專利名稱：用于制備含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電組合物、使用該導(dǎo)電組合物的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)及其 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電組合物(其中液體硅橡膠與導(dǎo)電炭黑的重量比為100∶1-100∶15)、含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)(carbon flexible heatingstructure)(該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將該導(dǎo)電組合物模制成特定形狀或者通過在具有特定形狀的模子上涂敷該導(dǎo)電組合物而獲得的)以及制造該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電聚合物作為功能聚合物領(lǐng)域之一，其重要性逐漸增加。通過使聚合物材料具有導(dǎo)電性，該聚合物材料獲得了有用的物理和化學(xué)性能，其不僅是功能上較優(yōu)的材料，而且考慮到生產(chǎn)成本還是一種便宜的材料。
一般來說，很多聚合物材料一直被認(rèn)為是高絕緣性材料。雖然這些聚合物材料由于導(dǎo)電性低而可以作為良好的電絕緣材料，但是當(dāng)加入例如炭黑、碳纖維或金屬粉末等之類的填料時(shí)，它們就成為導(dǎo)電體。
添加的填料在聚合物材料中形成作為電子通道的電路徑，由此使得聚合物材料成為導(dǎo)電體。當(dāng)溫度升高時(shí)，在包含導(dǎo)電填料的半結(jié)晶聚合物中，填料顆粒之間的間隔由于在聚合物熔化區(qū)域內(nèi)的熱膨脹而增大，使得電子的流動(dòng)受到干擾。
炭黑和碳纖維主要用作導(dǎo)電填料而被添加，以使聚合物具有正溫度系數(shù)(PTC)性能。結(jié)晶聚合物(例如聚乙烯)主要作為聚合物材料。
因此，隨著溫度升高，聚合物材料的電阻突然間大大升高，這被稱作靜態(tài)特性溫度系數(shù)或者PTC現(xiàn)象。也就是說，雖然在低溫下電阻相對(duì)來說很低，但是當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定的程度時(shí)，電阻會(huì)突然升高以致于電流難以流動(dòng)。發(fā)生上述突然變化時(shí)的溫度被稱為開關(guān)溫度或居里點(diǎn)。
開關(guān)溫度定義為與電阻最小值的兩倍對(duì)應(yīng)的溫度或者與在參考溫度(25℃)時(shí)的參考電阻值的兩倍對(duì)應(yīng)的溫度，其是材料性質(zhì)的主要參數(shù)。
而且，改變材料的組分會(huì)使開關(guān)溫度朝著高溫或低溫變化，使得這種材料能夠用于各種裝置。例如，這種材料可以用作利用電阻-溫度性質(zhì)的溫度傳感器或過熱保護(hù)器、利用電流-電壓性質(zhì)的加熱器或者利用電流衰減性質(zhì)的延遲電路或去磁電路。
在上述應(yīng)用領(lǐng)域中，當(dāng)用于防止由于過熱或過電流而對(duì)產(chǎn)品或電子電路造成損害時(shí)，PTC聚合物可以非常好地實(shí)現(xiàn)對(duì)過熱和過載的雙重保護(hù)功能。
對(duì)于用作過載保護(hù)的保險(xiǎn)絲，雖然其具有較好的防止過電流的保護(hù)功能，但是當(dāng)保險(xiǎn)絲由于過電流而被切斷、電流停止時(shí)，需要更換保險(xiǎn)絲，所以這不太方便。對(duì)于具有較好的溫度保護(hù)功能和恢復(fù)功能的雙金屬開關(guān)，由于其對(duì)于過載不敏感，因此對(duì)于精確的電子電路，難以使用這種雙金屬開關(guān)。因此，可以看出與上述元件相比，PTC聚合物具有更優(yōu)異的性質(zhì)。
聚合物PTC材料可以作為較好的PTC材料使用，其彌補(bǔ)了傳統(tǒng)陶瓷PTC的缺點(diǎn)，例如低導(dǎo)電率、高制造成本和固定形狀。尤其是，由于最小電阻非常小而且制造形狀是自由的，所以聚合物PTC材料已經(jīng)廣泛用于設(shè)計(jì)小型裝置，而且其用途在快速增加。聚合物PTC在加熱或電流被切斷后溫度降低。而且，這種PTC材料具有自動(dòng)恢復(fù)的功能，而不需在過電流被除去時(shí)進(jìn)行更換。
除了PTC的上述性質(zhì)以外，當(dāng)在聚合物的熔化狀態(tài)下導(dǎo)電顆粒的分散狀態(tài)發(fā)生變化而形成新的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)時(shí)，還會(huì)發(fā)生負(fù)溫度系數(shù)(NTC)現(xiàn)象，其中電阻大大降低。
由于NTC現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)由PTC效應(yīng)而使導(dǎo)電聚合物具有的性質(zhì)造成損失，所以NTC現(xiàn)象成為對(duì)PTC現(xiàn)象的極大障礙。
當(dāng)導(dǎo)電顆粒通過在熔化狀態(tài)下的交聯(lián)而移動(dòng)以致于形成新的結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)發(fā)生NTC現(xiàn)象。這種交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)，使得導(dǎo)電顆粒相互之間強(qiáng)烈吸引并限制導(dǎo)電顆粒的運(yùn)動(dòng)，由此得到結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性。
聚合物PTC材料被用于防止對(duì)電子產(chǎn)品或電子電路的損害，并已經(jīng)用在小型裝置的設(shè)計(jì)中，這是因?yàn)槠渲苽湫螤钍亲杂傻?。然而，由于添加了交?lián)劑來限制NTC現(xiàn)象而且之后聚合物PTC材料被固化以致于其具有堅(jiān)硬的塑料結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)聚合物PTC材料被用于通常的加熱體時(shí)，其生產(chǎn)及用途都受到限制。
在包含導(dǎo)電填料的半結(jié)晶聚合物中，隨著溫度升高，由于在開關(guān)溫度區(qū)域內(nèi)的熱膨脹而導(dǎo)致聚合物中的導(dǎo)電填料之間的間隔增大，熱收縮和熱膨脹之間的周期變化重復(fù)發(fā)生，而一直到晶體的熔點(diǎn)，以致于產(chǎn)品的壽命被縮短。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)課題為了解決上述的和/或其它問題，本發(fā)明提供一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其具有較好的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，例如耐熱性、抗寒性、抗臭氧性、電絕緣性和彈性，并且本發(fā)明還提供用于這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電組合物，以及制備該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的方法。
本發(fā)明提供一種制備含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的方法，其可以通過簡(jiǎn)化制備過程降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提供一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，通過混合和攪拌只有稀釋劑和液體硅橡膠(該液體硅橡膠與導(dǎo)電組合物的材料相同)的混合物，然后將該混合物涂敷在含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的表面上(為了絕緣，這是必要的)，使得即使當(dāng)熱收縮和熱膨脹之間的周期變化重復(fù)發(fā)生時(shí)，也不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)脫離現(xiàn)象。
本發(fā)明提供一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，通過在含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的制備過程中將框架模子制成各種形狀(例如網(wǎng)形、板形、桿形、環(huán)形或條形)，其可用在各種領(lǐng)域。
技術(shù)手段根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，導(dǎo)電組合物由液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑的混合物、或者液體硅橡膠和石墨粉末的混合物構(gòu)成，其中液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑之間的重量比以及液體硅橡膠和石墨粉末之間的重量比分別為100∶1-100∶15和100∶10-100∶150。
液體硅橡膠的熱膨脹系數(shù)是200×10-6·K-1到300×10-6·K-1。
導(dǎo)電炭黑的粒徑為20-40nm，對(duì)酞酸二丁酯(DBP)的吸附量為300-500ml/100g。石墨粉末的粒徑為1-10μm，電阻為0.0005-0.08Ω·cm。
制備含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的方法包括混合由液體硅橡膠和填料構(gòu)成的導(dǎo)電組合物；通過以相對(duì)于液體硅橡膠的重量的1-100％的比率添加稀釋劑，來攪拌液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑的混合物；將該混合物模制成為特定的形狀，并使該模制混合物固化。
優(yōu)點(diǎn)如上所述，根據(jù)本發(fā)明的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)和用于制備它的導(dǎo)電組合物具有較好的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，例如耐熱性、抗寒性、抗臭氧性和電絕緣性，并具有自控耐熱功能和較好的彈性，由此極大地增多了本發(fā)明的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域。
根據(jù)本發(fā)明的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)可以采用經(jīng)濟(jì)的制備方法，這是通過簡(jiǎn)化制備步驟而降低生產(chǎn)成本來實(shí)現(xiàn)的。
在根據(jù)本發(fā)明的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)中，通過混合和攪拌只有稀釋劑和液體硅橡膠(該液體硅橡膠與導(dǎo)電組合物的材料相同)的混合物，然后將該混合物涂敷在含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的表面上(為了絕緣，這是必要的)，使得即使當(dāng)熱收縮和熱膨脹之間的周期變化重復(fù)發(fā)生時(shí)，也不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)脫離現(xiàn)象。
在制備時(shí)，通過在模制步驟中將含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)模制成各種形狀或者通過將框架模子制成各種形狀，例如網(wǎng)形、板形、桿形、環(huán)形或條形，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)可用在各種領(lǐng)域。


圖1為說明根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的制備過程的流程圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的含碳撓性加熱網(wǎng)的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖3為示出圖2所示含碳撓性加熱網(wǎng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖4為示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的導(dǎo)電組合物的精細(xì)結(jié)構(gòu)的視圖；圖5為示出圖4所示導(dǎo)電組合物在溫度高于室溫的狀態(tài)下的精細(xì)結(jié)構(gòu)的視圖；圖6為示出傳統(tǒng)的PTC裝置的溫度-電阻性質(zhì)的曲線圖；圖7為示出圖1所示含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的溫度-電阻性質(zhì)的曲線圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式參照附圖將詳細(xì)描述本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其中，含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)使用通過混合液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑而得到的導(dǎo)電組合物，這種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)被模制成網(wǎng)的形式。
圖1為說明根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的制備過程的流程圖。參照?qǐng)D1，該制備過程包括混合液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑(操作110)；向液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑的混合物中添加稀釋劑并攪拌(操作120)；以及通過將該混合物粘附或涂敷在具有特定形狀的結(jié)構(gòu)上來進(jìn)行模制和固化(操作130)。
在混合操作110中，液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑以大約100∶1-100∶15的重量比混合。接著，在攪拌操作120中，稀釋劑被加到液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑的混合物中，并且攪拌該混合物。主要用甲苯或二甲苯作為稀釋劑。在攪拌操作120中向混合物中加入的稀釋劑相對(duì)于液體硅橡膠的重量的比例優(yōu)選在大約0-100％的范圍內(nèi)。在攪拌操作120中，當(dāng)炭黑的含量少時(shí)，不需要添加稀釋劑就可以得到導(dǎo)電組合物的彈性。然而，由于當(dāng)炭黑含量增多時(shí)彈性被破壞，所以通過添加稀釋劑和攪拌混合物可以提高導(dǎo)電組合物的彈性。對(duì)經(jīng)過混合操作110和攪拌操作120的導(dǎo)電組合物進(jìn)行模制和固化操作130，以獲得適合于所需用途的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)。
該被攪拌的混合物，即導(dǎo)電組合物，被模制成特定的形狀，然后被固化，或者被粘附或涂敷到具有特定形狀的模子上，然后固化。特定的形狀的模制品或者具有特定形狀的模子可以為具有各種形狀(例如網(wǎng)形、板形、桿形、環(huán)形或條形)的結(jié)構(gòu)。
下表1示出導(dǎo)電組合物被涂敷在具有特定形狀的模子上之后的固化時(shí)間。
表1

參照表1，當(dāng)將該導(dǎo)電組合物固化時(shí)，在室溫下需要4-7天的固化時(shí)間，而在250℃的溫度下固化時(shí)間可以減少到1-5分鐘。
下表2示出聚乙烯和根據(jù)本發(fā)明的液體硅橡膠的熱性質(zhì)。下表3示出硅橡膠的使用壽命隨溫度發(fā)生的變化。
液體硅橡膠被用于導(dǎo)電組合物，這是因?yàn)槠渚哂休^好的耐熱性、抗寒性、抗臭氧性、電絕緣性和彈性。如表2所示，由于液體硅橡膠的熱膨脹系數(shù)270×10-6K-1是聚乙烯的熱膨脹系數(shù)150×10-6·K-1的大約兩倍，所以該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)具有自控耐熱功能。
表2

表3

由于根據(jù)本發(fā)明的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)使用液體硅橡膠，其具有較好的彈性，因此極大增多了本發(fā)明的含碳撓性加熱網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。而且，根據(jù)使用硅橡膠時(shí)的溫度范圍，該硅橡膠可以使用20年以上或者可以半永久地使用。
下表4示出本發(fā)明的導(dǎo)電炭黑的典型性質(zhì)。
表4

粒徑為40納米、孔隙率為60％、每克的顆粒數(shù)量為38×1015個(gè)是導(dǎo)電炭黑的典型性質(zhì)。這意味著導(dǎo)電炭黑具有高導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中對(duì)酞酸二丁酯(DBP)的吸附量為300-500ml/100g。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的網(wǎng)型含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)(下文稱為“含碳撓性加熱網(wǎng)”)的結(jié)構(gòu)。圖3為圖2所示含碳撓性加熱網(wǎng)的剖面圖。
含碳撓性加熱網(wǎng)200是由緯線230和經(jīng)線220構(gòu)成的織物。端部210a和210b制得比織物的緯線230和經(jīng)線220長(zhǎng)，以向緯線230或經(jīng)線220的兩端供電。端部210a和210b由導(dǎo)電性較好的導(dǎo)電金屬線制成，并且導(dǎo)電性較好的鍍錫銅線或銀線被用作導(dǎo)電金屬線。優(yōu)選的是，將導(dǎo)電組合物250粘附或涂敷在框架結(jié)構(gòu)240上達(dá)到0.05mm到0.15mm的厚度。
同時(shí)，可以把通過只將液體硅橡膠和稀釋劑混合并攪拌而得到的混合物涂敷在含碳撓性加熱網(wǎng)200的表面上(為了絕緣，這是必要的)。由于絕緣涂層260是由液體硅橡膠制成的，其與導(dǎo)電組合物250的材料相同，即使重復(fù)發(fā)生熱膨脹和熱收縮之間的周期性變化，也不會(huì)發(fā)生網(wǎng)200的脫離現(xiàn)象。
下面，將參照?qǐng)D4和5詳細(xì)描述自控耐熱機(jī)理。
圖4為示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的導(dǎo)電組合物在室溫條件下的精細(xì)結(jié)構(gòu)的視圖。圖5為圖4所示的導(dǎo)電組合物在溫度高于室溫時(shí)的狀態(tài)下的精細(xì)結(jié)構(gòu)的視圖。圖4和5示出了導(dǎo)電炭黑310在液體硅橡膠320中的取向程度。
導(dǎo)電炭黑310的顆粒以狹窄間隔分布，該狹窄間隔中填充有液體硅橡膠320。該狹窄間隔成為勢(shì)壘，電子由于熱漲落而隧穿過該狹窄間隔，從而產(chǎn)生導(dǎo)電性。
根據(jù)本發(fā)明的自控耐熱功能利用了上述的隧穿電流。當(dāng)由硅橡膠320形成的狹窄間隔保持在1nm或更小時(shí)，隧穿電流流經(jīng)狹窄間隔，而且對(duì)于距離非常敏感，以致于電流與距離成指數(shù)反比關(guān)系。
當(dāng)溫度升高時(shí)，如圖5所示，填充有硅橡膠320的狹窄間隔增大，使得導(dǎo)電性降低。由此，電阻值增大，使得狹窄間隔起到電絕緣體的作用。
參照?qǐng)D6和7，將詳細(xì)描述如上所述操作的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。圖6為示出傳統(tǒng)的PTC裝置的溫度-電阻性質(zhì)的曲線圖。圖7為示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的溫度-電阻性質(zhì)的曲線圖。
參照?qǐng)D6和7，在實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中分別使用了包含10％炭黑的含碳撓性加熱網(wǎng)試驗(yàn)樣品和包含8％炭黑的含碳撓性加熱網(wǎng)試驗(yàn)樣品。測(cè)量了每個(gè)實(shí)施方式的溫度-電阻性質(zhì)，測(cè)量結(jié)果被示于下表5中。
表5

圖6示出作為對(duì)比例的普通聚合物PTC裝置的溫度-電阻特性曲線。如圖6所示，傳統(tǒng)PTC裝置的溫度-電阻特性曲線顯示出PTC裝置的熱溫度由每種聚合物材料的晶體熔化溫度Tm決定，在經(jīng)過開關(guān)溫度之后的特定溫度下電阻率不再增大。
然而，如圖7所示，與傳統(tǒng)的PTC裝置不同，根據(jù)本發(fā)明的含碳撓性加熱網(wǎng)顯示出自控耐熱性質(zhì)，也就是說，電阻率隨著溫度的升高逐漸增大。
在另一種實(shí)施方式中，石墨粉末可被用來取代導(dǎo)電炭黑。當(dāng)使用石墨粉末作為填料時(shí)，由于石墨具有比導(dǎo)電炭黑更好的潤(rùn)滑性，石墨粉末可以容易地與液體硅橡膠混合。
優(yōu)選的是，在由液體硅橡膠和石墨粉末的混合物制成的導(dǎo)電組合物中，液體硅橡膠和石墨粉末之間的重量比為100∶10-100∶150。石墨粉末的平均粒徑為1-10μm，電阻為0.0005-0.08Ω·cm。
短纖維可被用作通過混合液體硅橡膠和作為填料的導(dǎo)電炭黑或石墨粉末而得到的導(dǎo)電組合物的增強(qiáng)材料。短纖維可以是玻璃纖維、碳纖維或石墨纖維，直徑為1-50μm。通過添加短纖維，不僅液態(tài)導(dǎo)電組合物可以被增強(qiáng)，而且能夠在不使用框架結(jié)構(gòu)的情況下容易地將導(dǎo)電組合物模制成所需的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電組合物和含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)可以被應(yīng)用到溫度傳感器、溫度補(bǔ)償裝置、過熱保護(hù)器、加熱器和用于過電流保護(hù)的電子電路的領(lǐng)域中，并且不限于上述的實(shí)施方式。
前述的實(shí)施方式只是示例性的，而不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的說明部分旨在說明，而不是要限制權(quán)利要求的范圍。多種替換、修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)22.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和炭黑而得到的，所述液體硅橡膠和所述炭黑的重量比為100∶1-100∶15，其中，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是由短纖維填充的導(dǎo)電組合物的增強(qiáng)材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述短纖維的直徑為1-50μm，并且所述短纖維是玻璃纖維、碳纖維和石墨纖維之一。
24.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和炭黑而得到的，所述液體硅橡膠和所述炭黑的重量比為100∶1-100∶15，其中，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)具有網(wǎng)的形狀，并且其中，所述網(wǎng)是由緯線和經(jīng)線構(gòu)成的織物，并具有比該織物的所述緯線或所述經(jīng)線長(zhǎng)的端部，所述端部由導(dǎo)電性較好的導(dǎo)電金屬線制成。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述端部為鍍錫銅線或銀線。
26.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和炭黑而得到的，所述液體硅橡膠和所述炭黑的重量比為100∶1-100∶15，其中，由絕緣混合物形成的絕緣涂層被設(shè)置在該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的表面上，該絕緣混合物是通過混合液體硅橡膠和稀釋劑并攪拌混合物而得到的。
27.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和石墨粉末而得到的，所述液體硅橡膠和所述石墨粉末的重量比為100∶10-100∶150，其中，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是由短纖維填充的導(dǎo)電組合物的增強(qiáng)材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述短纖維的直徑為1-50μm，并且所述短纖維是玻璃纖維、碳纖維和石墨纖維之一。
29.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和石墨粉末而得到的，所述液體硅橡膠和所述石墨粉末的重量比為100∶10-100∶150，其中，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)具有網(wǎng)的形狀，并且其中，所述網(wǎng)是由緯線和經(jīng)線構(gòu)成的織物，并具有比該織物的所述緯線或所述經(jīng)線長(zhǎng)的端部，所述端部由導(dǎo)電性較好的導(dǎo)電金屬線制成。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述端部為鍍錫銅線或銀線。
31.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和石墨粉末而得到的，所述液體硅橡膠和所述石墨粉末的重量比為100∶10-100∶150，
其中，由絕緣混合物形成的絕緣涂層被設(shè)置在該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的表面上，該絕緣混合物是通過混合液體硅橡膠和稀釋劑并攪拌混合物而得到的。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電組合物，該導(dǎo)電組合物由液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑的混合物構(gòu)成，其中所述液體硅橡膠和所述導(dǎo)電炭黑之間的重量比為100∶1-100∶15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電組合物，其中所述導(dǎo)電炭黑的粒徑為20-40nm，對(duì)酞酸二丁酯(DBP)的吸附量為300-500ml/100g。
3.一種導(dǎo)電組合物，該導(dǎo)電組合物由液體硅橡膠和石墨粉末的混合物構(gòu)成，其中所述液體硅橡膠和所述石墨粉末之間的重量比為100∶10-100∶150。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電組合物，其中所述石墨粉末的粒徑為1-10微米，電阻為0.0005-0.08Ω·cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的導(dǎo)電組合物，其中所述液體硅橡膠的熱膨脹系數(shù)是200×10-6·K-1到300×10-6·K-1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的導(dǎo)電組合物，其中添加了稀釋劑，以使該導(dǎo)電組合物的流動(dòng)平滑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電組合物，其中所述稀釋劑為甲苯或二甲苯。
8.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和炭黑而得到的，所述液體硅橡膠和所述炭黑的重量比為100∶1-100∶15。
9.一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是通過將導(dǎo)電組合物模制成特定的形狀并使該混合物固化而制成的，該導(dǎo)電組合物是通過混合液體硅橡膠和石墨粉末而得到的，所述液體硅橡膠和所述石墨粉末的重量比為100∶10-100∶150。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)具有網(wǎng)、桿、板、環(huán)或條的形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)是由短纖維填充的導(dǎo)電組合物的增強(qiáng)材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述網(wǎng)是由緯線和經(jīng)線構(gòu)成的織物，并具有比該織物的所述緯線或所述經(jīng)線長(zhǎng)的端部，所述端部由導(dǎo)電性較好的導(dǎo)電金屬線制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述端部為鍍錫銅線或銀線。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中所述短纖維的直徑為1-50微米，并且所述短纖維是玻璃纖維、碳纖維和石墨纖維之一。
15.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)，其中由絕緣混合物形成的絕緣涂層被設(shè)置在該含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的表面上，該絕緣混合物是通過混合液體硅橡膠和稀釋劑并攪拌混合物而得到的。
16.一種制備含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟混合由液體硅橡膠和填料構(gòu)成的導(dǎo)電組合物；通過以相對(duì)于所述液體硅橡膠的重量的1-100％的比率添加稀釋劑，來攪拌所述液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑的混合物；以及將該混合物模制成為特定的形狀，并使該模制混合物固化。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述導(dǎo)電組合物中，所述液體硅橡膠和所述導(dǎo)電炭黑之間的重量比為100∶1-100∶15。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述導(dǎo)電組合物中，所述液體硅橡膠和石墨粉末之間的重量比為100∶10-100∶150。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述的模制和使所述混合物固化的步驟中，通過在具有網(wǎng)、桿、板、環(huán)或條的形狀的框架結(jié)構(gòu)上粘附或涂敷所述導(dǎo)電組合物而模制該導(dǎo)電組合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在所述的在所述框架結(jié)構(gòu)上粘附或涂敷所述導(dǎo)電組合物的步驟中，糊劑或涂料的厚度是0.05mm到0.15mm。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述的模制和使所述混合物固化的步驟中，所述導(dǎo)電組合物被模制成具有網(wǎng)、桿、板、環(huán)或條的形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電組合物，該導(dǎo)電組合物由液體硅橡膠和導(dǎo)電炭黑的混合物構(gòu)成，其中所述液體硅橡膠和所述導(dǎo)電炭黑之間的重量比為100∶1－100∶15；或者該導(dǎo)電組合物由液體硅橡膠和石墨粉末的混合物構(gòu)成，其中所述液體硅橡膠和所述石墨粉末之間的重量比為100∶10－100∶150。通過如下方法來制造一種含碳撓性加熱結(jié)構(gòu)混合由液體硅橡膠和填料構(gòu)成的導(dǎo)電組合物；通過以相對(duì)于所述液體硅橡膠的重量的1－100％的比率添加稀釋劑，來攪拌所述液體硅橡膠和所述導(dǎo)電炭黑的混合物；以及將該混合物模制成為特定的形狀，并使該模制混合物固化。
文檔編號(hào)H01B1/24GK1938790SQ200580010434
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者樸商俅 申請(qǐng)人:森泰科有限公司