身發(fā)熱而燒毀；低溫狀態(tài)快速啟動，溫度均勻，每一局部皆可因其被伴熱處的溫度變化自動調(diào)節(jié)。
[0003]PTC材料是一類具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻材料，在一定的轉(zhuǎn)變溫度下，其電阻率迅速增加至一極限值(可增大1.5~8個數(shù)量級)，發(fā)生(半)導(dǎo)體一絕緣體的相互轉(zhuǎn)變，因此常用于電信工程、自控溫加熱器、電流限流器、電路過載保護(hù)器等。目前PTC材料分為兩種，一種是陶瓷基PTC材料，另一種是聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料。雖然聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變溫度低一些，但具有導(dǎo)電性能可調(diào)、易于成型、可曲撓、成本低以及PTC強(qiáng)度高等特點(diǎn)，特別是自控溫加熱器的應(yīng)用，是陶瓷基材料所不可代替的，所以研究和應(yīng)用較為熱門。
[0004]目前，自控溫發(fā)熱電纜的非晶體導(dǎo)電聚合材料存在的室溫電阻率偏高，PTC效應(yīng)穩(wěn)定性差，致使PTC強(qiáng)度及輸出功率衰減過快，保護(hù)后漏電流大等。這是由于非晶體導(dǎo)電聚合物與炭黑粒子之間的浸潤 性差，分散在基體內(nèi)的炭黑粒子之間又具有較強(qiáng)的附聚力，因此炭黑粒子在基體中的分散不穩(wěn)定。而隨著電子行業(yè)的發(fā)展，要求PTC保護(hù)器件電阻越小越好，保證正常電路中功耗更小，并具有更高的切斷電阻，保證電路切斷后漏電流愈小愈好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種自控溫發(fā)熱電纜，具有導(dǎo)電性能可調(diào)、易于成型、可曲撓、成本低以及PTC強(qiáng)度高等特點(diǎn)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種自控溫發(fā)熱電纜，包括導(dǎo)電護(hù)套，所述導(dǎo)電護(hù)套為聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料構(gòu)成，所述聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料由下列組份按重量份組成:結(jié)晶型高聚物:100份、炭黑:200-500份、相容劑:20-100份、抗氧劑:0.1-0.5份、潤滑劑:0 _1份。
[0008]上述方案的優(yōu)選方案是，所述結(jié)晶型高聚物為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。
[0009]更優(yōu)的是，所述結(jié)晶型高聚物為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。
[0010]所述炭黑(CB)的粒徑為50nm-150nm，吸油量(DBP)為50_120ml/100g，pH值為7~9。
[0011]所述相容劑為選自聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PP-g-GMA)、三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐(EPDM-g-MAH)、三元乙丙橡膠接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(EPDM-g-GMA)中的至少一種。
[0012]所述抗氧劑為四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(168)、硫代二丙酸雙十八醇酯(DSTDP)中的至少一種。
[0013]所述潤滑劑為有機(jī)硅樹脂、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚硬脂酸乙烯醋、脂肪酸醋。
[0014]一種制備上述的一種自控溫發(fā)熱電纜的方法，包括以下步驟:
[0015](I)制備聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料:按配比稱取結(jié)晶型高聚物、炭黑、相容劑、抗氧劑和潤滑劑，一些放入單螺桿機(jī)中進(jìn)行高溫混合塑煉制得復(fù)合材料；
[0016](2)將(I)制得復(fù)合材料投入雙螺桿擠出機(jī)中，再將發(fā)熱體牽引入雙螺桿擠出機(jī)出料口中，擠成成型；
[0017](3)將(2)擠出成型物經(jīng)冷卻、牽引與交聯(lián)處理后成為自控溫發(fā)熱電纜產(chǎn)品。
[0018]本發(fā)明中，EVA是乙烯-乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物，它是由乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而制得，簡稱為EVA。一般乙酸乙烯(VA)含量在5%-40%。與聚乙烯相比，EVA由于在分子鏈中引入了乙酸乙烯單體，從而降低了結(jié)晶度嫗提高了柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性和熱密封性能。一般來說，EVA樹脂的性能主要取決于分子鏈上乙酸乙烯的含量。因構(gòu)成組分比例可調(diào)從而符合不同的應(yīng)用需要，乙酸乙烯(VA)的含量越高，其透明度、柔軟度及堅(jiān)韌度會相對提高。
[0019]CB/EVA的PTC效應(yīng)穩(wěn)定性較CB/LDPE更好，這是由于所用炭黑的pH值為7~9，其表面具有氧萘式結(jié)構(gòu)的堿性氧化物，與EVA分子鏈上的羧基之間存在較強(qiáng)的化學(xué)吸附作用，從而阻止了炭黑聚集體在聚合物熔融過程中的再附聚，從而提高其PTC效應(yīng)穩(wěn)定性。本發(fā)明的發(fā)熱電纜具有導(dǎo)電性`能可調(diào)、易于成型、可曲撓、成本低以及PTC強(qiáng)度高等特點(diǎn)。廣泛適用于電信工程、自控溫加熱器、電流限流器、電路過載保護(hù)器等要求自控溫的領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】:
[0020]下面給出實(shí)施例以對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]實(shí)施例1
[0022](I)制備聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料:按配比稱取高密度聚乙烯100份、炭黑200份、相容劑PP-g-MAH為20份、抗氧劑1010為0.1份和潤滑劑有機(jī)硅樹脂0.5份，一些放入單螺桿機(jī)中進(jìn)行高溫混合塑煉制得復(fù)合材料；
[0023](2)將(I)制得復(fù)合材料投入雙螺桿擠出機(jī)中，再將發(fā)熱體牽引入雙螺桿擠出機(jī)出料口中，擠成成型；
[0024](3)將(2)擠出成型物經(jīng)冷卻、牽引與交聯(lián)處理后成為自控溫發(fā)熱電纜產(chǎn)品。
[0025]實(shí)施例2
[0026](I)制備聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料:按配比稱取低密度聚乙烯100份、炭黑300份、相容劑PP-g-GMA為50份、抗氧劑168為0.1份和潤滑劑聚乙烯蠟1份，一些放入單螺桿機(jī)中進(jìn)行高溫混合塑煉制得復(fù)合材料；
[0027](2)將(I)制得復(fù)合材料投入雙螺桿擠出機(jī)中，再將發(fā)熱體牽引入雙螺桿擠出機(jī)出料口中，擠成成型；[0028](3)將(2)擠出成型物經(jīng)冷卻、牽引與交聯(lián)處理后成為自控溫發(fā)熱電纜產(chǎn)品。
[0029]實(shí)施例3
[0030](1)制備聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料:按配比稱取乙烯-乙酸乙烯酯共聚物100份、炭黑400份、相容劑PP-g-GMA為30份、EPDM-g-MAH為50份、抗氧劑DSTDP為0.5份，一些放入單螺桿機(jī)中進(jìn)行高溫混合塑煉制得復(fù)合材料；
[0031](2)將(I)制得復(fù)合材料投入雙螺桿擠出機(jī)中，再將發(fā)熱體牽引入雙螺桿擠出機(jī)出料口中，擠成成型；
[0032](3)將(2)擠出成型物經(jīng)冷卻、牽引與交聯(lián)處理后成為自控溫發(fā)熱電纜產(chǎn)品。
[0033]實(shí)施例4
[0034](1)制備聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料:按配比稱取低密度聚乙烯100份、炭黑500份、相容劑PP-g-GMA為80份、抗氧劑168為0.1份、1010為0.1份和潤滑劑氧化聚乙烯蠟
0.5份，一些放入單螺桿機(jī)中進(jìn)行高溫混合塑煉制得復(fù)合材料；
[0035](2)將(I)制得復(fù)合材料投入雙螺桿擠出機(jī)中，再將發(fā)熱體牽引入雙螺桿擠出機(jī)出料口中，擠成成型；
[0036](3)將(2)擠出成型物經(jīng)冷卻、牽引與交聯(lián)處理后成為自控溫發(fā)熱電纜產(chǎn)品。
[0037]實(shí)施例5
[0038](1)制備聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料:按配比稱取低密度聚乙烯100份、炭黑450份、相容劑EPDM-g-GMA為50份、抗氧劑DSTDP為0.2份、1010為0.3份和潤滑劑聚硬脂酸乙烯醋0.8份，一些放入單螺桿機(jī)中進(jìn)行高溫混合塑煉制得復(fù)合材料；
[0039](2)將(1)制得復(fù)合材料投入雙螺桿擠出機(jī)中，再將發(fā)熱體牽引入雙螺桿擠出機(jī)出料口中，擠成成型；
[0040](3)將(2)擠出成型物經(jīng)冷卻、牽引與交聯(lián)處理后成為自控溫發(fā)熱電纜產(chǎn)
【權(quán)利要求】
1.一種自控溫發(fā)熱電纜，包括導(dǎo)電護(hù)套，其特征在于:所述導(dǎo)電護(hù)套為聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料構(gòu)成，所述聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料由下列組份按重量份組成:結(jié)晶型高聚物:100份、炭黑=200-500份、相容劑:20-100份、抗氧劑:0.1-0.5份、潤滑劑:0 -1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控溫發(fā)熱電纜，其特征在于:所述結(jié)晶型高聚物為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控溫發(fā)熱電纜，其特征在于:所述炭黑的粒徑為50nm-150nm,吸油量(DBP)為 50_120ml/100，pH 值為 7 ~9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控溫發(fā)熱電纜，其特征在于:所述相容劑為選自聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PP-g-GMA)、三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐(EPDM-g-MAH)、三元乙丙橡膠接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(EPDM-g-GMA)中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控溫發(fā)熱電纜，其特征在于:所述抗氧劑為四(β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(168)、硫代二丙酸雙十八醇酯(DSTDP)中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控溫發(fā)熱電纜，其特征在于:所述潤滑劑為有機(jī)硅樹月旨、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚硬脂酸乙烯醋、脂肪酸醋。
7.一種制備如權(quán)利要求1所述的一種自控溫發(fā)熱電纜的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)制備聚合物型PTC導(dǎo)電復(fù)合材料:按配比稱取結(jié)晶型高聚物、炭黑、相容劑、抗氧劑和潤滑劑，一些放入單螺桿機(jī)中進(jìn)行高溫混合塑煉制得復(fù)合材料； (2)將(1)制得復(fù)合材料投入雙螺桿擠出機(jī)中，再將發(fā)熱體牽引入雙螺桿擠出機(jī)出料口中，擠成成型； (3)將(2)擠出成型物經(jīng)冷卻、牽引與交聯(lián)處理后成為自控溫發(fā)熱電纜產(chǎn)品。
【文檔編號】C08L51/06GK103804746SQ201210455057
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】李貽連 申請人:安邦電氣集團(tuán)有限公司